Guía de buenas prácticas de georreferenciación

Para una ubicación que corresponde a un transecto, se registra tanto el punto de inicio como el final de la línea. Esto permite preservar la orientación y dirección del transecto. Si los eventos asociados con el transecto ocurren dentro de una distancia máxima dada desde el transecto, es mejor representar la ubicación como un polígono (ver §2.3.3). Si los eventos asociados con el transecto pueden ser razonablemente separados en sus ubicaciones individuales, es mejor hacerlo pues serán más específicos que el transecto como un conjunto. Sin embargo, si esto se hace, asegúrese de documentar que cada ubicación individual es parte de un transecto.

Si la localidad se registra como el centro del transecto y la mitad de la longitud del transecto se utiliza para describir la incertidumbre, se pierde información sobre la orientación del transecto y la descripción se convierte esencialmente en el equivalente a un círculo.

No todas las ubicaciones basadas en trayectorias lineales son transectos o líneas rectas. Utilizamos el término ruta para resaltar este concepto más amplio. Algunos ejemplos ilustrativos son: observaciones ad-hoc realizadas mientras se camina por un sendero, un inventario o recuento de especies realizado mientras se viaja a lo largo de un río, rastrear los movimientos de un animal en específico. Transectos marinos, rastros, remolques y redes de arrastre son otros ejemplos. Las trayectorias deben describirse usando formas geométricas (ver la discusión en §3.3.4) como segmentos de línea conectados (una cadena poligonal), con las coordenadas del punto de partida seguidas por las coordenadas de cada segmento que empieza y termina con el punto final. Una forma sencilla de almacenar y compartir estas formas geométricas es a través de Well-Known Text (WKT) (texto conocido) (ISO 2016, De Pooter et al. 2017, OBIS n.d., W.Appeltans, personal communication 15 Apr 2019).

Para determinar la incertidumbre de una ruta descrita usando el método de georreferenciación radio-punto se necesita determinar el centro corregido, es decir el punto sobre la ruta que describe el círculo mínimo que incluye la totalidad de la ruta ("c" en Figura 3). Este raramente corresponde al mismo lugar que el centro de una línea que une los dos extremos de la ruta ("y" en Figura 3), ni al centro de los extremos de la latitud y la longitud (el centro geográfico) de la ruta ("x" en Figura 3).

Al colectar o registrar datos de un área (por ejemplo el conteo de aves en un lago, un conjunto de sitios de anidación o descanso en un cayo de coral en alta mar o en un transecto con su correspondiente buffer) la ubicación estará mejor registrada a través de un polígono. Los polígonos se pueden almacenar usando el campo Darwin Core (Wieczorek et al. 2012b) denominado dwc:footprintWKT en el cual se puede almacenar una geometría usando el formato de texto Well-Known Text (ISO 2016). Para el método de georreferenciación radio-punto, si el polígono tiene una forma cóncava (por ejemplo una luna creciente) el centro puede no caer dentro del polígono (Figura 4). En ese caso, se usa el centro corregido en el límite más cercano del polígono como las coordenadas de la ubicación y el radio geográfico se mide desde este punto hasta el extremo más lejano del polígono. Tenga en cuenta que el círculo basado en el centro corregido (círculo rojo en Figura 4) siempre será más grande que el círculo basado en el centro geográfico (círculo negro en Figura 4).

Los polígonos complejos (como los donas), los polígonos que se auto-intersectan y los multipolígonos generan aún más problemas, tanto en su documentación como en su almacenamiento.

Las grillas pueden estar construidas a partir de líneas de latitud y longitud o pueden ser celdas en un sistema de coordenadas cartesiano basadas en distancias desde un punto de referencia. Normalmente las grillas están alineadas Norte-Sur y si no, es esencial registrar su declinación magnética. Si la extensión de una ubicación es una grilla de celdas, entonces la forma ideal de documentarla sería a través de un polígono conformado por las esquinas de la grilla (es decir, una caja delimitadora). El método radio-punto se puede utilizar para capturar las coordenadas del centro de la grilla de celdas y la distancia de allí a una de las esquinas más lejanas, pero dado que las geometrías de las grillas de celdas son tan simples, es mejor capturarlas también como polígonos. A menudo las grillas de celdas (p. ej. las grillas geográficas) se describen utilizando las coordenadas de la esquina sudoeste de la grilla. Usar la esquina sudoeste como georreferencia para el método radio-punto es poco recomendado, ya que el radio geográfico partiría de este punto hasta la esquina más lejana, lo que duplicaría el radio de lo que sería si se utilizara el centro de la grilla de celda. En cualquier caso, las características de la grilla deben ser registradas con la información de la localidad.

Es importante al convertir los datos de la grilla en coordenadas geográficas comprobar también la descripción de la localidad. La información de la localidad puede permitirle refinar la ubicación como se muestra en la Figura 5 donde sólo teniendo las grillas sin la información de la localidad (en específico "en Northey Island") conduciría a un círculo (c) con su centro (a) en el centro de la grilla. Saber que el registro está en Northey Island, permitirá refinar la ubicación al círculo mínimo (d) con su centro en (b). Tenga en cuenta que otros criterios (como un cambio de datum, escala del mapa, etc.) pueden ser añadidos a la incertidumbre.

La mayoría de las ubicaciones terrestres se registran con referencia a la superficie terrestre como coordenadas geográficas, a veces con elevación. Algunos tipos de eventos marinos tales como inmersiones y arrastres, se benefician de una descripción explícita en tres dimensiones.

Los eventos de buceo se registran comúnmente utilizando las coordenadas geográficas del punto en la superficie donde el buzo entra en el agua, llamado punto de entrada o punto de inmersión. La ubicación bajo el agua debe registrarse como una distancia horizontal y una dirección junto con la profundidad desde la ubicación en la superficie (ver Figura 7). Debajo de la superficie el buceador puede entonces comenzar un ejercicio de colección/observación en tres dimensiones desde ese punto incluyendo un componente horizontal y una profundidad mínima y máxima dentro del agua. Todos estos datos deberían ser registrados. El punto de referencia debe ser el centro corregido de la forma tridimensional (3D) que incluye la extensión de la ubicación. El radio geográfico sería la distancia desde el centro corregido de la forma 3D (las tres dimensiones proyectadas perpendicularmente sobre la superficie) hasta la extremidad más lejana de la proyección de la forma 3D en el plano horizontal (es decir en el límite geográfico).

Hay muchos tipos diferentes de arrastres y remolques, incluyendo arrastres de fondo y niveles medios. La naturaleza 3D debe ser capturada como se muestra arriba. Los puntos de referencia geográficos serían segmentos de línea que siguen la ruta del arrastre y serían más similares a rutas y documentados como una forma geométrica como se describe en §2.3.2.

Las coordenadas geográficas son una forma conveniente de definir una ubicación de una manera que no sólo es más específica que la descripción de una localidad, sino que también permite realizar cálculos en SIG fácilmente. Las coordenadas geográficas pueden ser expresadas en diferentes formatos de coordenadas (grados decimales, grados minutos segundos, grados minutos decimales), siendo los grados decimales los más comúnmente utilizados. Las coordenadas geográficas en grados decimales son convenientes para georreferenciar porque este formato sucinto tiene aplicabilidad global y se basa en sólo tres atributos, uno para la latitud, uno para la longitud y uno para el datum geodésico o elipsoide, que, junto con el formato de coordenada, componen el sistema de referencia de coordenadas. Al mantener al mínimo el número de atributos registrados, los posibles errores de transcripción se minimizan (Wieczorek et al. 2004).

Al capturar coordenadas geográficas, incluya siempre tantas cifras decimales de precisión como indique la fuente de las coordenadas. Las coordenadas en grados decimales con cinco cifras decimales son más precisas que una medición en grados-minutos-segundos al segundo más cercano y más precisa que una medición en grados minutos decimales con tres decimales (ver Tabla 3). Algunos nuevos receptores GPS/GNSS capturan datos en segundos decimales a dos decimales, que corresponde a menos de un metro en cualquier parte de la Tierra. Esto no significa que la lectura del GPS sea precisa en esa escala, sólo que las coordenadas proporcionadas no aportan una incertidumbre adicional.

Universal Transversa de Mercator (UTM) es un sistema para asignar coordenadas basadas en distancia usando la [proyección] de Mercartor desde un elipsoide idealizado de la superficie de la tierra sobre una superficie plana. En la mayoría de las aplicaciones del sistema UTM, la Tierra se divide en una serie de zonas longitudinales de seis grados de ancho que se extienden entre 80°S y 84°N y están numeradas del 1 al 60 comenzando con la zona en el Antimeridiano (Snyder 1987). Debido a la limitación en la extensión latitudinal, las coordenadas UTM no pueden ser usadas en los extremos de las regiones polares de la Tierra. Un mapa de zonas UTM puede ser encontrado en Grilla de Zonas UTM del Mundo (Morton 2006).

Las coordenadas UTM consisten en un número de zona, un indicador del hemisferio (N o S) y pares de coordenadas este y [norte] de 6 y 7 dígitos respectivamente, separadas por un espacio, todo esto en el orden dado aquí. Por ejemplo, las coordenadas para el Big Ben en Londres (latitud 51.500721, longitud –0.124430) en el sistema de referencia UTM serían: 30N 699582 5709431.

Las bandas de latitud no son oficialmente parte de UTM, pero se utilizan en el Sistema de Referencia de la Red Militar (MGRS). Se usan en muchas aplicaciones, incluso en Google Earth. Cada zona está subdividida en 20 bandas latitudinales, con letras usadas de Sur a Norte comenzando desde la "C" a 80°S hasta la "X" (extendidas por 4 grados adicionales) a 72°N (hasta 84°N) y omitiendo la "O". Todas las letras debajo de "N" están en el hemisferio sur y encima de "N" están en el hemisferio norte. Cuando se utilizan bandas latitudinales, "norte" y "sur" se deben escribir de forma completa para evitar confusión con las bandas latitudinales de "N" y "S". Utilizando el método de banda latitudinal, las coordenadas para Big Ben sería: 30T 699582m este 570941m norte.

Los sistemas de grillas nacionales y locales derivados de UTM, pero que pueden estar basado en diferentes elipsoides y datums, se utilizan básicamente de la misma manera que UTM. Por ejemplo, el Mapa de Grillas de Australia (MGA2020) utiliza UTM con el elipsoide GRS80 y el Datum Geocéntrico de Australia (GDA2020) (Geoscience Australia 2019b). Un ejemplo de una ubicación en MGA2020 es "MGA Zone 56, x: 301545 y: 7011991"

Al registrar una <ubicación>> o bases de datos usando UTM o coordenadas equivalentes, SIEMPRE se debe incluir la zona, de lo contrario los datos son de poco o ningún valor cuando se utilizan fuera de esa zona y ciertamente de poco uso cuando se combinan con datos de otras zonas. A menudo no se reportan las zonas cuando una región (p. ej. Tasmania) cae completamente dentro de una zona de UTM. Esto está bien mientras que la base de datos sea regional pero no es apta para el intercambio fuera de esa zona. Al exportar datos de bases de datos como estas, la zona de la región debe ser añadida antes de exportar o transferir, o mejor aún, modificar la base de datos para que la zona se documente junto con las coordenadas.

Tenga en cuenta que el Darwin Core (Wieczorek y al. 2012b) sólo soporta coordenadas UTM en el campo verbatimCoordinates. Hay varias herramientas para convertir las coordenadas UTM a coordenadas geográficas, incluyendo Conversor de Coordenadas Geográficas/UTM (Taylor 2003), ver Herramientas de Georreferenciación. Para más detalles sobre georreferenciación, ver Coordenadas – Universales Transversas de Mercator (UTM) en Guía de Referencia Rápida de Georreferenciación (Zermoglio et al. 2020).

Uno de los problemas más importantes para tener en cuenta al elegir un receptor GPS o GNSS es la antena. Una antena se comporta tanto como un filtro espacial y de frecuencia, por lo tanto, seleccionar la antena correcta es fundamental para optimizar el rendimiento (Novatel 2015). Uno de los inconvenientes con los teléfonos inteligentes, por ejemplo, es el tamaño limitado de la antena GNSS.

Para obtener información sobre problemas a tener en cuenta al seleccionar una antena GNSS adecuada y/o un receptor GPS, lo remitimos al Capítulo 2 en Novatel 2015 y al Capítulo 10 en NLWRA 2008.

La mayoría de los dispositivos GPS son capaces de reportar una exactitud horizontal teórica basada en las condiciones locales en el momento de la lectura (condiciones atmosféricas, reflectancia, cobertura forestal, etc.). Para ubicaciones muy específicas, puede ser posible que el error potencial en la lectura del GPS esté en el mismo orden de magnitud que la extensión de la ubicación. En estos casos, la exactitud del GPS puede hacer una contribución no trivial a la incertidumbre total de una georreferencia.

El último compromiso del Gobierno de los Estados Unidos (Departamento de defensa de los Estados Unidos y GPS Navstar 2008) consiste en transmitir la señal de GPS desde el espacio "con un error de rango de usuario (URE) promedio global de 7.8 m (25.6 ft.), con probabilidad del 95%". En la realidad el comportamiento puede exceder estos valores y en Mayo de 2016, el promedio global (URE) fue ≤ 0.715 m (2.3 ft.), 95% del tiempo (GPS.gov 2017). Aunque esto no significa que todos los receptores puedan obtener esa exactitud, la exactitud de los receptores GPS ha mejorado y hoy en día la mayoría de los fabricantes de unidades GPS portátiles aseguran errores de menos de 5 metros en áreas abiertas cuando utilizan cuatro o más satélites. La necesidad de contar con cuatro o más satélites para lograr estas exactitudes se debe a las imprecisiones en los relojes de los receptores GPS frente a los relojes de los satélites que son mucho más precisos (Novatel 2015). La precisión puede mejorarse promediando los resultados de múltiples observaciones de una misma ubicación (McElroy et al. 2007) y algunos receptores GPS modernos que incluyen algoritmos de promedio pueden llevar la precisión a alrededor de tres metros o menos. De acuerdo con GISGeography 2019a, “Un receptor GPS bien diseñado puede lograr una exactitud horizontal de 3 metros o mejor y una exactitud vertical de 5 metros o mejor el 95% de las veces. Los sistemas GPS Aumentados pueden proporcionar exactitud inferior al metro”. Otro método para mejorar la precisión es promediar sobre más de una unidad GPS. Tenga en cuenta que algunos receptores GPS/GNSS pueden registrar hasta 20 cifras decimales de precisión pero eso no significa que esa sea la exactitud de la unidad.

El uso de GNSS diferenciales (DGNSS) (incluyendo GPS Diferenciales (DGPS)) puede mejorar la exactitud considerablemente. El DGNSS tiene como referencia una Estación Base GNSS (normalmente un punto de control de consulta) en una posición conocida para calibrar la señal GNSS recibida. La Estación Base y el receptor de GNSS portátil referencian la posición de los satélites al mismo tiempo y esto reduce el error generado por las condiciones atmosféricas, así como (en menor medida) las efemérides satelitales (ubicación orbital) y el error del reloj (Novatel 2015). El instrumento GNSS portátil aplica las correcciones apropiadas para determinar la posición. Dependiendo de la calidad de los receptores utilizados, se puede esperar una exactitud de <1 metro (USGS 2017). Esta exactitud disminuye a medida que aumenta la distancia del receptor desde la Estación Base. Es importante señalar que la tecnología diferencial no está disponible en todas las áreas, por ejemplo en ubicaciones e islas remotas y que la exactitud resultante puede ser menor de la esperada. De nuevo, promediar las medidas puede mejorar aún más estos valores (McElroy et al. 2007). Sin embargo, es importante señalar que la mayoría de los DGNSS deben procesarse posteriormente. Los registros se almacenan en la unidad GPS/GNSS y luego una vez esté conectado a un equipo de computo, se ejecuta el software de post-procesamiento para mejorar las mediciones. El procesamiento posterior no se utiliza tan comúnmente desde la introducción de los DGNSS en tiempo real, como el Sistema de Aumentación Basado en Satélites (SBAS) (vea la subsección a continuación) y ahora se utiliza principalmente en situaciones en las que se requiere un alto nivel de exactitud.

Los requerimientos sobre la exactitud de la posición horizontal marina son de 2-5 metros (con un nivel de confianza del 95 por ciento) para la seguridad de la navegación en aguas continentales, 8-20 metros (95%) en las entradas y aproximaciones a puertos y una exactitud de posición horizontal de 1-100 metros (95%) para la exploración de recursos en las regiones costeras (Skone et al. 2004, Skone & Yousuf 2007). El límite del error en un DGNSS horizontal está especificado como 10 metros (95%) y estudios han demostrado que en condiciones de funcionamiento normales, la exactitud se encuentra dentro de este límite.

La exactitud de los DGNSS es susceptible a una disminución severa debido al aumento de los efectos ionosféricos asociados con las tormentas geomagnéticas. La disminución puede ser del orden de 2-30 veces en algunas zonas y depende de la gravedad de la tormenta.

Los Sistema de Aumentación Basado en Satélites (SBAS) consisten en un conjunto de satélites geosincrónicos originalmente desarrollados para la navegación precisa de aeronaves (Federal Aviation Administration 2020) y recientemente para proporcionar servicios para mejorar la exactitud, integridad y disponibilidad de las señales GNSS básicas (Novatel 2015). Los receptores de SBAS son ejemplos de bajo costo de corrección diferencial en tiempo real. Los SBAS utilizan una red de estaciones de referencia en tierra para medir pequeñas variaciones en las señales de los satélites GNSS. Las mediciones de las estaciones de referencia son enrutadas a estaciones maestras, que ponen la Corrección de Desviación (DC) recibida en cola y envían los mensajes de corrección a satélites geoestacionarios. Esos satélites transmiten los mensajes de corrección de vuelta a la Tierra, donde los receptores GPS/GNSS habilitados para SBAS usan las correcciones mientras calculan sus posiciones para mejorar la exactitud. Las correcciones se calculan de forma independiente para el retraso ionosférico, la sincronización temporal de los satélite y las órbitas satelitales (efemérides), lo que permite que las correcciones del error sean procesadas por separado, si es apropiado, por la aplicación del usuario.

Los Sistemas de Aumentación de Base Terrestre (GBAS), también conocidos como Sistemas de Aumentación de Área Local (LAAS), proporcionan correcciones diferenciales y monitoreo de integridad satelital en conjunto con la radio VHF para enlazar a receptores GNSS. Una GBAS consiste en varias antenas GNSS instaladas en lugares conocidos con un sistema de control central y un transmisor de radio VHF. GBAS está limitado en su cobertura y se utiliza principalmente para usos específicos que requieren altos niveles de exactitud, disponibilidad e integridad y es un sistema ampliamente utilizado para los sistemas de navegación aeroportuaria.

El Punto Preciso de Posicionamiento (PPP) depende del reloj del satelite GNSS y las correcciones orbitales, generadas a partir de una red de estaciones globales de referencia para eliminar el error del sistema GNSS y proporcionar un alto nivel (decimetro) de exactitud en la posición. Una vez calculadas las correcciones, se envían al usuario final vía satélite o a través de Internet.

Aunque es similar a los sistemas Sistema de Aumentación Basado en Satélites (SBAS) (ver arriba), generalmente proporcionan una mayor exactitud y tienen la ventaja de proporcionar un flujo de referencia global único, en comparación con la naturaleza regional de un sistema SBAS. Considerando que los SBAS son gratuitos y que el uso de PPP suele incurrir en un gasto para poder acceder a las correcciones es poco probable que el aumento de la precisión de PPP, en comparación con la de la SBAS, sea considerado para la mayoría de las aplicaciones biológicas.

El GPS Estático utiliza instrumentos de alta precisión y técnicas especializadas, generalmente es usado solo por topógrafos. Los estudio topográficos realizados en Australia utilizando estas técnicas reportan exactitudes en el rango de centímetros. Es poco probable que estas técnicas se utilicen extensivamente en la colecta de registros biológicos debido al costo y la falta general de necesidad de tal precisión.

Los dispositivos GPS/GNSS de alta frecuencia (dual y múltiple) pueden dar una exactitud a nivel del centímetros e incluso a nivel de mm a largo plazo (GPS.gov 2017). Una de las maneras en que se logra esto es eliminando una de las mayores fuentes generales de error del satélite: error debido a la ionósfera (conocido como error de ionósfera) (Novatel 2015).

Los teléfonos inteligentes equipados con GPS típicamente cuentan con una exactitud de 4.9 m (16 ft.) a cielo abierto, sin embargo, su exactitud decrece cerca de edificios, puentes y árboles (GPS.gov 2017). Un estudio realizado por Tomaštik et al. 2017 determinó que la exactitud de los teléfonos inteligentes en áreas abiertas era de alrededor de 2-4 m. Ésta disminuyó a un rango de 3-11 m en un bosque caducifolio sin hojas y 3-20 m en un bosque caducifolio con hojas. Hay informes de que la precisión en algunos teléfonos inteligentes habilitados con GPS pronto mejorará a <1 metro (Moore 2017) y que la exactitud en áreas con vista satelital restringida dentro de las ciudades mejorará drásticamente con aplicaciones 3D incorporadas a los teléfonos inteligentes y con la coincidencia probabilística de sombras (Iland et al. 2018). En general, los dispositivos GNSS en los teléfonos inteligentes son bastante buenos y cualquier pérdida de exactitud se debe generalmente a la calidad de la antena, cuyo fallo principal se debe a una supresión de trayectos múltiples deficiente (Pirazzi et al. 2017). En algunos teléfonos inteligentes cuando no hay una buena disponibilidad de cobertura satelital (e.g. en ciudades y bosques), el teléfono puede introducir errores debido al sesgo en su reloj interno (Pirazzi et al. 2017), dando lugar ocasionalmente a inexactitudes grandes (Arturo Ariño Oct 2019, pers. comm.). Actualmente ya existe la tecnología para mejorar la exactitud de los teléfonos inteligentes a menos de 1 metro, pero no está disponible para el público debido a la dificultad y el costo de incorporar la tecnología en teléfonos inteligentes pequeños (Braun 2019). Las exactitudes reportadas en la mayoría de las publicaciones se refieren a estudios en los Estados Unidos, Europa, la costa australiana, India o Japón, donde abundan las estaciones diferenciales. Se necesitan más estudios para probar la exactitud de los teléfonos inteligentes en ubicaciones remotas y donde no hay estaciones diferenciales disponibles.

La tecnología GPS de los teléfonos inteligentes está cambiando rápidamente y es probable que haya información nueva y actualizada incluso antes de que se publique este documento.

No conocemos las características de la exactitud de las cámaras equipadas con GPS pero esperamos que la precisión sea similar a la de los teléfonos inteligentes. Un estudio, usando tres cámaras diferentes, mostró variación entre las tres con una ubicación real inferior a 3 m desde la ubicación reportada (https://www. log.jimdoty.com/?p=14661[Doty 2017^]). Tenga en cuenta que las cámaras GPS que se utilizan para realizar actividades de buceo y snorkel, sólo darán nuevas lecturas de GPS cada vez que la cámara llegue a la superficie.

A lo largo de los años, se han probado una serie de métodos para rastrear buzos bajo el agua con un GPS con un éxito limitado. Estos incluyeron el uso de un receptor GPS flotante sobre las burbujas del buzo y un receptor de GPS en una balsa remolcada por el buzo que registraba lecturas intermitentes para proporcionar un transecto de inmersión (Schories & Niedzwiedz 2011). El más exitoso hasta la fecha ha sido el uso de una antena GPS en una boya flotante que está conectada por un cable a un GPS que lleva el buzo. Estos receptores submarinos GPS/GNSS portátiles remolcados por buzos han sido utilizados para estudios de monitoreo subacuático por varios años. La mayoría de las inmersiones utilizando este método están a <20 metros, ya que la señal se deteriora con la longitud del cable dando una profundidad práctica máxima de 50 metros (Niedzwiedz & Schories 2013). Un problema es el arrastre de los cables y es casi imposible determinar exactamente el desplazamiento de las boyas, aunque en Niedzwiedz & Schories 2013 se proporciona fórmulas para intentar hacerlo. Un estudio realizado por los mismos autores (Schories & Niedzwiedz 2011) mostró un desplazamiento de 2.3 m a una profundidad de 5 m, 3.2m a 10-m de profundidad, 4.6 m a 20-m de profundidad, 5.5 m a 30-m de profundidad y 6.8 m a 40-m de profundidad. Estos son adicionales a la exactitud del GPS discutida en §2.6.2.

Un altímetro barométrico utiliza los cambios en la presión del aire como una aproximación a los cambios en la elevación y puede ser una fuente confiable de elevación si está debidamente calibrado. La calibración requiere que la elevación del altímetro se ajuste a una elevación inicial conocida, que podría determinarse por ejemplo, a partir de un mapa. Por lo tanto, a medida que el altímetro este a elevaciones mayores o menores, calcula la nueva elevación directamente a partir de la presión del aire que experimenta. Dado que las condiciones meteorológicas pueden cambiar la presión del aire independientemente de los cambios en la elevación, es importante calibrar el altímetro frecuentemente, ya sea registrando la elevación cuando deje de moverse y recalibrando usando esa elevación como referencia antes de comenzar de nuevo y/o recalibrando a elevaciones conocidas cada vez que se encuentre en ellas.

En teoría sería posible usar un altímetro barométrico para determinar las elevaciones en una ubicación subterranea (cueva, minas, etc.), pero estas ubicaciones son particularmente propensas a cambios en la presión del aire independientes de los cambios de elevación (especialmente en cuevas con aberturas estrechas), de modo que la recalibración tendría que ser particularmente cuidadosa.

La elevación se puede determinar utilizando los contornos y la información de la altura del punto a partir de un mapa del área que esté a una escala adecuada. En general, cuando se lee desde un mapa, la incertidumbre en la elevación es la mitad del intervalo de contorno.

Para obtener información sobre cómo determinar la exactitud de un mapa, consulte [Incertidumbre en las Mediciones de Mapas Impresos].

La exactitud de la elevación reportada por los GPS ha mejorado notablemente en los últimos años, pero la exactitud de la elevación no suele ser reportada por la mayoría de los receptores GPS/GNSS. Por regla general, para la mayoría de los receptores GPS/GNSS no habilitados para Sistema de Aumentación Basado en Satélites (SBAS) o para Sistema de Aumentación de Área Amplia (WAAS), el error en la elevación es aproximadamente 2-3 veces el error horizontal (USGS 2017). Es difícil encontrar información definitiva para los teléfonos inteligentes, pero parece que el mismo multiplicador es una buena norma para ellos. Con los GPS con WAAS habilitado, la FAA informa de que el 95 por ciento de las veces, el error vertical es inferior a 4 metros (FAA 2019). Sin embargo, la elevación reportada por receptores GPS o teléfonos inteligentes no se refiere necesariamente al nivel medio del mar (MSL, por sus siglas en inglés) sino a la elevación cero del elipsoide asociado al datum, vea la discusión a continuación.

Tenga en cuenta que las lecturas de elevación del GPS pueden representar uno de al menos dos valores diferentes, dependiendo del método utilizado por el GPS. La elevación reportada puede ser la altura geométrica. Este es el único valor que los dispositivos GPS pueden medir realmente y es la altura basada en el elipsoide del datum. La elevación reportada también puede ser la elevación por encima del nivel medio del mar, también conocida como altura ortométrica. Estos valores no los mide directamente el GPS, pero se calculan como la diferencia entre la altura geométrica (medida) y la altura del geoide. La altura del geoide depende del geoide y del datum con el que se intente comparar. Así, que para entender la diferencia potencial entre las elevaciones basadas en el nivel medio del mar y las basadas en el modelo geométrico, se debe conocer el modelo geométrico (datum). Para calcular el error potencial usando el datum WGS84 en una ubicación geográfica determinada, utilice la Calculadora de Alturas según el Geoide (UNAVCO 2020). Para más información sobre estos métodos, consulte Eos Positioning Systems 2018. Para una buena explicación de las diferencias entre el geoide y el nivel medio del mar le sugerimos ver GISGeography 2019b.

En el 2022, Estados Unidos lanzará un nuevo marco de referencia geométrica y un datum vertical geopotencial que reemplazará los datums verticales geométricos existentes en Estados Unidos. De forma similar, en los próximos cinco años, Australia pasará a un sistema de referencia de altura de nueva generación: el Australian Gravimetric Quasigeoid 2017 (AGQG 2017) (McCubbine et al. 2019). Los nuevos marcos de referencia se basarán principalmente en Sistemas Satelitales de Navegación Global (GNSS), así como en un modelo de geoide gravimétrico actualizado (National Geodetic Survey 2018). El nuevo método de cálculo de los datums verticales mejorará la exactitud vertical a alrededor de 1-2 cm, proporcionando más exactitud a la determinación de la [elevación ] con el GPS (Ellingson 2017) y permitirá una actualización dinámica. Es probable que otras jurisdicciones se muevan a nuevos métodos de cálculo de datums verticales a través del tiempo, es decir, en un plazo de cinco años, la mayoría de los usuarios podrán posicionarse verticalmente utilizando tecnología móvil de Sistemas Satelitales de Navegación Global (GNSS) con una exactitud inferior al decímetro (Brown et al. 2019).

Los Modelos Digitales de Elevación (DEM) se basan en elevaciones sobre el nivel medio del mar (o más recientemente, basadas en el geoide). Los modelos se calculan utilizando sofisticadas interpolaciones y no corresponden necesariamente a la elevación real de la superficie. La exactitud vertical del DEM está influenciada por varios factores como el tamaño de la [grilla], la pendiente, cobertura de la tierra y el error de la geolocalización (horizontal), así como otros sesgos debidos a la recolección de los datos DEM originales (p. ej. geometría de imágenes por satélite) y/o los método de producción (Mukherjee et al. 2013, Mouratidis & Ampatzidis 2019). Los DEMs globales como el Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflection Radiometer (ASTER) Global DEM V2 (Meyer 2011) y Shuttle Radar Topography Mission (SRTM) se basan en grillas de 1 arco-segundo (cerca de 30 m x 30 m) (Farr et al. 2007) y tienen una precisión de mas de 17 m y 10 m respectivamente (excepto en terrenos empinados como montañas y áreas con superficies de arena muy lisas con baja relación señal/ruido, como el desierto de Sahara (Farr et al. 2007)). Los DEMs locales y regionales pueden tener un tamaño de grilla menor. Por ejemplo, una grilla de 5 m en Australia, que tiene una precisión vertical inferior a un metro e incluso hasta 0.3 metros en algunas áreas (Geoscience Australia 2018) o el Modelo Europeo Digital de Elevación, que tiene una precisión superior a tres metros (Mouratidis & Ampatzidis 2019). Tenga en cuenta también que los DEM basados en imágenes satelitales y los basados en radares, varían mucho entre diferentes superficies de tierra, bosques, arbusto o vegetación herbácea, áreas agrícolas, áreas desnudas, superficies rocosas, humedales y superficies artificiales como ciudades. También, que el radar puede penetrar en áreas de nieve, hielo y arena (como en desiertos) (Mouratidis & Ampatzidis 2019).

Algunos teléfonos inteligentes, ya sea que incorporen o no tecnologías GPS, utilizan aplicaciones que proporcionan valores de elevación basados en un DEM. Con las aplicaciones GPS de los teléfonos inteligentes hay que tener en cuenta que algunos dispositivos y aplicaciones registran incorrectamente el método utilizado. La incertidumbre de la elevación debida a una fuente de elevación desconocida puede ser de hasta 100 metros. Por ejemplo, la diferencia entre el datum WGS84 y los métodos de elipsoide y geoide o el nivel medio del mar usados para reportar la elevación se muestran en la Figura 8. También, tenga en cuenta que estas incertidumbres se suman a las incertidumbres asociadas a las propias mediciones. La única forma verdadera de determinar lo que el receptor GPS o teléfono inteligente está registrando es compararlo contra una elevación conocida. Algunos estudios preliminares de los autores muestran que la exactitud de la elevación en los teléfonos inteligentes varía mucho en diferentes áreas del mundo. En las zonas de los Estados Unidos, Europa, Australia, Japón, etc. (de donde provienen la mayoría de los resultados publicados), los errores están generalmente dentro de los 10 metros o medidas similares, pero en zonas más remotas (como en una isla remota de Fiji) no es raro encontrar errores en el orden de los ±60 metros. Usando dos aplicaciones móviles diferentes al nivel del mar en una misma ubicación, se obtuvieron elevaciones desde -24m hasta +58.9 m. Estos estudios son preliminares y se necesita más investigación en diferentes áreas del mundo.

Las cámaras digitales quipadas con GPS se comportan de manera similar a los teléfonos inteligentes con respecto a la exactitud posicional ya que tienen incorporadas antenas de tamaño similar. Para conservar la duración de la batería, la mayoría de las cámaras digitales con GPS tienen opciones para establecer intervalos de actualización de la posición. Dependiendo de la cámara, puede variar desde una vez por segundo hasta una vez cada cinco minutos. La configuración de este intervalo puede tener implicaciones significativas con respecto a las coordenadas y a la incertidumbre.

Las cámaras digitales sumergibles sólo actualizan su posición cuando el buceador lleva la cámara a la superficie el tiempo suficiente para que el GPS fije su posición.

Utilizando un gran tamaño de muestra (n>20,000) de puntos de referencia GPS en una variedad de terrenos en los Estados Unidos, Wang et al. 2017 encontraron que las elevaciones en el modelo de terrenos de Google Earth tenían un límite de intervalo de error al 95 por ciento (BE95) de ±44 m, con peores escenarios de alrededor de 200 m. El mismo estudio descubrió que el modelo del terreno de Google Earth tenía un BE95 de ±6 m a lo largo de las carreteras. Aunque a la fecha no se encontraron datos para otras partes del mundo, se recomienda usar los valores extraídos del trabajo de Wang et al. 2017 como estimaciones de la incertidumbre de las elevaciones cuando el origen es el modelo del terreno de Google Earth. Un segundo estudio que utilizó Google Earth para determinar la elevación en tres regiones de Egipto (El-Ashmawy 2016) en terrenos planos, medios y empinados llega a la conclusión de que los datos de elevación son más exactos en áreas planas o con poca diferencia de altura, con una exactitud de aproximadamente 1.85 m (Raíz del Error Cuadrático, RMSE por sus siglas en inglés) y un rango de error de menos de 3.72 m (y en algunos casos de menos de 1 m). El aumento en la diferencia de altura, conduce a una disminución de la exactitud obtenida con un aumento del RMSE de 5.69 m en terreno empinado.

Una localidad que consiste en un desplazamiento desde una entidad geográfica sin una orientación puede surgir como resultado de un error al documentar la localidad en campo o en la digitalización de los datos. Si la entidad geográfica es pequeña (como un entonces la <<incertidumbre total se debe en gran medida al desplazamiento. Con entidades más grandes (como una ciudad, o un lago), tanto el desplazamiento como la extensión de la entidad pueden contribuir significativamente a la incertidumbre total. Los catálogos o etiquetas originales de las colecciones pueden contener información que haga que la localidad sea más específica. Si no, una localidad del tipo "solo distancia" (e.g. "A 5 km del lago Vättern, Suecia") podría interpretarse como un buffer alrededor de la entidad geográfica usada como referencia a la distancia señalada en la descripción de la localidad. El problema es que no se sabe cuál es el punto de referencia (algún lugar en el lago o algún lugar en el borde) tampoco se sabe si el desplazamiento era perpendicular a un borde o en algún ángulo oblicuo a él. Debido a estos factores confusos, se recomienda tratar la localidad como si fuera una entidad geográfica agrandada hacia todos los lados por la combinación de todas las fuentes de incertidumbre (ver Desplazamiento: Solo Distancia en la Guía de Referencia Rápida de Georreferenciación (Zermoglio et al. 2020)).

Una localidad con una [orientación cardinal] desde una entidad geográfica, pero sin distancia (p. ej. "Este de Albuquerque"), es particularmente ambigua y muy subjetiva de georreferenciar. Sin información adicional para restringir la distancia, no hay una indicación clara de hasta dónde se debería llegar para encontrar la ubicación ¿hasta la siguiente entidad geográfica más cercana, la siguiente entidad más cercana de tamaño equivalente, a un lugar donde haya una mayor probabilidad de encontrar el bioma (como una costa) o simplemente seguir hacia adelante?

Tenga en cuenta que rara vez se da tal información de localidad sin otros datos que la acompañen. Por ejemplo, la localidad puede tener información de la división político administrativa (p. ej. ‘Este de Albuquerque, Condado de Bernalillo, Nuevo México’). Esto le da un punto de parada (p. ej. la frontera del condado) y debería permitirle georreferenciar la localidad (ver Desplazamiento: Solo Orientación Cardinal en Guía de Referencia Rápida de Georreferenciación (Zermoglio et al)). En cualquier caso, es altamente recomendable no documentar descripciones de localidad de esta manera.

Una localidad que contiene un desplazamiento en una dirección determinada hacia o desde una entidad geográfica es tratado aquí como un "desplazamiento en una [orientación cardinal]". Hay muchas variaciones en este tipo de localidades. Una dificultad para determinar una georreferencia para este tipo de descripción de localidad es saber cómo fue determinado el desplazamiento, por ejemplo, por aire o a lo largo de una ruta como una carretera o río. Por lo tanto, siempre que se describa una localidad con un desplazamiento en una orientación asegúrese de ser explícito respecto a lo que intenta expresar.

No es raro que las descripciones de las localidades marinas usen un azimut, una dirección hacia una entidad geográfica objetivo, por ejemplo, "25° del Faro de Waipapa Point". En estos casos la entidad referenciada es el punto de partida y la orientación dede allí debe ser 180 grados en la brújula desde la medición dada en la descripción de la localidad. Esto se conoce como un "azimut posterior" o "inverso".

Donde el sentido del desplazamiento no pueda ser determinado a partir de la descripción de la localidad o información adicional y donde no haya ninguna ruta importante u obvia que se pueda seguir en la dirección y distancia dada, entonces es mejor asumir que el colector midió la distancia por aire. Cualquiera que sea la decisión, documente la suposición en los comentarios de la georreferenciación (p. ej. ‘Asumido “por aire” – no hay caminos al E fuera de Yuma’, o ‘Asumido “por carretera” en Carretera 80’) y georreferenciar acorde a esa suposición (ver Desplazamiento: Distancia en una Orientación Cardinal y Desplazamiento: Distancia a lo Largo de una Ruta en Guía de Referencia Rápida de Georreferenciación (Zermoglio et al. 2020)).

La adición de un adverbio modificador a la distancia en una descripción de localidad (como "cerca de 25 km"), aunque es una observación honesta, no debe afectar a la determinación de las coordenadas geográficas o la maxima incertidumbre. Trate la incertidumbre debida a la precisión de la distancia de forma convencional (ver §3.4.6).

A veces es conveniente describir una localidad como una distancia a lo largo de una entidad geográfica curvilinea, una ruta como un camino, río, sendero, etc. (ver Desplazamiento: Distancia a lo Largo de una Ruta en Guía de Referencia Rápida de Georreferenciación (Zermoglio et al. 2020)). Una ventaja de una descripción de este tipo es que evita la incertidumbre debida a una [orientación cardinal] imprecisa. También es más fácil de registrar, así como cuando se observa la distancia con el odómetro (Kilometraje) de un vehículo mientras se conduce. Sin embargo, una desventaja es que puede no ser tan fácil determinar la misma ubicación posteriormente usando solamente mapas durante el proceso georeferrenciación. Una razón es que hay que encontrar la reproducción exacta de la ruta en un mapa. El mapa puede tener errores, pérdida de resolución por escala del mapa, inconsistencias con las condiciones en el momento del evento o puede ni siquiera estar representada. También hay una diferencia entre la distancia en la superficie topográfica y la distancia en un mapa, aunque para la mayoría de situaciones es normal que (a lo largo de caminos y vías navegables) la diferencia sea de <1% (ver Desplazamiento: Distancia a lo Largo de una Ruta en Guía de Referencia Rápida de Georreferenciación (Zermoglio et al. 2020)). Peor aún, el camino puede haber cambiado con el tiempo, lo que hace aún más difícil encontrar la localización exacta de forma retrospectiva.

Si la localidad hace referencia a un río, como en el ejemplo "16 millas río abajo de San Louis en la orilla izquierda del río Mississipi", es razonable asumir que el desplazamiento se realiza a lo largo del río. En este ejemplo, la localidad está en el lado este del río en Illinois, en vez de estar en el lado oeste en Missouri, ya que la referencia a la "orilla izquierda" se toma convencionalmente como si se estuviera mirando río abajo o en el sentido de la corriente.

Este tipo de localidad se refiere a distancias rectilineas en dos direcciones ortogonales desde una entidad geográfica, por ejemplo, "2 millas al E y 1.5 millas al N de Kandy" (ver Desplazamiento: Distancia a lo largo de Direcciones Ortogonales en Guía de Referencia Rápida de Georreferenciación (Zermoglio et al. 2020) y la Figura 12). Esta forma de describir una localidad puede ser muy eficaz, ya que tiende a eliminar una de las fuentes más grandes de incertidumbre, la siempre creciente incertidumbre debida a la distancia a partir de una dirección. Usar direcciones ortogonales elimina toda la incertidumbre direccional, ya que la ortogonalidad implica que las direcciones ortogonales son tomadas "por aire". Es por esta razón que este tipo de localidad es altamente recomendable para describir las localidades.

La profundidad de la superficie bentónica en grandes cuerpos de agua se llama batimetría o profundidad batimétrica. Normalmente se registra de una de dos maneras, como una superficie grillada (Modelo Digital de Terreno) o como contornos. La precisión de la batimetría depende de cómo se determinó y generalmente es mucho más exacta cerca de las costas o en los puertos, que en el océano más profundo.

Desde 2003, la cobertura global de batimetría más comúnmente utilizada ha sido la Carta Batimétrica General de Un Minuto de los Océanos (GEBCO 2019a), sin embargo, en 2019 se publicó una cobertura mucho más fina y más detallada, con una [grilla] de 15 arcos-segundo (GEBCO 2019b). Las '3,732,480,000 cuadrículas (86,400 filas por 43,200 columnas) cubren desde los 89°59'52.5'' N, 179°59'52.5'' W hasta los 89°59'52.5'' S, 179°59'52.5'' E, con una elevación dada para cada centro de píxel. Hay muchos criterios que determinan la exactitud vertical de estas cuadrículas, incluyendo la presencia de cañones pronunciados, profundidad y turbiedad del agua (afecta a la penetración del instrumento y a los haces acústicos que se hacen más amplios entre mas profundo vayan) y la metodología (satelital, sonidos de eco de un haz único (SES, por sus siglas en inglés), sonidos de eco de múltiples haces (MES, por sus siglas en inglés), láser de transporte aéreo (LADS), Light Detection and Ranging (LIDAR), etc.) (Wolf et al. 2019).

Por lo general, los contornos batimétricos sólo están disponibles para los puertos, las zonas litorales y las zonas costeras más cercanas, en algunos lugares que se extienden hasta los límites de la pendiente continental. Donde existen contornos batimétricos (también llamados contornos de profundidad o isóbatas), son generalmente bastante gruesos (excepto en zonas como el Mar del Norte y en los puertos) y se separan más a medida que aumenta la profundidad. Por ejemplo, los contornos batimétricos de 2009 para Australia están a 20 m, 40 m, 100 m, 200 m y 400 m. En algunos puertos, el intervalo de contorno es tan pequeño como un metro (Data.gov.au 2018). En 2019 el juego de datos de contorno de batimetría se obtuvo a partir de la grilla de 15 arcos-segundo GEBCO_2019 mencionada anteriormente. A grandes escalas (1:5,000,000 y menores), el intervalo del contorno es de 500 m; en escalas medias (1:5,000,000 a 1:30,000,000) el intervalo del contorno es de 1000 m y a pequeñas escalas (1:30,000.000 y mayores), el intervalo de contorno es de 2000 metros. Los contornos suplementarios se muestran en aguas superficiales (menos de 500 m) (NCEI-NOAA 2019).

Se han realizado muy pocos estudios sobre la exactitud de las grillas o los contornos batimétricos, especialmente con el GEBCO_2019 puesto que el conjunto de datos se publico hace poco. Los autores no han podido encontrar ninguna información definitiva sobre exactitudes que podamos informar de forma general, pero los intervalos de contorno dan una indicación de la incertidumbre inherente a las grillas. En las zonas litorales, áreas cercanas a las costas, los puertos y los embalses y lagos interiores, generalmente se han llevado a cabo estudios batimétricos más intensivos y diversos (ver Visor de Datos Batimétricos (NCEI 2020)). Adicionalmente, han realizado estudios de exactitud en algunas de estas áreas. En las zonas de aguas superficiales hay menos interferencia debido a la profundidad del agua y se pueden utilizar frecuencias de ondas sonoras más altas para los estudios de batimetría multihaz. La precisión es mucho mejor que en otras áreas de aguas profundas, por lo tanto, estos estudios no se pueden extrapolar al océano. Para contornos, como para los mapas de tierras, la incertidumbre en la elevación es la mitad del intervalo de contorno.

Hay tres métodos para determinar la profundidad que generalmente son utilizados por los buzos, en específico: computadores de buceo, relojes de inmersión y medidores de profundidad. Todos funciona con la presión ambiental para determinar la profundidad. Los computadores de buceo deben ser calibrados antes de las inmersiones y configurados dependiendo de la densidad del agua (es decir, agua salada o agua dulce, etc.). Si se calibran correctamente, los fabricantes reportan que son exactos entre los 0.3 metros.

Un estudio de 47 marcas de computadoras de buceo a profundidades de 10 m, 20 m, 30 m, 40 m y 50 m tanto en agua de mar como en agua dulce mostró que la mayoría de las estimaciones de profundidad estaban en el rango de ± 1 metro y que si se conoce la salinidad y el instrumento está debidamente calibrado, se podrían o deberían esperarse precisiones de alrededor del 1 por ciento (Azzopardi & Sayer 2012). La exactitud de los medidores de profundidad portátiles están en un orden similar. Los relojes de buceo generalmente son menos precisos, pero hay reportes de exactitud para algunos relojes de profundidad de hasta 100 metros de profundidad, como ± 1 por ciento del valor mostrado de + 0.3 metros (cuando se usa a temperatura constante). La exactitud puede verse influenciada por los cambios en la temperatura del ambiente y la salinidad del agua.

En sistemas de cuevas y minas subterráneas, la determinación de la posición geográfica en la superficie (conocida como cota cero) se puede hacer con radiolocalización o con el Sistema de Mapeo Electromagnético de Cuevas a Superficie (ECMS, por sus siglas en inglés) (Sogade et al. 2004), que utiliza tecnología de ondas electromagnéticas. Esto requiere un bucle de radio nivelado en la ubicación dentro de la cueva y un receptor sobre la superficie para determinar la ubicación bajo tierra. La ubicación de la superficie se puede determinar usando un receptor GPS/GNSS, como de costumbre. Con una antena nivelada, un operador experimentado puede determinar una cota cero con una exactitud de un metro para una profundidad de 50 m (2%) (Gibson 1996, Gibson 2002), sin embargo, las balizas de radiolocalización más recientes han aumentado la exactitud horizontal a cerca de 0.5 al 1 por ciento (Goldsheider & Drew 2014, Buecher 2016). Afortunadamente, muchas cuevas y minas ya se han mapeado extensamente, por lo que cuando los mapas están disponibles, se pueden utilizar para determinar ubicaciones.

El segundo método (que usa la boca de la cueva) que probablemente se usa con más frecuencia, es más fácil de determinar, pero es menos exacto y tiene una incertidumbre mayor. La boca de la cueva, la apertura de túneles, la entrada de minas, etc., son los lugares más obvios para empezar. Estas ubicaciones se pueden obtener fácilmente usando una unidad GPS, pero se debe tener en cuenta la probable reducción de la exactitud de la unidad GPS si la entrada de la cueva está dentro de un valle profundo donde la buena recepción GNSS puede llegar a ser reducida. La documentación de la ubicación del evento desde esa posición es mucho más difícil, especialmente cuando no existen mapas detallados de la cueva. En un sentido mas general, se puede estimar la extensión de la cueva y determinar el centro corregido de esa extensión. A partir de ahí se puedes determinar un radio geográfico como se indica en otras partes de este documento (ver §2.3.3). No es ideal solo registrar la ubicación de la entrada a la cueva y utilizar un radio amplio para la incertidumbre, pero se puede hacer como último recurso. Sin embargo, si hace esto asegúrese de que la descripción de la localidad incluya tanta información adicional como sea posible, como la distancia estimada de la entrada a la cueva, dirección y si es posible, una "profundidad". Para georreferenciar en Cuevas, vea Entidad Geográfica: Cueva en Guía de Referencia Rápida de Georreferenciación (Zermoglio et al. 2020).

Tradicionalmente, los espeleólogos han registrado la profundidad en una cueva como la profundidad debajo de la superficie, sin embargo, en este documento y con el fin de registrar observaciones biológicas, usamos la elevación (por encima del nivel medio del mar o geoide) para una posición en el fondo de la cueva.

La distancia por debajo de la cota cero puede determinarse usando el mismo equipo de radiolocalización que se usa para determinar la cota cero (ver arriba). La exactitud de la distancia debajo de la cota cero calculada utilizando estos métodos es de alrededor del 5-10 por ciento Gibson 1996, Gibson 2002) para profundidades de hasta 50 metros. Sin embargo, como se mencionó anteriormente, las balizas modernas han mejorado la precisión a alrededor del 10 por ciento para profundidades de hasta 300 metros bajo la superficie (NOT Engineers 2019). Los terrenos superficiales desiguales pueden añadir a las incertidumbres hasta un 3 por ciento más y en cuevas muy profundas, minas, etc. donde hay yacimientos de minerales pesados y donde hay líneas de falla, este método es mucho menos fiable para determinar la profundidad, con errores que aumentan hasta un 20 por ciento. En esas condiciones, la radiolocalización puede no ser adecuada para determinar la distancia por debajo de la superficie.

A partir de estas figuras, es posible determinar la elevación del fondo de la cueva tomando la elevación en la cota cero y deduciendo la distancia calculada debajo de ese punto (ver Figura 10). Tenga en cuenta que al determinar la elevación en una cueva, la precisión mencionada anteriormente es adicional a la incertidumbre de la elevación determinada para la elevación en la cota cero.

Usar mapas detallados de cuevas puede proporcionar una alternativa mejor (y menos costosa) que otros métodos. Usted debe elegir el mejor método para su propósito, pero asegúrese de documentar cómo se determinó la elevación. Los mapas de cuevas se pueden obtener por lo general contactando a asociaciones espeleológicos o de cuevas locales.

La profundidad del agua dentro de un cuerpo de agua subterráneo (lago, río, sumidero, etc.) se registra como para otros cuerpos de agua y se mide a partir de la superficie del cuerpo de agua (ver Figura 9B). La elevación de la superficie del cuerpo de agua se determina como para al fondo de la cueva en Figura 10.

La determinación de la distancia sobre y debajo de una superficie (como se documenta en otros lugares) se debe hacer de la misma manera que dentro de un sistema de cuevas(ver Figura 9B, Figura 10). Al igual que antes, la elevación del fondo de la cueva ha sido determinada, por lo que un troglobionte (p. ej. un animal) en el techo de la cueva se indica en metros sobre el fondo de la cueva, cuya elevación se ha determinado como se mencionó anteriormente ("X" en Figura 10).

Un flujo de trabajo que cubra todas las actividades de georreferenciación puede ser un instrumento valioso, no sólo para mejorar la eficiencia de todo el proceso de georeeferenciación, pero también para incorporar controles y balances, y para mejorar la calidad del producto resultante. El tipo de flujo de trabajo puede ser determinado por la naturaleza de los datos, la forma en que se almacenaron y documentaron los datos originales, la naturaleza del producto final deseado e incluso por las preferencias generales de los implicados. En las siguientes subsecciones proponemos un flujo de trabajo genérico que cubre todos los aspectos importantes de los proyectos de georreferenciación. Tenga en cuenta que algunos de los pasos presentados podrían no aplicarse a cada proyecto y que hay que tener presentes las prioridades tal y como se discutió en §3.1. Esta primera sección, §3.1.1 describe un flujo de trabajo recomendado de georreferenciación en cuatro fases. Las siguientes secciones tratan los detalles de algunos de los pasos presentados en el esbozo.

Basados en una evaluación de una variedad de proyectos de georreferenciación a gran escala que tuvieran en mente tanto la eficiencia como la calidad de los datos (p. ej. [Ejemplo de Flujo de Trabajo de Proyecyo: MaNIS/HerpNET/ORNIS]), recomendamos el siguiente esquema genérico para un flujo de trabajo de georreferenciación utilizando el método radio-punto o el método de forma geométrica o una mezcla de ambos. Este flujo de trabajo se puede utilizar para proyectos que impliquen una sola persona o una gran colaboración, aunque algunos pasos pueden aplicarse más en un caso que en otro. Tenga en cuenta que algunas de las acciones incluidas en las diferentes fases pueden ocurrir simultáneamente dependiendo del tipo y la escala del proyecto.

Una de las principales contribuciones del proyecto Mammal Networked Information System (MaNIS) (Stein & Wieczorek 2004) fue el diseño y la implementación de un conjunto de directrices para georreferenciar (Wieczorek 2001) y recursos en línea para unhttp://georeferencing.org/manis/GeorefSteps.html[Flujo de Trabajo Colaborativo Para Georreferenciación^]. El mismo flujo de trabajo básico se implementó con gran éxito para los proyectos hermanos, HerpNET y el Ornithological Information System (ORNIS). Entre los tres proyectos, más de 1,2 millones de localidad fueron georreferenciadas para 4.5 millones de registros de vertebrados. El flujo de trabajo básico fue más o menos el siguiente:

Es posible utilizar un sistema de búsqueda para encontrar localidades similares que ya hayan sido georreferenciadas. Por ejemplo, si se tiene un registro con una localidad "10 km NW de Campinas", se pueden buscar todos los registros con la localidad "Campinas" y ver si existen registros georreferenciados anteriormente que correspondan a "10 km NW de Campinas". Tenga en cuenta que siempre vale la pena verificar la georreferencia en un mapa, esto puede hacerse fácilmente utilizando software como Google Maps, Google Earth, etc. Verificar de esta forma puede reducir errores tales como descuidar añadir el signo menos (−) a una coordenada en el hemisferio oeste o sur.

Una extensión de este método podría beneficiarse de un sistema de datos distribuido como GBIF.org. Podría hacer una búsqueda para conocer si la localidad ya ha sido georreferenciada por otra institución. En la actualidad, nos encontramos con frecuencia con que a los registros duplicados distintas instituciones les han asignado georreferencias significativamente diferentes. Probablemente, esto no ocurriría si se siguieran las buenas prácticas o si la georreferenciación se hiciera por la institución fuente antes de distribuir duplicados.

Un estudio preliminar (Wieczorek pers. comm.) que incluía aproximadamente 33.1 millones de registros de 38.7 taxa de plantas en GBIF desde el 15 de abril del 2019 (GBIF 2019) mostró que los registros estaban asociados con 7.2 millones de ubicacioces, de las cuales el 25.7 por ciento (30.9 por ciento de los registros) ya contaban con georreferencias (en específico decimalLatitude, decimalLongitude, geodeticDatum and coordinateUncertaintyInMeters). De los registros que no tenían georreferencias se encontraron coincidencias exactas (en los campos de geografía y de localidad, todo en mayúscula) con otras ubicaciones en GBIF para el 2.5 por ciento de las ubicaciones (11.4 por ciento de los registros).

En el caso de encontrar múltiples georreferencias posibles mediante una búsqueda de localidades existentes previamente georreferenciadas, el problema es saber cuál de las georreferencias elegir, si es que se llega a elegir alguna.

Si la georreferencia no está totalmente documentada siguiendo las buenas prácticas (incluyendo ser reproducible), recomendamos que las georreferencias existentes no se utilicen (o que se utilicen sólo con extrema precaución). Incluso, si la georreferencia está completamente documentada, debería ser verificada visualmente en un mapa para asegurarse de que tiene sentido al igual que para cualquier georreferencia nueva.

Cada institución necesitará diferentes recursos para [georreferenciar] sus datos de §2.2. Sin embargo, los recursos básicos incluyen:

Uno de los pasos de preparación más importantes para la georreferenciación eficente es tener una forma efectiva de manejar los datos. Esta sección le ayudará a decidir si su marco de captura de datos necesitará modificaciones o no y en qué medida.

Algunos proyectos de georreferenciación (p. ej. MaPSTeDI (Murphy et al. 2004)) usaron una base de datos de trabajo independiente para los operadores de entrada de datos, de modo que los datos principales no se modificaron y el uso diario de la base de datos no se entorpeció. Esto también significó que la base de datos de trabajo pudo diseñarse de forma óptima para la entrada de datos, en lugar de intentar acomodarse a otros requisitos de búsqueda y a otra administración de bases de datos. La calidad de los datos de la base de datos de trabajo pudo verificarse y luego se integraron los datos a la base de datos principal periódicamente. Esta forma de operar depende de la institución y vale la pena considerarla.

¿Cuáles son los campos que necesita en su base de datos para almacenar la información de georreferenciación de la mejor manera? Esto puede parecer obvio, pero es sorprendente con qué frecuencia se crea y finaliza una base de datos antes de que se determine exactamente qué es lo que se supone que la base de datos debe mantener. Asegúrese de no juntar datos distintos en un solo campo. Siempre divida los datos en campos separados con definiciones y reglas muy específicas para su contenido.

También es beneficioso que los nombres de los campos no sean ambiguos, pues los usuarios suelen guiarse por los nombres de los campos en vez de mirar las definiciones. Por lo tanto, 'latitud_en_grados' es un mejor nombre que 'latitud' para un campo que supuestamente contiene latitudes en grados decimales, mientras que 'latitud_original' es un mejor nombre para un campo que debe contener la latitud en el formato dado en la fuente. Los nombres y definiciones de los campos del Darwin Core Wieczorek et al. 2012b) fueron creados específicamente con este principio de claridad en mente. Con el fin de aprovechar un conjunto de definiciones de estándares comunitarios, no es una mala idea usar los nombres de los campos del Darwin Core como nombres de los campos en la base de datos si la semántica de ambos es la misma.

Tenga en cuenta, sin embargo, que los resultados de la georreferenciación podrían beneficiarse de campos adicionales que no se encuentran en el Darwin Core (p. ej. 'radio_entidad geográfica', 'UnidadesRadio') para facilitar la replicabilidad de la georreferencia y así poner a prueba su veracidad. A menudo es tentador incluir campos para las coordenadas georreferenciadas e ignorar cualquier campo adicional. Sin embargo, es probable que se arrepienta de elegir un enfoque minimalista, pues limita severamente la utilidad de los datos. Una localidad ocupa una extensión física, no solo un punto. La información sobre los métodos utilizados para determinar la georreferencia, la extensión, el radio y la incertidumbre asociada con la georreferencia son piezas de información importantes para el usuario final, así como para gestionar y mejorar la calidad de su información. Los campos necesarios pueden dividirse en dos categorías: la primera consiste en los campos asociados con la descripción textual de la ubicación y la segunda consiste en los campos asociados con la interpretación espacial, como la georreferencia y el proceso de georreferenciación.

Una referencia que vale la pena consultar antes de desarrollar su propio sistema de base de datos es los Estándares de Información de Herbario y Protocolos para el Intercambio de Datos (Conn 1999, Neish et al. 2007), que, a pesar de que fue creado para el intercambio de datos entre herbarios, es aplicable a la mayoría de los datos de colecciones de historia natural.

Muchas instituciones separan las descripciones de las §2.2 en las partes que las componen: nombre de la entidad geográfica, distancia, dirección, etc., y almacenan esta información en campos separados en sus bases de datos. Si se decide dividir la información de la localidad, es importante no reemplazar el campo original de texto libre (los datos escritos tal como en la etiqueta o en la libreta de campo), en cambio debe agregar campos adicionales. Esto es necesario pues cualquier transformación de datos tiene el potencial de generar una pérdida de información e introducir errores. En este caso el formato escrito de la descripción puede ser la única fuente original disponible. La información original nunca debe ser sobrescrita o eliminada.

Los campos relacionados con la ubicación a considerar para la georreferencia incluyen: la totalidad de la geografía, la localidad, la elevación, la profundidad y los campos de georreferencia en la clase Ubicación del Darwin Core (ver término:dwc[location] y §5.1) así como los siguientes campos que pueden tener influencia en la georreferencia:

Una de las formas clave de asegurarse de que los datos estén estandarizados y sean exactos es garantizar, en la medida de lo posible, que los datos estén en el campo correcto y que sólo un tipo apropiado de datos puedan ser ingresados en cada campo. Esto se hace aplicando restricciones a los campos de datos (por ejemplo, el campo latitud decimal sólo permite valores entre +90 y −90). Muchos de los errores encontrados al revisar las bases de datos podrían haberse evitado fácilmente si la base de datos se hubiera configurado correctamente en primer lugar. El uso de listas de selección es esencial cuando el campo debe contener sólo valores de una lista restringida de términos.

También se pueden incluir restricciones más complejas. Por ejemplo, con datos o muestreos ecológicos se podrían establecer restricciones de límite entre la localidad de inicio y la localidad final de un transecto. Por ejemplo, si su metodología siempre utiliza transectos de 1km o más cortos, entonces la base de datos podría incluir una restricción límite que señalara cada vez que se intentara situar estos dos puntos más de 1 km de distancia.

Para más información sobre restricciones, vea varias secciones abajo [Incertidumbre Debido a la Extensión de la Entidad Geográfica].

Las buenas interfaces amigables con el usuario son esenciales para hacer la georreferenciación eficiente y rápida, también para reducir los errores del operador. El diseño debe tener en cuenta los detalles específicos del flujo de trabajo de georreferenciación y optimizar simultáneamente tanto la eficiencia general como la consistencia del proceso de entrada de datos. Esto mejorará la exactitud y reducirá los errores. El diseño debe ser amigable, fácil de usar y agradable a la vista. Cuando sea posible (y el software lo permita) se deben presentar varias maneras diferentes de visualizar los datos. Estas visualizaciones pueden hacer hincapié en diferentes aspectos de los datos y ayudar a la eficiencia de los operadores de datos al permitirles diferentes maneras para ingresar los datos y presentandoles una visualización variable.

De la misma manera, los macros y los scripts pueden ayudar con procedimientos automatizados y semi-automatizados, reduciendo la necesidad de repeticiones tediosas (y que consumen mucho tiempo). Por ejemplo, si los datos están siendo introducidos desde varias colecciones por un colector y son registros tomados al mismo tiempo, en la misma ubicación, se debe ser capaz de ingresar la información que se repite de registro a registro usando sólo una o dos pulsaciones de teclado.

Si se están usando mapas para apoyar la determinación de las georreferencias, una vista que ordene los datos geográficamente también puede hacer el proceso más eficiente, permitiendo que el operador de datos vea todos los registros que pueden caer en una misma zona del mapa. Por último, también es importante decidir cuáles son los campos que los operadores de entrada de datos deben ver cuando están georreferenciando. Campos como fecha de colección, colector, ID del espécimen, taxonomía, hábitat y la formación (para los registros paleontológicos) es muy útil que los georreferenciadores los vean junto con los datos más obvios de la localidad.

Las metodologías estándar, los estándares internos y las pautas, pueden ayudar a que haya consistencia a través de la base de datos y a reducir el margen de error. Antes de empezar cualquier proceso de georreferenciación se debe establecer un conjunto de estándares y pautas (ver §2.17). Este conjunto debe mantenerse lo suficientemente flexible como para dar cabida a nuevos datos y cambiar en los diferentes procesos a través del tiempo. El pensamiento minucioso con antelación puede minimizar la necesidad de cambios metodológicos, que podrían generar inconsistencias cuando faltan esfuerzos previos a comparación de las inconsistencias producidas bajo los nuevos protocolos. Los estándares y pautas en las siguientes áreas pueden mejorar la calidad de los datos y la eficiencia de la entrada de datos:

Determinar y documentar las buenas prácticas de georreferenciación propias de su institución en manuales, por ejemplo que se adapte a las circunstancias de ese instituto (incluyendo idioma, software y recursos locales, etc.), puede ayudar a mantener la consistencia así como a ayudar en la capacitación y al registro de calidad de datos. Como ejemplo recomendamos ir a Escobar et al. 2015, donde se ha desarrollado y puesto en práctica un documento interno para el Instituto Alexander von Humboldt en Colombia. Ver también §2.17.

Una de las fuentes más grandes de error en la georreferenciación es el proceso de entrada de datos. Es importante que este proceso sea fácil de usar y configurado de tal manera que no puedan ocurrir muchos errores (p. ej. a través del uso de listas de selección, restricciones de campos, etc.) La selección y formación de los operadores de entrada de datos (ver debajo en §6.6) puede marcar una gran diferencia en calidad final de los datos georreferenciados. Como se ha mencionado anteriormente, la provisión de buenas pautas y normas puede ayudar en el proceso de entrenamiento y permitir que los operadores de entrada de datos refuercen su formación con el tiempo.

Las descripciones de la localidad se dan a menudo en texto libre y engloban una amplia gama de contenidos en una variedad de formatos. Una parte importante del proceso georreferenciación es establecer una forma consistente de interpretar el texto en formas espaciales que pueden operarse analíticamente. Para hacer esto, busque las partes de la descripción que pueden ser interpretadas de forma independiente, llamadas clausulas de localidad, cada una de las cuales puede ser categorizada en un tipo de localidad (ver §3.2.2) que utiliza un conjunto específico de reglas para ser georreferenciada (Wieczorek et al. 2004).

Hay muchas variaciones en la forma en que están escritas las clausulas y los tipos de entidades a los que hacen referencia. Sin embargo, hay muy pocos tipos de localidad básicos, aunque pueden tener muchas variaciones dependiendo del tipo de entidad geográfica referenciada. La Guía de Referencia Rápida de Referenciación (Zermoglio et al. 2020) fue escrita específicamente para explicar cómo georreferenciar todas las variaciones más comunes de los tipos de localidades y los tipos de entidad geográfica (Wieczorek et al. 2004):

Una descripción completa de una localidad puede contener varias cláusulas. El objetivo de una georreferencia es describir la ubicación donde todas las cláusulas son simultáneamente verdaderas. En términos GIS, esta sería la intersección de las formas geográficas de todas las cláusulas presentes en la descripción de la localidad. Como humanos, eligiríamos la cláusula más específica y georreferenciaríamos basados en eso, utilizando la información de las otras cláusulas para filtrar entre múltiples posibilidades. Por ejemplo, una localidad escrita como

debe ser georeferenciada con un tipo de localidad "solo entidad geográfica" con el subtipo Entidad Geográfica con una Extensión Espacial Obvia como en Guía de Referencia Rápida de Georreferenciación (Zermoglio et al. 2020) basado en el puente como la entidad geográfica. Por supuesto, la segunda cláusula nos ayuda a determinar qué puente (algo que no podríamos hacer sin esa segunda cláusula), pero más allá de eso la segunda cláusula no contribuye nada a los límites de la entidad, ni a la incertidumbre en la georreferencia final.

Si la parte más específica de la localidad no puede ser identificada sin ambigüedades, entonces la siguiente parte menos específica de la localidad ("4 km N de Somerset" en el ejemplo anterior) debe ser georreferenciada. En un caso como este, anote en las observaciones de la georreferencia con algo como "no fue posible encontrar el puente georreferenciado '4 km N de Somerset'".

Algunas descripciones de la localidad dan información sobre la naturaleza del desplazamiento (‘por ruta’, ‘por río’, ‘por aire’, ‘por el valle’, etc.. Tener esta información simplifica la elección del tipo de localidad basado en desplazamiento como §2.9.3 o [Desplazamiento a lo Largo de una Ruta].

A veces es posible inferir la naturaleza de la ruta de desplazamiento a partir de evidencia adicional de apoyo en la descripción de la localidad. Por ejemplo, la localidad

sugiere una medición por carretera, ya que las coordenadas finales por ese camino están más cerca del lago que ir 58 km NO en una línea recta. En otros momentos, puede que tenga que consultar fuentes complementarias detalladas, como notas de campo, itinerarios de los colectores (ver [Usando los Itinerarios de los Colectores]), diarios, o colecciones consecutivas hechas el mismo día para determinar esta información.

Si alguna de las cláusulas de la descripción de la localidad está clasificada como uno de los tres tipos de localidad, 'dudosa', 'no se puede ubicar', o 'demostrablemente inconsistente', entonces la localidad no debe ser georreferenciada. En lugar de ello, debería hacerse una anotación al registro de la localidad explicando por qué no se está georreferenciando. Ver también Localidades Difíciles en Guía de Referencia Rápida de Georreferenciación (Zermoglio et al. 2020).

Independientemente del método a utilizar (forma geométrica, caja delimitadora o radio-punto), el protocolo de georreferenciación para casi cada uno de los [tipos de localidad] comienza con la identificación de las entidades geográficas de referencia en la descripción de la localidad y la determinación del límites geográficos de sus extensiones. Esta es generalmente la parte más crítica y lenta de los protocolos. Es mejor utilizar una referencia visual para determinar los límites. Si una búsqueda del nombre de la entidad en una fuente visual no arroja la entidad de interés, es una buena idea usar las coordenadas de un [gacetero] para encontrar la entidad en un mapa y luego usar el mapa para encontrar los límites:

Utilice la información de otras cláusulas, como la división político administrativa, información de otros campos de ubicación como elevación e información ambiental (p.ej. terrestres, acuáticos de agua dulce, marinos, específicos de taxón) para restringir la extensión como sea apropiado (ver [Aplicando Restricciones Espaciales] y [Aplicando Restricción de Datos]).

Hay muchas maneras en que se puede acotar una ubicación más allá de lo que la geografía y las descripciones de las localidades sugieren por si solas. Hacerlo depende de usar la información adicional sobre la ubicación, como la elevación o la profundidad, información litoestratográfica para los fósiles o información fuera de la de la ubicación, como restricciones ambientales para una especie en particular. Hay implicaciones importantes sobre el flujo de trabajo y el esfuerzo requerido que se deben tener en cuenta al aplicar acotaciones adicionales. Por ejemplo, si se van a aplicar restricciones de taxón, la georreferenciación no se puede hacer estrictamente sobre la información de la ubicación, lo que significa que debe hacerse sobre registros de presencia o sobre un índice que combine la ubicación y el taxón. Este proceso sería mucho más lento que la georreferencia basada únicamente en la ubicación. Un buen equilibrio sería georreferenciar en múltiples etapas, con la primera etapa basadandose en la información de la ubicación y una etapa posterior incluyendo el resto de la información del registro. También puede haber una etapa final de revisión por los colectores para poder establecer el dwc:georeferenceVerificationStatus (estado de la verificación de la georreferenciación) como "verificado por el colector", el mejor estado que una georreferencia puede tener.

Teniendo en cuenta las aspiraciones de los métodos de georreferenciación descritas en el párrafo anterior, el método del punto, que consiste solo en coordenadas o coordenadas en un sistema de referencia de coordenadas, es insuficiente para ser útil, excepto para centrar un punto en un mapa (e incluso eso puede ser potencialmente incorrecto sin un sistema de referencia de coordenadas). El método del punto no da ninguna indicación sobre la escala, aunque a menudo se comete el error de intentar representar la escala y/o las incertidumbres por medio de la precisión de las coordenadas. Por estas razones, el método del punto es NO es un producto final de un flujo de trabajo georreferenciación recomendado.

El resultado del método radio-punto((Wieczorek et al. 2004) es una coordenada geográfica (el "centro corregido"), su datum geodésico y una distancia máxima de incertidumbre como un radio. La longitud del radio debe ser lo suficientemente grande para que un círculo centrado en el centro corregido y basado en el radio abarque todas las incertidumbres presentes la interpretación de la localidad. El radio-punto es una representación muy sencilla de la ubicación que contiene todos los lugares a los que la descripción de la localidad podría referirse, pero también puede circunscribir áreas que no coincidan con la descripción de la localidad.No hay ningún problema con eso. El círculo del radio-punto también puede intersecarse con otra información espacial para acotar el área efectiva dentro del círculo, tal como la elevación, para derivar una representación de forma geométrica de la localidad. Por ejemplo, calcular la intersección de un círculo de radio-punto con la forma geométrica de los contornos de elevación correspondientes en un sistema de información geográfica para obtener una forma que se ajuste mejor a la localidad descrita. De manera similar, se podría calcular la intersección de una formación geológica expuesta con una georreferencia radio-punto para refinar esta última como una forma geométrica. Los protocolos recomendados detallados para la georreferenciación utilizando el método de radio-punto se describen en la Guía de Referencia Rápida de Georreferenciación (Zermoglio et al. 2020).

El resultado del método de caja delimitadora(method) es un conjunto de dos coordenadas, una por cada una de las dos esquinas que se oponen diagonalmente en la caja delimitadora, junto con su sistema de referencia de coordenadas. Las esquinas definen los valores mínimos y máximos de las coordenadas, dentro de los cuales se contiene toda la localidad y sus incertidumbres. Como el método radio-punto, el método de la caja delimitadora resulta en una representación muy simple de la ubicación que contiene todos los lugares a los que se puede referir la descripción de la <<localidad>, pero también puede contener áreas que no coinciden con la descripción de la localidad.

A diferencia del método radio-punto, este método no tiene una distancia máxima de incertidumbre escalar que permita entender fácilmente o filtrar basado en el tamaño de la región delimitada, aunque se puede calcular usando la mitad de la distancia entre las dos esquinas, como se indica en las fórmulas de Vincenty (Vincenty 1975, Vincenty 1976). Así, una georreferencia de caja delimitadora puede convertirse en una georreferencia de radio-punto utilizando la distancia descrita como el radio geográfico y a partir de ahí encontrando el centro corregido, que no será igual a la centro geográfico de la caja delimitadora, excepto en los casos en que la caja delimitadora abarca distancias iguales al norte y al sur del ecuador o se basa en una [grilla] métrica.

Una georreferencia de radio-punto se puede convertir en una georreferencia de caja delimitadora mediante el uso del radio geográfico desde el centro corregido del radio-punto para determinar las coordenadas de los extremos este-oeste y norte-sur de la caja delimitadora.

Al igual que el círculo de radio-punto, la caja delimitadora también puede ser intersecada con otra información espacial para acotar el área efectiva contenida.

El método de georreferenciación de forma geométrica (también llamado método del polígono por algunos (Yost 2015)) de determinación de la incertidumbre, es un método conceptualmente simple que delimita una localidad utilizando geometrías con uno o más polígonos, puntos con buffers o polilíneas con buffers. Una combinación de estas formas puede representar una ciudad, un parque, un río, un cruce o cualquier otra entidad geográfica o una combinación de entidades que se encuentren en un mapa. Aunque su descripción es sencilla, la tarea de generar estas formas debe tener en cuenta todas las incertidumbres y eso puede ser difícil. Salvo en el caso de los tipos de localidades más sencillos, la creación de formas geométricas es poco práctica sin la ayuda de mapas digitales, software GIS (para crear los buffers, recortar, etc.) y conocimientos especializados, todo lo cual puede ser relativamente costoso. Además, excepto en el caso de la caja delimitadora que es un ejemplo extremadamente sencillo, el almacenamiento de una forma geométrica en una base de datos puede ser considerablemente más complicado que el almacenamiento de un solo par de coordenadas con una distancia de incertidumbre escalar como en el método radio-punto. El Darwin Core (Wieczorek et al. 2012b) ofrece el campo dwc:footprintWKT, en el que se puede almacenar una geometría en el formato Well-Known Text (ISO 2016) acompañada del sistema de referencia de coordenadas en el campo dwc:footprintSRS. Los desafíos particulares para hacer que este método sea práctico para los datos de georreferenciación de las colecciones de historia natural incluyen el ensamblaje de recursos cartográficos digitales de libre acceso y el desarrollo de herramientas para la automatización del proceso de georreferenciación (Yost s.f.). Esto se debe a que, por lo general, no sólo hay que crear la geometría de la entidad geográfica (a menos que se trate de un [límite administrativo] u otra forma disponible en una capa de datos espaciales), sino que también hay que utilizar todos los puntos de la geometría de la entidad en combinación con las incertidumbres para llegar a una forma final que incluya la ubicación con sus incertidumbres y nada más. Nótese que GEOLocate (Rios 2019) sí produce un "polígono de error" (Biedron & Famoso 2016) además de un radio-punto, pero la forma en que se hace no está documentada en detalle.

De todos los métodos discutidos en este documento, el método de forma geométrica tiene el potencial de generar las descripciones espaciales digitales más específicas de las localidades, es decir, dejar fuera zonas que no son viables como parte de la ubicación. Un radio-puntos puede derivarse fácilmente de una forma geométrica usando el centro corregido como las coordenadas y el radio geográfico de la georreferencia (no solo la entidad) como la distancia máxima de incertidumbre. Ver Figura 15 para un ejemplo en donde un radio-punto puede ser refinado usando el método de forma geométrica. Ver también §2.3.3.

Otros métodos basados en formas geométricas que utilizan enfoques probabilísticos han sido propuestos (Guo et al. 2008, Liu et al. 2009). Dado que estos métodos son incluso más complejos que el método de <<forma geométrica> y que actualmente no hay herramientas disponibles para aprovechar estos métodos, no los discutimos más allá en este documento.

El primer paso para determinar las coordenadas para una descripción de una localidad es identificar la entidad geográfica más específica dentro de la descripción de la localidad. Las coordenadas pueden extraerse de gaceteros, bases de datos de nombres geográficos, mapas o de otras descripciones de localidad que tengan coordenadas o figuras geométricas. Utilizamos el término 'entidad geográfica' para referirnos no sólo a lugares tradicionalmente nombrados, sino también a lugares que pueden no tener nombres adecuados, tales como uniones de carreteras, confluencias de arroyos, indicaciones de millaje en las carreteras y las celdas en sistemas de grillas (p. ej. Celdas de Cuadrícula de Cuarto de Grado, ver [Cuadrados de Cuarto de Grado ]). La fuente y precisión de las coordenadas deben ser registradas para que la validez de la localidad georreferenciada pueda ser comprobada. El sistema de coordenadas original y el datum geodésico también deben ser registrados. Esta información ayuda a determinar las fuentes y la distancia máxima de incertidumbre, especialmente con respecto a la precisión de las coordenadas original.

¿Cómo tener en cuenta la incertidumbre debida a la forma de la entidad geográfica? El método que resulta en la menor incertidumbre es encontrar el círculo mínimo (Matoušek et al. 1996) que contiene todos los puntos en el límite geográfico de la entidad. Si el centro del círculo no cae sobre o dentro del límite de la entidad, elija el punto más cercano al centro que se encuentra en el límite. Esto se conoce como el centro corregido. La distancia desde el centro corregido hasta el punto más lejano en el límite geográfico de la entidad se llama el radio geográfico. El radio geográfico corresponde a la incertidumbre debida a la extensión de la entidad geográfica (ver Figura 4).

Cada entidad geográfica ocupa un espacio finito o "extensión". Las dimensiones de las entidad son una fuente importante de incertidumbre. Los puntos de referencia de las entidades pueden cambiar con el tiempo, las oficinas de correos y los palacios de justicia son reubicados, las ciudades cambian de tamaño, los cursos de los ríos cambian, etc. Además, no hay garantía de que la persona que registró la información de la localidad haya prestado atención a cualquier convención específica al reportar una localidad como un desplazamiento desde una característica. Por ejemplo,

puede haber sido medido desde la oficina de correos, la plaza cívica, desde la estación de autobuses en el lado este de la zona más poblada de la ciudad o en cualquier otro lugar de Bariloche, que en realidad es bastante grande. Al calcular un desplazamiento, generalmente no tenemos forma de saber desde dónde comenzó a medir la distancia la persona que registro la localidad. La determinación de los límites de una entidad geográfica se discuten en [Estableciendo los Límites de una Entidad Geográfica].

También vale la pena señalar que la extensión de una entidad geográfica puede haber cambiado con el tiempo, por lo que la fecha del registro también puede ser importante a la hora de calcular una extensión y, por ende, el radio geográfico. En muchos casos (especialmente para lugares poblados), la extensión actual de una entidad será mayor que su extensión histórica y la incertidumbre puede sobreestimarse en cierto modo si se utilizan mapas actuales.

Si la localidad descrita es una forma geométrica irregular (p. ej. un camino sinuoso o un río), hay dos maneras de calcular las coordenadas del "centro" y determinar el radio. La primera es medir a lo largo del vector (línea) y determinar el punto medio como la ubicación de la entidad. Esto no siempre es fácil, así que el segundo método es determinar el centro geográfico (es decir, el punto medio de los extremos de latitud y longitud) de la entidad. Este método describe un punto en el que la incertidumbre debida a la extensión de la entidad se minimiza (lo que estamos llamando el centro corregido). El radio se determina entonces como la distancia desde la posición establecida hasta el punto más lejano en los extremos del vector. Si el centro geográfico de la forma geométrica se utiliza y no se encuentra dentro de la localidad descrita (p. ej. el centro geográfico del segmento del rí­o no se encuentra realmente en el río), entonces el punto más cercano al centro geográfico que se encuentre dentro de la forma (centro corregido) es la referencia a escoger para la característica y representa el punto a partir del cual debe calcularse el radio geográfico (ver Figura 4).

Al documentar el proceso de georreferenciación, se recomienda registrar la entidad geográfica, su alcance y la fuente de la información (incluyendo su fecha). Para más detalles sobre la georreferenciación, consulte Solo Entidad Gepgráfica en Guía de Referencia Rápida de Georreferenciación (Zermoglio et al. 2020).

Las coordenadas geográficas pueden expresarse en una cantidad de formatos de coordenadas diferentes. Los grados decimales proporcionan las coordenadas más convenientes para la georeferenciación por la sencilla razón de que una localidad puede describirse con sólo cuatro atributos: latitud decimal, longitud decimal, datum, e incertidumbre (Wieczorek 2001).

Hay muchas maneras de encontrar las coordenadas para una ubicación, incluyendo el uso de un [gacetero], un GPS, fotogrametría aérea o mapas digitales o mapas en papel de muchos tipos y escalas diferentes.

Las coordenadas geográficas deben registrarse siempre con el mayor número de cifras posible. La precisión de las coordenadas debe capturarse por separado de las propias coordenadas, preferiblemente como una distancia, que conserva su significado independientemente de la ubicación y de las transformaciones de coordenadas. El registro de coordenadas con una precisión insuficiente puede dar lugar a incertidumbres innecesarias. La magnitud de la incertidumbre es una función no sólo de la precisión con la que se registran los datos, sino también del datum y de las propias coordenadas. Esto es un resultado directo del hecho de que un grado no corresponde a la misma distancia en cualquier lugar de la superficie de la tierra.

Tabla 3 muestra ejemplos de las contribuciones a la incertidumbre para diferentes niveles de precisión en las coordenadas usando el[ellipsoid] de referencia WGS84. Los cálculos se basan en el mismo grado de imprecisión en ambas coordenadas y se dan para diferentes latitudes. Se pueden hacer calculos aproximados con base en esta tabla, sin embargo, se pueden obtener cálculos más exactos usando la Calculadora de Georreferenciación (Wieczorek & Wieczorek 2020), vea más información a continuación.

De Tabla 3, se puede inferir que una observación registrada en grados, minutos, y segundos (GMS) tiene una incertidumbre mínima de entre 32 y 44 metros.

Es importante registrar el datum utilizado para la fuente de las coordenadas (GPS, hoja del mapa, [gacetero]), si se conoce, o registrar el hecho de que no se conoce. Las coordenadas sin un sistema de referencia de coordenadas son ambiguas. Las coordenadas geográficas con un datum constituyen un sistema de referencia de coordenadas (ver [Sistema de Coordenadas de Referencia]), pero rara vez las colecciones de historia natural tienen información completa sobre el sistema de referencia de coordenadas. Incluso cuando se usa un GPS para registrar las coordenadas en el campo, el datum geodésico se suele ignorar.

La ambigüedad resultante de un datum faltante varía geográficamente y se suma en gran medida al error inherente a la georreferenciación. Las diferencias entre datums pueden causar un error en la ubicación real, desde unos pocos centímetros hasta kilómetros (Wieczorek 2019). Hay que tener en cuenta que la diferencia entre datums no es una función sencilla que se pueda calcular sobre la marcha. Los valores tienen que ser precalculados comparando todos los datums con un datum de referencia de elección (p. ej., WGS84) en cada punto de interés sobre la superficie terrestre y almacenados de forma que puedan ser consultados por coordenadas geográficas. La Calculadora de Georreferenciación (Wieczorek & Wieczorek 2020) es capaz de realizar dicha búsqueda (ver §3.4.9). A falta de buscar el valor real por coordenadas, se puede utilizar el peor escenario de 5359 m (Wieczorek 2019).

El cálculo de incertidumbre a partir de la [precision] en el que se registra una dirección depende de la distancia desde entidad geográfica inicial de referencia. La incertidumbre aumentará con una distancia cada vez mayor con respecto a la fuente. Para determinaciones simples de precisión angular debido a la dirección ver Tabla 4.

Usando el ejemplo

y si ignoramos la imprecisión de la distancia, la incertidumbre debido a la falta de precisión en la dirección (Figura 11) es abarcada por un arco centrado a 10 km (d) del centro de Lambert Centre (en x,y) en una dirección cardinal de 45 grados (θ), extendiéndose 22.5 grados en cualquier dirección desde ese punto. En esta escala la distancia (e) desde el centro del arco hasta la extensión más lejana del arco (en x',y') en una dirección cardinal de 22.5 Grados (θ′) del centro de Lambert Centre puede aproximarse por el teorema de Pitágoras,

donde x=dcos(θ), y=dsin(θ), x′=dcos(θ′) y y′=dsin(θ′). La incertidumbre en el ejemplo anterior sería de 3.90 km.

Esto muestra sólo un ejemplo simple. Para detalles y fórmulas para calcular incertidumbres más complicadas, vea Wieczorek 2001 y Wieczorek et al. 2004. Debido a la compleja naturaleza de estos cálculos, es mejor utilizar la Calculadora de Georreferenciación (Wieczorek & Wieczorek 2020), vea §3.4.9.

Puede ser difícil medir la precisión a partir de una descripción de localidad,ya que rara vez, si es que alguna vez, se documenta explícitamente. Además, un registro de una base de datos puede no reflejar, o puede reflejar incorrectamente, la precisión inherente a las medidas originales, especialmente si la descripción de la localidad en la base de datos ha sido objeto de normalización, reformateo o interpretación secundaria de la descripción original de la localidad.

Hay varias formas de calcular la incertidumbre a partir de las distancias. En este documento, recomendamos un enfoque conservador que asume que muchos registros han sido objeto de una cierta cantidad de interpretaciones o transformaciones al ser ingresados a en la base de datos. Así, un registro de "10¼ mi" puede ser ingresado a la base de datos como 10,25 mi. La precisión implícita en el valor 10.25 es, por tanto, una falsa precisióny no debe asumirse que la precisión real está entre 10.24 y 10.26 o entre 10.2 y 10.3. El método de Wieczorek et al. 2004, adaptado aquí, basa la estimación de la incertidumbre en la parte fraccionaria de la distancia, calculada dividiendo 1 por el denominador fraccionario. La incertidumbre sería simplemente la mitad de la precisión. Por ejemplo, 10.5 mi N de Bakersfield de podría esperarse razonablemente que significara 10½ mi con una precisión de media milla entre 10.25 y 10.75 mi, o 10.5 con una incertidumbre de 0.25 mi.

Para las mediciones de distancia que son potencias enteras positivas de 10, la precisión debe ser de diez a la potencia inmediatamente inferior. Este cálculo difiere de Wieczorek et al. 2004, que recomendó que la precisión se basara en diez a la misma potencia. Al reconsiderarlo, parece excesivo (ver Tabla 5). Este mismo razonamiento puede utilizarse para la precisión en elevaciones y profundidades originales. Los valores recomendados para la incertidumbre relacionada con las precisiones de desplazamiento se muestran en Tabla 5.

La precisión también puede ser enmascarada o perderse cuando se convierten las medidas, por ejemplo, de pies a metros o de millas a kilómetros.

La Figura 12 muestra un ejemplo de dos distancias ortogonales medidas desde una entidad geográfica, cada una con la incertidumbre debido a la precisión de la distancia. Si ignoramos todas las fuentes de incertidumbre excepto aquellas que surgen dada la precisión de la distancia, la incertidumbre es una caja delimitadora centrada en el punto 8 km E y 6 km N del centro corregido de la entidad. Cada una de las mediciones de distancia demuestra una precisión de 1 km. Así, cada lado de la caja es un total de 1 km de longitud (0.5 km de incertidumbre en cada dirección cardinal del centro). Dado que estamos caracterizando la precisión como una medida de distancia única (1 km), necesitamos el círculo que circunscribe la caja delimitadora mencionada anteriormente para obtener la incertidumbre debida a la combinación de las precisiones de las distancias. El radio de este círculo es la mitad de la longitud de la caja delimitadora de precisión de la distancia, que es igual a la mitad de la raíz cuadrada de dos veces la precisión de la distancia. Por lo tanto, para el ejemplo anterior, la incertidumbre asociada únicamente con la precisión de la distancia es la mitad de la raíz cuadrada de dos, o 0.707 km.

Combinar las incertidumbrres de diferentes fuentes, no es tan sencillo como tomar el promedio o sumarlas. Las incertidumbres inherentes en la ubicación de la entidad geográfica, en su extensión, en la dirección del desplazamiento y la distancia de la compensación, son solo cuatro fuentes que deben combinarse para obtener una incertidumbre general. Se puede encontrar una discusión detallada sobre los cálculos involucrados en Wieczorek 2001 y Wieczorek et al. 2004. Para una forma práctica de calcular las incertidumbres en las descripciones de localidad, recomendamos la Calculadora de Georreferenciación (Wieczorek & Wieczorek 2020). Para entender cómo cada fuente de incertidumbre contribuye a la incertidumbre general neta vea Entendiendo las Contribuciones a la Incertidumbre en el Manual de la Calculadora de Georreferenciación(Bloom et al. 2020).

La Guía de Referencia Rápida de Georreferenciación (Zermoglio et al. 2020) es una guía práctica para la georreferenciación. Da instrucciones paso a paso sobre cómo georreferenciar una amplia variedad de tipos de localidades (ver §3.2) siguiendo las buenas prácticas de este documento y con referencia específica sobre qué datos ingresar en la Calculadora de Georreferenciación (Wieczorek & Wieczorek 2020).

La Calculadora de Georreferenciación (Wieczorek & Wieczorek 2020)(Figura 13) es una herramienta para ayudar en la georreferenciación de localidades descriptivas como las que se encuentran en las colecciones de historia natural de los museos. Originalmente fue diseñado para el Proyecto Mammal Network Information System (MaNIS) y desde entonces ha sido adoptada por muchas otras iniciativas de georreferenciación. La versión actual y su Manual de la Calculadora de Georreferenciación (Bloom et al. 2020) han sido ampliamente actualizados para incluir nuevas funciones y adecuarlos a este documento.

La aplicación hace que los cálculos se adapten a los métodos descritos originalmente en Pautas para la Georreferenciación (Wieczorek 2001) y luego formalizados en una publicación revisada por pares (Wieczorek 2004). Recomendamos su uso general por todas las instituciones de historia natural, para calcular la incertidumbre en los datos de ubicación sin la necesidad de una comprensión detallada de los complicados algoritmos subyacentes. Cuantas más instituciones utilicen este método, más consistente será la calidad de datos en las instituciones y entre ellas, facilitando a los usuarios la evaluación de la calidad de los datos. Recomendamos leer tanto las publicaciones mencionadas anteriormente como el Manual de la Calculadora de Georreferenciación (Bloom et al. 2020) para una comprensión de los cálculos involucrados y de cómo funciona la Calculadora.

La Calculadora puede funcionar en línea o localmente en un navegador (última versión disponible en GitHub). El código fuente está libre y abiertamente disponible en GitHub.

Una de las principales fuentes de error en la georreferenciación se produce en la fase de introducción de datos. Los errores pueden reducirse mediante el establecimiento de buenos procedimientos de entrada de datos: uso de listas de selección, restricciones de campo, etc. Muchas de estos asuntos deberían abordarse también como parte del diseño de la base de datos (ver §3.1.1.4). El buen diseño de la base de datos puede reducir muchos de los errores asociados a la introducción de datos. Sin embargo, una vez que se hayan establecido y funcionen, es necesario realizar verificaciones periódicas de los operadores de entrada de datos y del proceso de entrada de datos.

Un método desarrollado para el proyecto MaPSTeDI (Murphy et al. 2004) consiste en verificar primero la exactitud de la georreferenciación. Este proceso implica la verificación de un cierto número de registros de cada georreferenciador. Basándose en varias pruebas, se recomienda comprobar la exactitud de los primeros 200 registros que complete un nuevo georreferenciador. Esta comprobación inicial no sólo es beneficiosa para la exactitud de los datos, sino que también es esencial para permitir que el georreferenciador mejore y aprenda a través de la retroalimentación de los errores cometidos. Recomendamos el siguiente protocolo para verificar la calidad de los datos:

El segundo propósito de la verificacón de calidad es permitir a los georreferenciadores remitir los registros difíciles o confusos al verificador de calidad para que les ayude o aconseje. El verificador de calidad resolverá entonces estos "registros problemáticos" de la mejor manera posible. Comprobar los registros problemáticos puede ser un trabajo detectivesco. Los registros históricos suelen tener descripciones de §2.2 con entidades geográficas que no aparecen en los mapas modernos ni en los gaceteros. Para encontrar estas localidades, a menudo es necesario consultar varias fuentes de información diferentes. Estas fuentes incluyen, entre otras, libros de catálogos, notas de campo, otros registros con localidades similares, otras colecciones, publicaciones científicas y de otro tipo, sitios web, bases de datos en línea, gaceteros especializados y mapas históricos. A menudo se pueden utilizar fragmentos de información de varios lugares para establecer las coordenadas correctas de una localidad histórica.

Además, algunos registros problemáticos no tienen sentido debido a las contradicciones o a la falta o confusión de información. Estos registros problemáticos pueden ser el resultado de errores en la introducción de datos, ya sea en el catálogo en papel o en la base de datos. También puede ser necesario consultar al personal curatorial o incluso al colector original. Si se puede encontrar información de georreferenciación para las localidades difíciles, vale la pena documentarlas para su futuro uso o incluso publicar los resultados de sus búsquedas, pues usted u otras personas pueden volver a encontrarse con la misma localidad en una fecha posterior.

La validación de datos (verificación de errores) puede ser un proceso que requiere mucho tiempo, sin embargo, es uno de los procesos más importantes que puede llevar a cabo con sus datos. No es práctico verificar cada registro individualmente, por lo que es esencial el uso de técnicas de procesamiento por lotes y procedimientos de detección de valores atípicos, etc. Afortunadamente, se han desarrollado varias técnicas y están disponibles como productos de software o en línea (vea georeferencing.org y Chapman 2005b). La información de esos recursos no se repite aquí. Le recomendamos que incorpore algunas de esas metodologías a sus propias prácticas de trabajo.

Hay muchos métodos para verificar errores en datos de georreferenciación. Estos pueden implicar:

Algunas de estas técnicas están incorporadas en varios programas, como Biogeo (Robertson et al. 2016), CoordinateCleaner (Zizka et al. 2019) y el software independiente SIG DIVA-GIS (Hijmans et al. 2012). Vea también georeferencing.org.

El Grupo de Interés en la Calidad de los Datos (Data Quality Interest Group) del TDWG estableció un Grupo de Trabajo en 2014 para desarrollar un conjunto de Pruebas y Afirmaciones Básicas (Core Tests and Assertions) para verificar y validar la calidad de los datos de registros de especies (especímenes y observaciones, etc.). Las 101 pruebas resultantes, basadas en los campos del Darwin Core, estarán codificadas y disponibles para su uso en 2020 (Chapman et al. 2020). Actualmente (en febrero de 2020), hay 12 pruebas de validación relacionadas con coordenadas y datums y otras siete relacionadas con la geografía. Además, hay siete pruebas de modificación que pueden utilizarse para mejorar la calidad de los datos.

Al hacer correcciones en su base de datos, le recomendamos que siempre añada y nunca sustituya o elimine. Para ello, normalmente necesitará campos adicionales en la base de datos. Por ejemplo, puede tener campos "originales" además de los campos principales de [georreferenciación]. Además, la base de datos puede requerir una serie de campos de "Observaciones/Notas/Comentarios". Los campos que pueden ser valiosos son aquellos que describe la verificación de validación que se ha realizado, incluso (y a menudo especialmente) si esa verificación ha llevado a la confirmación de la georreferencia. Estos campos pueden incluir información sobre qué verificaciones se han realizado, por quién, cuándo y con qué resultados. Asegúrese de actualizar el equivalente de dwc:georeferenceVerificationStatus y los campos asociados (dwc:georeferencedBy, dwc:georeferencedDate) siempre que se realicen cambios en la georreferencia.

La "Honestidad en el Etiquetado" es una consideración importante con respecto a la documentación de la [calidad] de los datos. Esto es especialmente cierto cuando los datos se ponen a disposición de un público más amplio, por ejemplo, a través de GBIF. Recomendamos que la documentación de los datos y su calidad de datos sea directa y honesta. El Error es una característica ineludible de cualquier conjunto de datos y debe ser reconocido como un atributo fundamental de los mismos. Todas las bases de datos tienen errores y a nadie le interesa ocultar esos errores (Chrisman 1991). Al contrario, revelar los datos en realidad los expone a la edición, la validación y la corrección a través de la retroalimentación de los usuarios, mientras que ocultar la información casi que garantiza que seguirá siendo sucia y de poco valor a largo plazo.