Curso: Geomorfología - Prof. Edier Aristizábal - Universidad Nacional de Colombia, sede Medellín

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CARTOGRAFÍA GEOMORFOLÓGICA

Prof. Edier Aristizábal

Cartografía Geomorfológica

Source: Clement Aubry

Cartografía básica

Bending lines

Maps and Data from Distortion to Deception

Cartografía: Es el conjunto de estudios y operaciones científicas, artísticas y técnicas que intervienen, a partir de los resultados de las observaciones directas o de la explotación de una documentación, en el establecimiento de mapas, planos y otras formas de expresión, así como en su utilización. (Joly, 1979)

Cartografía básica

Convenciones fuera de escala

Sistema de Coordenadas Geográficas

Modelos de la Tierra

Geoide: el geoide es la superficie equipotencial que coincidiría con la superficie media del océano de la Tierra si los océanos y la atmósfera estuvieran en equilibrio. "Figura matemática de la Tierra", una superficie lisa pero altamente irregular que no corresponde a la superficie real de la corteza terrestre.

Datum

is to align the geoid with the ellipsoid (or sphere) representation of the earth and to map the earth’s surface features onto this ellipsoid/sphere. The alignment can be local where the ellipsoid surface is closely fit to the geoid at a particular location on the earth’s surface or geocentric where the ellipsoid is aligned with the center of the earth.

Altura

European Petroleum Survey Group (EPSG)

EPSG

Proyección a coordenadas planas

Fuente: tomado de Github Tomas Beuzen

Proyección a coordenadas planas

Escala

Planchas IGAC

Planchas 1:500.000

Planchas 1:100.000

Planchas 1:50.000

Planchas 1:25.000

Planchas 1:10.000

Planchas 1:2.000

Planchas IGAC

Datos Abiertos del IGAC

Ejemplos

Elementos de un mapa

Mapas temáticos - Geológico

Escala gráfica & Norte

Cartografía geomorfológica

Fisiografía vs Terreno

Fisiografía: estudio de la génesis y evolución de las formas de land forms ---> vegetación y uso del suelo. La fisiografía no solo describe los aspectos relativos a la litosfera (relieve, materiales, edad de las formaciones superficiales, proceso morfogenéticos), como lo hace la geomorfología, sino que también describe los relativos al agua, el clima y los seres vivos.

Terrain:

Describe una división natural del terreno que puede ser distinguida en fotografías aéreas y que puede ser verificada en campo.
Es una unidad donde los grupos se interrelacionan en términos de geoformas, litología y suelo.
Difiere de la otras unidades por que las geoformas son evidentemente diferentes o los fenómenos asociados con la geoformas difieren.
En términos de GIS puede ser descrita como la localización geográfica en polígonos o entidades en las cuales se relacionan un único grupo de atributos.
Es una unidad de leyenda de un mapa temático convencional.

Fuente: Meijerink (1988)

Niveles de precepción

Fuente: Modificado Ross (1992)

Niveles de precepción

Fuente: Zinck (1988)

Fuente: van Zuidam (1985)

Mapa geomorfológico analítico

Mapa geomorfológico pragmático

Clasificación fisiográfica

Clasificación de terrenos

Definición: La clasificación de terrenos corresponde al arreglo y agrupamiento de diferentes áreas de la superficie terrestre en una variedad de categorías (provincia, sistema, unidades y componentes) basados en la similitud de los atributos, tipo de superficie y sus alrededores.

Ajustada para Colombia

Fuente: Velasquez (1999); Ingeominas (2000)

Metodología IDEAM 1:100.000

Trabajo en grupo

Cuenca

Mapa geomorfológico de la cuenca

Modelo digital del terreno

Mapa geomorfología

Procesos morfodinámicos

Fuente: Ribolini et al. (2011)

Geomorfologia fluvial

Geomorfología 3D

Sketch

Perfiles

Geoformas

Geoforma

Concepto genérico que designa todos los tipos de formas del relieve independiente de su origen, de su dimensión y de su nivel de abstracción.

Paisaje (Landscape) --> agregado de Geoformas (Landform) --> forma + proceso + historia

Atributos de geoformas

Los atributos son características usadas para la descripción, identificación y clasificación de las geoformas.

Morfología: el relieve general

Morfografía para describir la geometría y aspectos de las geoformas
Morfometría para medir cuantitativamente las dimensiones de las geoformas

Morfogenéticos: para determinar el origen y la evolución de la geoformas

Morfoestructura pasiva: la litología y estructuras relacionadas con procesos denudacionales
Morfoestructura dinámica: la dinámica endógena
Morfodinámica: la dinámica exógena

Morfocronológicos: para circunscribir el contexto temporal en que se originaron las geoformas

Datación relativa
Datación absoluta

Morfoarreglo: el arreglo espacial y la interrelación de las diferentes geoformas y los procesos relacionados.

Fuente: Zinck (1988) & van Zuidam (1985)

Intro Sensores Remotos

Los Sensores Remotos (teledetección) es el arte, ciencia y tecnología de observar un objeto, escena o fenómeno por técnicas basadas en instrumentos. El termino remoto se refiere a la observación realizada a una distancia sin contacto físico con el objeto de interés. Se puede utilizar herramientas de detección y despliegue en tiempo real o una herramienta que registra la energía, la cual es emitida o reflejada desde el objeto o la escena en observación. La energía puede ser luz u otra forma de radiaciones electromagnética, campos de fuerza o energía acústica. Fuente: ITC

Espectro electromagnético

Ventanas atmosféricas

Radar vs Óptico

Imagen --> formato raster

Digital Terrain Model (DTM)

Herramientas de análisis

Morfografía

Morfometría

La medida y análisis de las características de geoformas que son aplicable a cualquier superficie continua. En general la Geomorfometría provee una base para la comparación cuantitativa de diferentes paisajes, y puede adaptar m´etodos de an´alisis de superficie por fuera de la geomorfología.

Variables morfométricas

Una variable (atributo) morfométrica (topográfica) es un solo valor de una función bivariada que describe las propiedades de la superficie topográfica.

Existen 5 tipos principales de variables morfométricas:

Variables locales
Variables no locales
Líneas estructurales
Variables solares
Variables combinadas

Variables morfométricas locales

Es un solo valor de una función bivariado que describe la geometría de la superficie topográfica en la vecindad de un punto dado de la superficie.

Pendiente

Aspecto

Slope & Aspecto

Curvatura

Curvatura plana

Curvatura perfil

Curvatura general

Variables morfométricas no locales

Es un solo valor de una función bivariado que describe la geometría de la superficie topográfica en la vecindad de un punto dado de la superficie.

DEM hidrológicamente correcto

Área acumulada

Parámetos morfométricos de cuencas

Forma de la cuenca

Torrencialidad

Landscape evolution

Variables

U is rock uplift rate
E is river incision
Z is channel bed elevation at any point along the longitudinal profile
S is local channel slope
A is the contributing drainage area that serves as a proxy for catchment discharge
K is an erosional efficiency parameter a variable that incorporates incision process–, substrate-, climate-, and hydrology-dependent variables (Whipple, 2004)
m and n are positive constants that are functions of basin hydrology, channel geometry, and specific incision process
$\theta$ is the concavity (the rate of change of local channel slope as a function of increasing drainage area; Hack, 1957; Flint, 1974; Tarboton et al., 1989) and it is equal to m/n

Transport laws

Slope-dependent transport as diffusive because the rate of transport depends on the topographic gradient (solpe). Diffusion-like process tend to reduce relief and fill in local depressions:

$q_s=DS^n$

Processes for which the upslope drainage area influences rates of sediment transport are considered advective because the entrained material generally moves along with (and thus is advected by) flows that increase down-stream. Advective processes tend to incise valleys and create relief:

$q_s=KA^mS^n$

Diffusive processes dominate small drainage areas, producing convex rounded hillslopes near drainage divides, whereas advective processes dominate large drainage areas, producing integrated, concave valley systems.

(Howard et al., 1994; Whipple and Tucker, 1999; Whipple et al., 2000)

Sream power erosion law

dz/dt reflects a competition between the rates of rock uplift (U) and channel incision (E) with respect to base level.

$\frac{dz}{dt}=U-E=U-KA^mS^n$

For a steady-state landscape, where E is equal to U, dz/dt = 0, and equation can be solved for equilibrium channel slope, S, at a given drainage area, A,

$S=(\frac{U}{K'})^{1/n}A^{-m/n}$

where $k_s$ is the steepness index of the channel

$k_s=(\frac{U}{K'})^{1/n}$

Flint´s law:

$S=k_sA^{-\theta}$

Flint´s law:

χ‐z plot analysis

$S=(\frac{U}{K'})^{1/n}A^{-m/n}$

$U=E$

$\frac{dz}{dx}=(\frac{E}{K})^{1/n}A^{-m/n}$

$z=(\frac{E}{K(A_0)^m})^{1/n}\chi$

$\chi=\int_0^x(\frac{A_0}{A(x)})^{m/n}dx$

The slope of the χ‐z plot is $k_s$