Archive for the ·

Algoritmos

· Category...

Poblaciones cercanas a un lugar de observación

Comments Off

En muchas ocasiones necesitamos conocer dónde se encuentran los núcleos urbanos respecto a un lugar de observación. Unas veces para preparar una salida de observación y otras a la hora de la reducción de observaciones. Se puede utilizar una pequeña consulta SFSQL usando la Base de Datos espacial, tomando como referencia la posición del lugar de observación.

http://www.astroide.es/cielooscuro/alrededores.php

Usando esta técnica junto a la proyección de los resultados sobre cartografía, he añadido un módulo a la Aplicación para Tratamiento de Datos de Cielo Oscuro. Dado un lugar de observación, se calculan los 10 municipios más cercanos, mostrando sus distancias, azimuts desde el norte y número de habitantes a partir del último padrón. Además se dibuja en el mapa un trazo uniendo el lugar de observación con los municipios.

De esta forma, se puede tener una referencia de cómo influyen las fuentes luminosas sobre ese lugar.

ACCESO AL MÓDULO

Comments Off

Otras formas de representar fuentes de contaminación lumínica

Comments Off

Además de las fotos de satélite nocturnas que estamos acostumbrados a ver llenas de fuentes de iluminación a lo largo de todo el planeta, existen otros indicadores de la ubicación de zonas donde se produce este efecto.

Una forma de visualizar la distribución de población y de ahí las zonas donde se concentra la iluminación, es utilizar los Códigos Postales. En el mapa he georreferenciado la mayoría de los Códigos Postales de la España, más de 6600, solo faltan los correspondientes a Navarra y el País Vasco. Aunque el número de códigos no es muy alto, da una idea de las zonas con mayor concentración

Otras zonas menos densamente pobladas es Canarias

Otras formas de representación que tienen más que ver con la distribución real de población es la situación de los núcleos urbanos.  En el mapa de abajo he recogido todos los polígonos formados por los Núcleos Urbanos a partir de información geográfica de Andalucía. Eliminando los textos y cualquier línea de división, se aprecian las zonas de mayor concentración y recuerda a los mapas de satélite. En la imagen de abajo puede verse la imagen resultante y la imagen procedente del satélite. Pulsando sobre la imagen podéis verla ampliada

Más información sobre cartografía en AstroIDE

Comments Off

Comparativa de modelos de conversión de magnitudes de Cielo Oscuro

Comments Off

En el post anterior he tratado el tema de la conversión de medidas tomadas en unidades de Magnitud por arcosegundo cuadrado a Magnitud límite visual. Entre la documentación disponible sobre el sensor SQM, he encontrado otros modelos que permiten esta conversión. Entre ellos, el más interesante me ha parecido el que aparece en un artículo de Nils Olof Carlin, a partir del trabajo de Schaefer, B.E. Feb. 1990. Telescopic Limiting Magnitude. PASP 102:212-229

Según este trabajo, las expresiones que relacionan ambas magnitudes se describen por las siguientes ecuaciones, que llamaré NELM en el gráfico de abajo. En las páginas de Unihedron, hay una calculadora que aplica las expresiones de Schaefer.

He hecho una comparativa de los dos modelos, el de Garstang, (post anterior), y el de Schaefer (NELM en el gráfico), que se puede ver en las figuras que siguen, mostrando los valores de magnitud límite visual para medidas desde los 16 a las 24 magnitudes por arcosegundo. La primera muestra gráfica reproduce los valores aplicando las ecuaciones 1 y 3 de Garstang, en azul, y en la segunda, he corregido la condición de la ecuación 3 para crear otra expresión lineal comparable a las de Schaefer.

La diferencia se hace menor al disminuir el brillo, y se debe a que en las expresiones de Schaefer se toma como magnitud límite visual de la 7.93. Para comprobar las dos, las he aplicado en un pequeño programa que se puede usar abajo.



Un trabajo, que creo que es muy interesante de cada a las campañas IACO y NIXNOX, y que he comentado con otros en la lista de Cielo Oscuro CelFosc, es estudiar la distribución de valores O-C de la magnitud límite. Siendo O los valores obtenidos visualmente por varios observadores y C el calculado a partir de medidas de magnitud por arcosegundo cuadrado con el SQM. Esto daría una medida de la desviación de cada observador y una expresión para un conjunto de observadores.

Para ello hay que recoger el mayor número posible de medidas visuales y a la vez esos observadores deben haber obtenido medidas con el SQM en las mismas condiciones.

Recuerdo que me interesa cualquier mejora.

Comments Off

Magnitud Visual a partir de Magnitud por Arcosegundo cuadrado

Comments Off

En las diferentes iniciativas que se están llevando a cabo para  medir la calidad del cielo, como el proyecto NIXNOX del que ya hemos hablado aquí en alguna ocasión, está muy extendido el uso de sensores, como el SQM. Este tipo de dispositivos presentan las medidas en unidades de Magnitud por Arcosegundo cuadrado. Otros proyectos, como IACO, se dedican a obtener medidas de magnitud límite apreciadas por un observador visual.

He estado buscando alguna expresión para transformar esta unidad en magnitud visual, y entre la literatura que he encontrado, me ha llamado la atención el trabajo de George Zotti Measuring Light Pollution with a Calibrated High Dynamic Range All-Sky Image Acquisition System, de 2007. El trabajo se centra en el uso de cámaras All-Sky para el seguimiento automático del cielo y la toma de imágenes HDR (High Dynamic Range). Existen otras expresiones que difieren en el modelo atmosférico que tienen en cuenta. El trabajo de R.H. Garstang Model for artificial night-sky illumination, PASP 98, p.364-375, de 1986, es un ejemplo.

Entre las expresiones empleadas en el trabajo de Zotti, las ecuaciones 1 y 3, permiten hacer una conversión de estas magnitudes, así que he preparado un pequeño programa JavaScript que sirva de conversor, y que toma como entrada la medida del SQM en magnitudes por arcosegundo cuadrado y devuelve la magnitud límite visual correspondiente. Es un valor teórico, y si se compara con las medidas de magnitud límite obtenida visualmente, la cual puede variar entre observadores, se obtendrían valores diferentes, pero podría servir de referencia para la comparación de ambas medidas.

A continuación se muestra el código fuente y un ejemplo de funcionamiento, para convertir ambas magnitudes




<html>

<script language="javascript">
/*
	Conversión de magnitud por arcosegundo cuadrado a magnitud visual y viceversa
	José Gómez Castaño
	www.meridi.es
	18 de enero de 2011
	version 1.1

*/
function mag2v(mag){
	if (mag < 23.2){

		b = 34.08 * Math.exp(20.7233 - 0.92104 * mag);

		if (b <= 1479){
			v = 7.93 - 2.71 * Math.log (1 + 0.1122 * Math.sqrt(b),Math.e);
		}else{
			v = 4.305 - 2.171 * Math.log(1 + 0.001122 * Math.sqrt(b),Math.e);
		}
		v = parseInt(v *100)/100;
		alert("Magnitud visual resultante = " + v);
	}else{
		alert("Solo se calculan las magnitudes por debajo de 7 visual");
	}
}	

function v2mag(v){
	if (v < 7){
		if (v >= 3.4){
			A = (Math.exp((7.93-v)/2.71) - 1) / 0.1122;
		}else{
			A = (Math.exp((4.305-v)/2.171) - 1) / 0.001122;
		}

		b = A * A  ;

		m = (20.7233 - Math.log((b/34.8), Math.e)) / 0.92104;

		m = parseInt(m *100)/100;

		alert("Magnitudes por arcosegundo cuadrado " + m);
	}else{
		alert("Solo se calculan las magnitudes por debajo de 7");
	}
}

</script>
<body>
<form name="f1" action="" method="post">
Medicion en mag/arcsec<sup>2</sup>&nbsp;<input type="text" name="entrada" width="5">
<input type="button" name="calcular" value="Calcular mag limte Visual" onClick="mag2v(document.f1.entrada.value)"><br>
Medicion en mag V<input type="text" name="entradaV" width="5">
<input type="button" name="calcularV" value="Calcular mag por arcosegundo cuadrado" onClick="javascript:v2mag(document.f1.entradaV.value)">
</form>
</body>
</html>

Cualquier mejora será bienvenida

Pues tendiendo la sugerencia de David Galadí-Enrique, he añadido la posibilidad de convertir magnitudes visuales a magnitudes por arcosegundo cuadrado, para permitir las dos conversiones

Comments Off

Efemérides Eclipse de sol 4 de enero de 2011

Comments Off

Hace unos días ya anuncié que mañana 4 de enero, sería visible un eclipse parcial de sol desde España. Existen diferentes tablas con las efemérides para distintas ciudades, pero muchas veces nos interesa conocerlas para otras posiciones. A continuación he escrito un programa para calcular los instantes de inicio, máximo y fin del eclipse, así como la magnitud del mismo. Aprovechando las posibilidades que ofrecen los Sistemas de Información Geográfica, he integrado los cálculos tradicionales con la obtención de la posición a partir de un mapa.

No hace falta introducir a mano las posiciones. Para utilizarlo hay que elegir el lugar sobre el mapa, haciendo zoom sobre nuestra posición para acercarnos y pulsar sobre “Calcular efemérides para este punto”. Se mostrará la latitud y longitud del lugar, y a partir de ellos, la altitud y las efemérides del eclipse. Todas las horas están expresadas en Tiempo Universal. Para la hora civil hay que sumar 1 hora en invierno.

Para los cálculos he utilizado los siguientes Elementos Besselianos, tomados del Five Millenium Catalog of Solar Eclipses

Polynomial Besselian Elements for:   2011 Jan 04    9.000 TDT  (=t0)

  n        x          y         d          l1         l2          μ

  0  -0.1406310  1.0558220 -22.7412205  0.5635920  0.0173670 313.811188
  1   0.5162760  0.1051387  0.0040620  0.0001098  0.0001092  14.996630
  2  -0.0000418  0.0001064  0.0000060 -0.0000108 -0.0000107   0.000000
  3  -0.0000065 -0.0000015  0.0000000  0.0000000  0.0000000   0.000000

                tan f1 = 0.0047557        tan f2 = 0.0047320

El algoritmo para la determinación de los contactos lo he adaptado de Explanatory Supplement to the Astronomical Almanac.

Comments Off

Stellarium 0.10.6, nueva versión disponible

Comments Off

Stellarium es un programa de escritorio,  simulador de planetario, y el día 5 estrenó la versión 0.10.6. En esta ocasión se han incluido 600.000 estrellas en el catálogo por defecto, pudiéndose incluir hasta 210 millones usando catálogos adicionales. Proporciona vistas del cielo sobre el horizonte, o cartas estelares de una zona del cielo, de forma muy real. Existe una lista completa de características y un Wiki.

Una característica que me gusta mucho es la posibilidad de incluir las figuras de las constelaciones de acuerdo a diversas culturas. Occidental, China, Egipcia y Polinesia.

Una de las ventajas de este software es que se distribuye con su código, en la versión Linux. Es posible modificarlo al estar disponible y además se puede ver cómo están implementadas las funciones del mismo. La versión de Windows se compone de un instalador tradicional. Está disponible para varias plataformas

En el caso de Linux, se distribuye el código fuente que hay que compilar después. La versión 0.10.5 está disponible en los repositorios de Synaptic, pero esta última todavía no. Para compilarlo hay que seguir estos pasos, aunque antes de empezar hay que asegurarse de tener las dependencias

#
# descomprimimos las fuentes
#
tar zxf stellarium-0.10.6.tar.gz

cd stellarium-0.10.6

mkdir -p builds/unix
cd builds/unix

# Para la compilación se usa cmake
cmake ../..

# Por defecto se instalará en /usr/local pero se puede indicar otra ruta
cmake -DCMAKE_INSTALL_PREFIX=/opt/stellarium ../..

make
make install

También tiene la posibilidad de crear Scripts para la simulación de fenómenos, como Eclipses, Conjunciones o la situación de una zona del cielo desde un lugar determinado, para la planificación de observaciones.

Comments Off

Sky-Map Mapas celestes interactivos personalizados

Comments Off

Hace unos años participé en el proyecto Sky-Map. Se trata de un simulador de planetario interactivo, que permite tener vistas de todo el cielo. La forma de navegar por el cielo, recuerda a Google Maps, Openstreet Maps o a los mapas generados mediante OpenLayers.

Más allá de las características de cualquier planetario, lo que me gustaría destacar es la posibilidad de usar los mapas estelares a voluntad, y poder crearlos bajo demanda. Para ello se dispone de un API, un conjunto de funciones sencillas, a partir de las cuales, cualquiera puede incluir un mapa estelar en su web. Hay tres formas de usar estas funciones:

Sky Window: Permite incluir una ventana con un mapa incrustado, junto a funciones de zoom e imágenes dinámicas del cielo, identificación de objetos, etc. Dentro de una etiqueta <iframe> se puede hacer una llamada a la url junto a algunos parámetros que indican la zona a representar y el nivel zoom. Con este método es sencillo incluir un mapa dinámico con las dimensiones deseadas y centrada sobre el objeto que se quiera. En la mísma página, es posible incluir varios mapas, cada uno con un nivel de zoom o con un motivo distinto. Un ejemplo de código es el siguiente:

<IFRAME SRC=”http://server1.sky-map.org/skywindow?object=M100&zoom=8&img_source=SDSS” WIDTH=400 HEIGHT=320></IFRAME>

A la URL principal http://www.sky-map.org/?, se le añaden algunos parámetros de búsqueda.

  • object, indica el identificador del objeto a mostrar. Este puede ser el nombre de una estrella o su número en diversos catálogos.
  • zoom, indica el nivel de zoom de la imagen mostrada, comprendido entre 0 y 18
  • img_source. Si se indica el valor SDSS, muestra la imagen en formato proporcionado por el Sloan Digital Sky Survey. Según me ha comentado Fernando Fernández, es posible usar dos valores, SDSS y la última versión DSS2
  • ra y de.Opcionalmente se puede indicar el centro de la imagen a partir de sus coordenadas Ascensión Recta y Declinación.
  • Otros parámetros opcionales, que se pueden consultar en el API, permiten incluir las líneas de las constelaciones y sus límites, o líneas para mostrar las coordenadas

XML API: Este servicio permite obtener datos referidos a un objeto o conjunto de objetos. Es un medio más sofisticado, pero permite obtener una respuesta con las coordenadas del objeto buscado junto con la magnitud de este,  en formato XML, a partir de una petición web. La petición se hace a la dirección http://server2.sky-map.org/search, junto con el parámetro star, que indica el nombre del objeto. Un ejemplo sería:

http://server1.sky-map.org/search?star=vega

Esta llamada devolvería el siguiente código

<?xml version=”1.0″ encoding=”UTF-8″?>
<response>
<request>vega</request>
<status>0</status>
<verbiage>OK</verbiage>
<object id=’S205′>
<type id=”1″>Star</type>
<name>a Lyr</name>
<catId>a Lyr</catId>
<constellation id=’52′>Lyra</constellation>
<ra unit=”hour”>18.6156389</ra>
<de unit=”degree”>38.783611</de>
<mag>0.03</mag>
</object>
</response>

Image Generator: Por último es posible generar una imagen estática de parte del cielo con este servicio. Este es un ejemplo de generación. A partir de datos enviados por el método GET de un formulario, o construyendo directamente la petición al servidor, se puede formatear el mapa estelar y adaptarlo a nuestras necesidades. El resultado es un mapa estático en forma de imagen en formato GIF o PNG.

Comments Off

Propuesta de formato de datos para mediciones sobre Cielo Oscuro y su publicación cartográfica

Comments Off

Lo más importante de las reuniones, como la última del XIX CEA, que nos enteramos de primera mano de los trabajos que se están llevando a cabo de la mano de sus autores. Durante el último XIX CEA se han persentado 4 ponencias relacionadas con el Cielo Oscuro:

EL PROYECTO NIXNOX – JAIME ZAMORANO (UCM)
ESTUDIO DE BRILLO DE FONDO DE CIELO DE LA COMUNIDAD DE MADRID – BERENICE PILA DÍEZ
ROAD RUNNER SYSTEM – JUAN CARLOS AZNAR LÓPEZ
PRESENTACIÓN DEL PROYECTO “COMUNIDAD DEL CIELO OSCURO” – FERNANDO CABRERIZO PALOMO

Las observaciones de calidad del cielo carecen de valor si no se les asocia el lugar desde el que fueron tomados. Hasta ahora, las medidas se hacían determinando la magnitud límite observada en un lugar, pero se trataba de datos subjetivos. En la actualidad ha aparecido el dispositivo SQM que proporciona medidas objetivas. En lugar de la magnitud límite, en este caso se obtiene el brillo del cielo en unidades de magnitud estelar por arcosegundo cuadrado. Los datos obtenidos de las mediciones de calidad del cielo son un ejemplo de candidatos a ser georreferenciados.

La utilidad real de este tipo de medidas aparece cuando se representan sobre un mapa para poder analizar qué zonas están más o menos afectadas por la contaminación lumínica. Existen varias formas de poder representarlas sobre una cartografía. La Sociedad Malagueña de Astronomía ha desarrollado un sistema para producir archivos KML que permiten añadirlos a Google Earth y acceder a los datos de cada observación.

De lo anterior, se desprende que es necesario disponer de un medio de intercambio de datos entre los grupos de observadores y un sistema de publicación eficaz. A continuación se muestra un prototipo de sistema de intercambio de estos datos y su publicación a través de internet usando estándares cartográficos.

De esta forma, propongo este método de trabajo basado en estándares OGC para la publicación, uso e intercambio de medidas.

DETALLE DE LA PROPUESTA

Comments Off

Uso de las Infraestructuras de Datos Espaciales como herramienta en Arqueoastronomía

Comments Off

Durante el XIX Congreso Estatal de Astronomía, además de asistir como oyentes, hemos presentado un pequeño trabajo diferente a los habituales por su contenido. Así que ahora me toca hablar “de mi libro”

En esta ocasión hemos presentado un trabajo a caballo entre el cielo y la tierra, nunca mejor dicho. Como ya anunció Joan Capdevilla, Alba Gómez Varela y yo, hemos publicado un trabajo en el que utilizamos las IDE Arqueológicas junto a datos astronómicos. Bajo el título “Las Infraestructuras de Datos Espaciales como herramienta en Arqueoastronomía”, hemos querido poner de manifiesto un nuevo uso que tienen las IDEs y la aplicación de la astronomía a la arqueología.

Puede surgir la pregunta de por qué utilizar datos astronómicos en arqueología. La Astronomía es una herramienta eficaz a la hora de datar hechos históricos y la época de construcción de asentamientos. En muchas civilizaciones, las construcciones se erigían en línea con algún fenómeno astronómico. Por ejemplo la salida de Sirio era tomada como referencia en el calendario Egipcio. Son muchos ejemplos entre los Mayas, Celtas, etc. Por este motivo, es importante disponer de unas efemérides precisas que proporcionen información sobre estos fenómenos, y que puedan ser utilizados cuando se analizan los yacimientos. Así mismo, en muchos textos históricos, se hace referencia a fenómenos astronómicos, como eclipses de sol, la salida o puesta de un astro. A veces se habla de la alineación de un astro con un elemento orográfico del terreno.

Creemos que el sistema de trabajo presentado, junto a un prototipo desarrollado al efecto, puede hacer que la IDE Arqueológica junto a capas cartográficas astronómicas, supongan una ayuda importante en los estudios de arqueología, al integrar en un solo entorno de trabajo tanto datos de Información Geográfica como Efemérides Astronómicas de precisión.

Otro foro de discusión de este tema es la Infraestructura de Datos Espaciales de España, donde nos han aceptado un post en su blog.

Texto de la Ponencia

Presentación

Comments Off

Cálculo preciso de Libraciones Lunares

Comments Off

Hace un par de posts hablaba sobre el cálculo de la libración topocéntrica lunar y del servicio del US Naval Observatory en el que se muestra la imagen real de la luna para un observador terrestre.

Pues este mes de Agosto, la Oficina para el Almanaque Náutico, ha publicado la NAO Tecnical Note num 74, Computation of the Quantities Describing the Lunar Librations in The Astronomical Almanac. En ella se describe detalladamente todo el proceso de cálculo que se lleva a cabo para la publicación de los valores de libración lunar en el Nautical Almanac.

La razón de la publicación es que sirva como material para una próxima edición del Explanatory Supplement to the Astronomical Almanac. Además de los valores de Libración en longitud y lalitud, permite el cálculo del Angulo de Posición del eje lunar.

Si se decide observar este fenómeno sobre la luna, recomiendo Observing the Lunar Librations Zones, de Alexander Vandenbohede, o el listado completo de Cartografía Lunar

Comments Off