Avance Històcio de La Geomàtica y Ultimas Tecnologìas

7/25/2019 Avance Histcio de La Geomtica y Ultimas Tecnologas

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AVANCE HISTRICO DE LA GEOMTICA

LTIMAS TECNOLOGAS


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Licenciatura en Ingeniera Civil

Proyecto final de ELEMENTOS DE GEOMTICA

Tema: Avance histrico de la geomtica y ltimas tecnologas

Profesora: Ing. Cindy Santamara

Socios del aprendizaje:

Barra, Benys

Castro, Larissa Lineth

Daz, Mara Gisela

Mendoza, Yovany

Pinto, Jos

Villarreal, Masiel

Grupo:

7IC131

II Semestre 2015

REPUBLICA DE PANAMA

UNIVERSIDAD TECNOLOGICA DE PANAMA

CENTRO REGIONAL DE AZUEROFACULTAD DE INGENIERIA CIVIL


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INDICE

INTRODUCCION4

CONTENIDO

- Geomtica..................................................................5- Tecnologas Geomticas..8

Teledeteccin.9 Cartografa digital...10 Fotogrametra digital..13 Interferonetra..15 Tecnologa Sar18 Altimetra Lser...19

Geodesia Satelital.20 Posicionamiento con GPS.21

Topografa digital..........24 Informtica..28

Software28 Hardware..31 Internet..33

CONCLUSIN....35

BIBLIOGRAFA..36


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INTRODUCCIN

La Geomtica es una ciencia se encarga de la recoleccin, anlisis e interpretacin

de datos referidos a la superficie terrestre.

Esta ciencia no tan antigua, ha tenido un desarrollo impresionante en los ltimos

aos, gracias al surgimiento de nuevas tecnologas, las cuales facilitan

notablemente la medicin, anlisis, gestin, almacenamiento y visualizacin de las

descripciones y localizaciones de datos terrestres o espaciales.

Los datos anteriormente citados provienen de diversas fuentes, como por ejemplos

instrumentos terrestres, satlites en rbita, vehculos areos y martimos, y una vez

recolectados son procesados usando elementos informticos como lo son la

implementacin de software y hardware avanzados para este tipo de trabajo.

La Geomtica comprende un amplio rango de disciplinas, las cuales se unen para

dar una visin o anlisis detallado del mundo en el cual nos encontramos. Es una

disciplina que tiene aplicaciones en todas las reas que en algn momento dado

dependen de la utilizacin de datos espaciales, como lo es en el caso de la

topografa implementada en la ingeniera civil, o en el estudio de medio ambiente,

navegacin, etc..; influyendo cada vez ms en el mundo moderno y en la vida

cotidiana de todas las personas, ya que aunque muchas personas no conozcan esta

ciencia, la implementa, como por ejemplo cuando utilizamos aplicaciones de

nuestros telfonos mviles, para buscar la ubicacin de un lugar determinado.

Dentro de la Geomtica se aplican disciplinas innovadoras como la teledeteccin,

tecnologas de informacin, fotogrametra, cartografa, geodesia, topografa, entre

otras, las cuales se encuentran en fuerte expansin, implementando de nuevas

tecnologas para la colecta de informacin deseada.

En este trabajo trataremos de explicar algunas de estas tecnologas, utilizadas hoy

en da para el desarrollo de esta ciencia. Adems halaremos un poco sobre la

historia de la Geomtica, de donde proviene y como se ha logrado desarrollar al en

los ltimos aos.


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QU ES GEOMTICA?

El trmino geomtica surgi en Canad en 198, cuando la Asociacin Canadiense

de Inspeccin Area ampli sus objetivos e incluy otras disciplinas como la

cartografa, la geodesia satelital, los sistemas de informacin geogrfica. A partir deentonces, entr a llamarse Asociacin de la Industria Geomntica de Canad

(GIAC) y agrup una amplia gama de empresas caracterizadas por el manejo de la

informacin geogrfica y los procesos de integracin y sistematizacin de las

nuevas tecnologas frente a las tareas de conocimiento fsico e interpretativo de la

tierra.

Geomtica se hace referencia a un conjunto de ciencias en las cuales se integranlos medios para la captura, tratamiento, anlisis, interpretacin, difusin y

almacenamiento de informacin geogrfica. Tambin llamada informacin espacial

o geoespacial. El trmino geomticaest compuesto por dos ramas "GEO" Tierra,

y MATICA por Informtica, es decir el estudio de la superficie terrestre a travs de

la informtica (tratamiento automtico de la informacin).

Este trmino nacido en Canad ya es parte de las normas de estandarizacin ISO

Organizacin Internacional para la Estandarizacin y est siendo reconocido enEuropa, Asia, frica, Amrica Central y del Sur, como una nueva disciplina de la era

geoespacial. Otros organismos, en especial en los EE. UU., han optado por el

trmino tecnologa geoespacial o recientemente "Geomatics Sciences".


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ANTECEDENTES

El trmino fue acuado en 1969 por Bernard Dubuisson e integrara a todas la

ciencias de base y a las tecnologas usadas para el conocimiento del territorio como

la teledeteccin o percepcin remota, Sistemas de Informacin Geogrfica (SIG),Sistemas Globales de Navegacin por Satlite (GNSS) y conocimientos

relacionados.

Segn el oficio de la lengua francesa, la Geomtica tiene por definicin oficial:

Disciplina que tiene por objeto la administracin, y estructuracin de los datos a

referencia espacial e integra las ciencias y a las tecnologas ligadas al

almacenamiento, el tratamiento y la difusin".

A nivel acadmico la ingeniera geomtica

tuvo origen en Canad, especficamente en la

provincia de Quebec en el siglo XX, y

oficialmente en 1986 en la Universidad Laval,

quienes ofertaron el primer programa de

Ingeniera Geomtica a nivel mundial. Siendo

as la primera Universidad que dio un paso

sustancial adoptando a las nuevastecnologas con la consolidacin de las ciencias para estudiar la Tierra. Pero no solo

en la provincia de Quebec sucedi este fenmeno, tambin repercuti en las

universidades de las provincias de New Brunswick, Ontario, Alberta y la Columbia

Britnica.


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HISTORIA DE LA GEOMTICA (ORDEN CRONOLGICO)


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TECNOLOGAS GEOMATICAS

Hablar de tecnologas de punta, es describir el conjunto de procedimientos,

(plasmados en sus respectivas herramientas), que en una disciplina cientfica se

constituyen en el ms reciente avance hacia un mayor desarrollo y calidad en la

obtencin de un fin. Las tecnologas digitales o el mismo trmino de Geomtica, por

citar un ejemplo, hasta ahora empiezan a tener manejo un poco ms generalizado

en los pases latinoamericanos, y en esto el papel de los medios de comunicacin

electrnicos han jugado un roll fundamental, principalmente Internet.

La tecnologa se denomina digital cuando, se basa en el principio del muestreo, que

consiste en medir a intervalos regulares el valor que tiene una magnitud continua y

trasmitir ese valor en forma de nmero, en lugar de enviar la seal original. As lo

que se transmite son largas series de nmeros, que al llegar al destino se utilizan

para reconstruir una seal equivalente original.

A continuacin, algunas de las ms importantes tecnologas que en las diversas

disciplinas relacionadas con la Geomtica, se pueden considerar como de punta,

por sus caractersticas de sistematizacin, automatizacin, digitalizacin y

desarrollo electrnico, que han llevado el error humano a su mnima expresin.


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TECNOLOGAS EN LA TELEDETECCIN

La teledeteccin es un procedimiento mediante el cual se hace un reconocimiento

o identificacin a distancia, sin tener contacto fsico con el objeto de inters. El

procedimiento es similar al que realiza el ojo humano cuando sobre una pantalla:captura informacin o determinadas imgenes, para ser trasladadas al cerebro,

donde son procesadas.

Las tecnologas de teledeteccin o percepcin remota, son aquellas que se

adelantan con la ayuda de instrumentos o equipos denominados sensores remotos

(imgenes de satlite). Las primeras de estas caractersticas fueron las cmaras

fotogrficas, que en los aos 30 con el desarrollo de la aviacin se convertiran en

areas. En los aos 60 y gracias a las exploraciones espaciales que se venanrealizando aparecen las plataformas satelitales, con sensores multiespectrales.

Este avance resultara definitivo para una nueva tecnologa: la teledeteccin

espacial, que es hoy de gran importancia en los estudios de fenmenos ambientales

y en la obtencin de informacin geogrfica de la tierra.


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CARTOGRAFA DIGITAL

Avances tecnolgicos

En los ltimos quince aos asistimos a una autntica revolucin en el amplio campo

de la cartografa, y muy especialmente en la caracterizacin tridimensional del

territorio. Los avances tecnolgicos estn cambiando no slo las herramientas y las

fuentes para conocer la realidad geogrfica sino incluso la manera de estudiarla,

ahora con un detalle insospechado hace pocos aos. Esto, sin embargo, no afecta

nicamente a los especialistas, sino que cualquier persona puede percibir con

claridad esta revolucin: slo hay que entrar desde nuestro ordenador personal en

el google earth para visitar cualquier lugar del planeta y disponer de una visin

tridimensional con una precisin francamente abrumadora.

El cambio que vivimos se

fundamenta, sin duda, en las

mejoras tecnolgicas de las

ltimas dcadas, tanto en el

campo de posicionamiento

geogrfico sostenidas en

buena medida por lossistemas de posicionamiento

global que proporcionan los

satlites artificiales y los

avances en la geodesia como en el de la captacin masiva de datos geogrficos

con el desarrollo de sensores aerotransportados cada vez ms precisos y potentes

y en la gestin que se hace de ellos con el desarrollo de los sistemas de informacin

geogrfica (SIG). Sin embargo, los nuevos sistemas de captacin de la informacin

registran, bsicamente, datos muy semejantes a los que recogan tradicionalmente

los topgrafos. De manera que buena parte de la informacin geogrfica que hoy

nos sorprende por su disponibilidad ya exista hace muchos aos en los mapas

topogrficos tradicionales.


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Entre sus avances significativos tenemos el modelo digital de terreno (MDT). Los

modelos digitales del terreno (MDT) son un conjunto de datos numricos que

describen la distribucin espacial de una caracterstica del territorio, como la

elevacin (en este caso los llamamos modelos digitales de elevacin, MDE.

Disponiendo la informacin en formato digital, cabe la posibilidad de presentarla de

manera ms sugerente que en la tradicional forma bidimensional de un mapa.

Usos de la cartografa digital

Cartografa de alta resolucin, ligada a la topografa clsica con objetivos aplicados

en el campo de la arquitectura o las ingenieras;

Modelizacin de procesos ambientales y tcnicas de simulacin de fenmenos

extremos o de actuaciones concretas sobre el espacio.

SIG y Tecnologas de la Informacin estn

disponible para aplicaciones de esta lnea est

la educacin ambiental o la publicidad y otras

aplicaciones empresariales.

Beneficios y aportes

1. Topologa y operaciones SIG de lacartografa de ordenacin territorial La

cartografa de ordenacin territorial es una cartografa fundamentalmente de

geometra de polgonos, cuyas operaciones SIG estn condicionadas por el mtodo

de ordenacin territorial empleado, en cualquier caso suelen tener un protagonismo

las operaciones de extraccin, interseccin y agrupamiento

2. Una tentativa de clasificacin de la cartografa de ordenacin territorial Podemos

diferencias dos grandes familias cartogrficas: las que sirven a los procesos deanlisis o diagnstico y las que se refieren a las entidades geogrficas definidas en

la parte normativa o dispositiva con intendencia del efecto que de aplicacin plena,

bsica u orientativa de las regulaciones.

3. Funciones de la cartografa en la Ordenacin del Territorio


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Sin nimo de ser exhaustivos, pero con la idea de completar la visin que sustenta

las ventajas de elaborar cartografas asociadas a los instrumentos de Ordenacin

del Territorio, incluimos el siguiente listado de funciones o utilidades de este tipo de

cartografa

4. Transferencia multisecular

Conocer y utilizar tcnicas de reconocimiento indirecto del territorio y de

representacin de los hechos en el espacio geogrfico, en todas las escalas

Identificar directamente los caracteres naturales constitutivos del espacio geogrfico

a escala local. Comprender los procesos sociales, culturales y econmicos que han

producido formas concretas de ocupacin y utilizacin del espacio geogrfico.

Saber integrar manifestaciones o fenmenos locales en escenarios naturales,

sociales y econmicos de mayor escala;

5. Mtodo de investigacin

Manejar informacin estadstica localizable y analizar e interpretar sus

distribuciones en el espacio geogrfico;

Saber integrar manifestaciones o fenmenos locales en escenarios naturales,

sociales y econmicos de mayor escala.


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FOTOGRAMETRA DIGITAL

Origen

La fotogrametra es una disciplina resultado de la convergencia de la ptica, la

fotografa y las matemticas (especialmente la geometra proyectiva), para realizar

levantamientos de carcter cartogrfico principalmente. Por ello podemos iniciar sus

races en la ptica, la primera de estas ciencias que tuvo un desarrollo prctico y

cuyo aporte es fundamental, tanto en la captura de imgenes, como en su posterior

reconstruccin, y cuyo desarrollo terico y prctico permiti la popularizacin, por

parte de los pintores, de la cmara oscura, la cual constituye la base de la cmara

fotogrfica. De hecho, en el siglo XVIII haba alcanzado tal popularidad, que eran

fabricadas casi en serie, adaptadas a los usos

Antecedentes

Se puede considerar como primera aproximacin de Fotogrametra en la historia

antigua la utilizacin de la cmara lcida por los pintores de la poca. Una cmara

lcida es un dispositivo ptico usado por artistas como ayuda para dibujar. Fue

patentado en 1806 por William Hyde Wollaston. Parece ser que la cmara lcida no

es ms que una reinvencin de un dispositivo descrito claramente 200 aos antes

por Johannes Kepler en su obra Dioptrice (1611). Hacia el siglo XIX la descripcin

de Kepler cay en el olvido, as que nadie demand a Wollaston. El trmino cmara

lcida es de Wollaston. La cmara lcida realiza una superposicin ptica del tema

que se est viendo y de la superficie en la que el artista est dibujando.

Metodologa aplicada

Se realiz un levantamiento fotogramtrico no convencional

utilizando una cmara digital, montada en un papagayo cometa

de gran estabilidad. De este modo se adquirieron fotografas de

la isla volando el papagayo desde un bote a motor a una altura

aproximada de 120 m. Posteriormente se realiz un proceso de

balance radiomtrico y orto correccin tomando como control

terrestre los puntos medidos en campo con GPS.
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Tecnologa y avances

Los ltimos avances tcnicos en fotografa, tales como modernas cmaras

fotogrficas areas, lentes de alta calidad y pelculas de alta resolucin, han

permitido un gran desarrollo de la fotogrametra area (Laar y Aka, 1997). Dentrode sta, es la fotogrametra digital la que ha experimentado un mayor desarrollo

debido principalmente a la disminucin del precio de los ordenadores y de sus

tecnologas aplicadas. La fotogrametra area digital tiene la ventaja de adquirir

informacin de grandes reas con un coste ms eficiente. Su creciente

disponibilidad y potencial para derivar modelos de elevacin del terreno (MDE),

modelos estereoscpicos y orto fotografas digitales hace que sea utilizada como

otra fuente de datos para el uso en los sistemas de informacin geogrfica (SIG)

(Tilley, 1994). El objetivo general del presente trabajo es definir y aplicar una

metodologa que permita la extraccin de una de las posibles variables

dendrometras, como es la altura de masa, con una buena precisin, en menos

tiempo y con un menor coste que en convencionales estudios del terreno,

empleando fotografas areas digitales.

Usos y aportes de la fotogrametra

Existen muchas aplicaciones de la fotogrametra digital:en Arqueologa, industria meteorolgica, Medicina

forense, Ingeniera ambiental, documentacin del

patrimonio artstico, Cartografa, Topografa:

levantamientos plan mtricos y altimtricos. Es decir, se

obtienen imgenes estereoscpicas, tridimensionales,

para usos varios. Se emplea ampliamente en

exploraciones, para obtencin de mapas, etc.


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INTERFEROMETRA

La interferometra lser es un mtodo muy reconocido de medicin de distancias

con la mxima precisin.

Los sistemas de medicin de rendimiento de mquinas de Renishaw utilizaninterfermetros remotos en todos sus modos de medicin (no slo lineales) y una

fuente lser estabilizados de precisin, lo que proporciona una precisin y una

calidad excepcionales.

Avances

Sistema lser RLE

El sistema lser XL-80 es el sistema porttil

ms avanzado para la medicin lser de muy

alta precisin. No obstante, debido a las

condiciones del taller, para determinadas

aplicaciones no se necesita un sistema

porttil, aunque s sera conveniente un

sistema ms compacto, por ejemplo, para

aplicaciones en bancos de prueba fijos.

Utilizando el sistema de interferometra lser RLE como base, la interfaz RC110

especial permite un acceso completo al software XL-80, incluido el software

dinmico Laser XL y Quick View XL. Los reducidos cabezales detectores remotos

del lser RLE proporcionan gran flexibilidad de instalacin en mediciones de prueba.

Otra ventaja aadida es que la fuente de calor (lser) puede situarse alejada de las

mediciones de prueba, una buena prctica en metrologa. (Alcance lineal mximo

normal 4 m, con una velocidad mxima de recorrido de 1 m/s.).

Usos y aplicaciones de la interferometria

La interferometra no solo se utiliza en astronoma; existen usos ms comunes como

la medicin de curvatura de lentes y espejos, as como la identificacin de defectos

tanto en su superficie como en su composicin.


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Para estas aplicaciones se pueden utilizar diferentes tipos de interfermetros, como

el interfermetro Twyman-Green y el interfermetro de Fizeau, entre muchos otros.

Uno de los primeros usos de la interferometra fue en el famoso experimento de

Michelson y Morley (1887), que demostr la inexistencia del ter, proporcionandolas primeras evidencias experimentales en las que ms tarde se asentara la

relatividad especial. En la actualidad, interfermetros similares al de Michelson se

construyen en grandes instalaciones (vase LIGO o VIRGO) en un intento de

detectar ondas gravitatorias, una consecuencia de la teora de la relatividad general.


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TECNOLOGA SAR

Algunos tipos de imgenes radricas son conocidas como Radares de Apertura

Sinttica (SAR), tcnica utilizada para sintetizar una antena muy larga con la

combinacin de seales (ecos) recibidas por el radar a medida que recorre sutrayectoria. Es ms preferible una antena larga, entre ms larga sea la antena ms

fino es el detalle que se pueda resolver y los objetos ms pequeos que el radar

pueda ver.

Este radar es un radar activo que emite energa en intervalos de frecuencias de

microondas (unos centmetros) en un periodo pequeo de tiempo y recibe los ecos

provenientes de las reflexiones de la seal en los objetos de un lugar dando una

apertura sinttica, es decir, debido a la velocidad de desplazamiento del vehculo,la antena del dispositivo SAR se convierte en una antena virtual de mayor tamao.

El blanco permanece en el interfaz de la antena por unos instantes y este es

observado por el radar en varios puntos a lo largo de la trayectoria del vehculo.

La resolucin acimutal mejora considerablemente al considerarse el efecto Dopler

que tiene lugar como consecuencia del desplazamiento del satlite. Dos blancos

puntuales separados ligeramente en la direccin acimutal muestran en cualquier

instante velocidades relativas algo diferentes (respecto del radar), por ello, el ecoprocedente de cada blanco presentar un desplazamiento en frecuencia Dopler

distinto. El dispositivo SAR puede ser instalado a bordo de un avin o de un satlite.

El procesamiento de datos obtenidos por SAR es complicado debido a un gran

volumen de informacin correspondiente a cada imagen. Al final de este complejo

procesado se obtienen imgenes en tonos de gris.


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La tecnologa de imagen SAR es conocida como una herramienta muy prometedora

para la captura de informacin cartogrfica por que utiliza sensores activos y las

nubes son casi transparentes en esta parte del espectro electromagntico.

Actuamente la Interferometra SAR es una de las aplicaciones de las imgenes de

radar que presentan ms perspectiva en le futuro en cuanto a su aplicacin a la

extraccin topografica.

En la Interferometra SAR se utilzan imgenes de una misma escena, ya sea

tomada por dos antenas separadas espacialmente o bien dos observaciones

separadas en el tiempo tomadas con una sola antena. Como las dos observaciones

no son exactamente iguales, debido a la existencia de perturbaciones, las ondas

reflejadas por el terreno recorren diferentes caminos. Esta deiferencia de caminos

de la seal puede cuantificarse midiendo la diferencia de fases de la onda. La altura

de cada punto introduce tambien una diferencia de caminos en las ondas

observadas en las dos imgenes. Por tanto para derivar la informacin altimtrica

se utilizan las diferencias de fases de ondas de cada una de las observaciones

relalizadas.

NOTA: la interferometra es una tecnica que se basa en combinar la radiacin

electromagntica (luz visle, infrarroja, ultravioleta, rayos x, ondas de radio, etc.)


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ALTIMERTRIA LASER

Es la medicin automtica y directa de altura o

elevacin del terreno desde una aeronave o unsatlite, mediante un altmetro de imagen lser.

Actualmente existen instrumentos capaces de

determinar la estructura vertical de la superficie y la

altura de los objetos sobre el suelo, tales como

rboles o edificios. Las medidas que se generan son

de carcter tridimensional y permiten obtener

informacin de grandes reas en un da, utilizando el

altmetro aerotransportado. Con esta tecnologa se

evita el trabajo tradicional de grupos de topgrafos que, con base en tierra,

emplearan semanas o meses. En todo caso, se debern los criterios de las normas.

Un altmetro lser montado sobre una aeronave o satlite opera de la siguiente

manera: determina la distancia a la superficie de la tierra, midiendo el tiempo de

vuelo de una radiacin laser, el instrumento emite unas pulsaciones lser, las cuales

viajan a la superficie donde se reflejan, parte de la radiacin reflejada se devuelve

al altmetro lser, el cual es detectado y se detiene el conteo que se inici cuando

la pulsacin fue enviada. La distancia se calcula fcilmente tomando en

consideracin la velocidad de la luz.

Para determinar coordenadas (latitud, elevacin y longitud) exactas geogrficas 3D

de cualquier superficie golpeada por la pulsacin, es necesario conocer otras

informaciones adicionales a la distancia como lo son la localizacin de las aeronave

y la direccin a la cual estaba dirigida el altmetro esto se obtiene mediante

receptores GNSS dentro de la aeronave y un sistema de Navegacin Inercial (INS).


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TECNOLOGIAS DE LA GEODESIA SATELITAL

La ms importante tecnologa desarrollada hasta hoy en el campo de la geodesia

es el Sistema de Posicionamiento Satelital, surgido de las investigaciones militares

en los Estados Unidos y Rusia, encaminado para determinar la posicin de puntosterrestres mediante el uso de satlites.

La Geodesia Satelital es una importante tecnologa de posicionamiento de puntos

de control terrestre geodsicos que permite a travs del uso de sistemas GPS,

establecer redes de apoyo topogrficas debidamente geo referenciadas y hoy en

da hasta realizar los levantamientos topogrficos mismos de aplicacin directa en

proyectos y obras de Ingeniera, con exactitudes milimtricas, que garantizan altos

niveles de precisin y rendimiento. El procesamiento de estas observacionessatelitales puede ser realizado con un software de post-proceso, ya sea en campo

o en gabinete, sin embargo, ahora este clculo puede ser en forma inmediata por la

unidad de control, obteniendo las coordenadas en el instante, es decir, en tiempo

real.

El sistema de posicionamiento satelital es el mtodo de obtencin de coordenadas

basado en seales de radio, procedentes de una constelacin de satlites

diseadas para este fin.

Las observaciones son procesadas para determinar una posicin, de acuerdo con

un sistemas de coordenadas cartesianas (X, Y, Z) y geodsicas con origen en el

centro terrestre.


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POSICIONAMIENTO CON GPS

El Sistema de Posicionamiento Global (GPS) es un servicio propiedad de los

EE.UU. que proporciona a los usuarios informacin sobre posicionamiento,

navegacin y cronometra. Este sistema est constituido por tres segmentos: el

segmento espacial, el segmento de control y el segmento del usuario. La Fuerza

Area de los Estados Unidos desarrolla, mantiene y opera los segmentos espacial

y de control.

El GPS se compone de tres elementos: los satlites en rbita alrededor de la Tierra,

las estaciones terrestres de seguimiento y control, y los receptores del GPS

propiedad de los usuarios. Desde el espacio, los satlites del GPS transmiten

seales que reciben e identifican los receptores del GPS; ellos, a su vez,

proporcionan por separado sus coordenadas tridimensionales de latitud, longitud y

altitud, as como la hora local precisa.

Este sistema est compuesto en la actualidad por 24 satlites y 4 de reserva,

monitoreados en 6 planos de referencia (planos orbitales), separados entre s a 30,

y 55 de inclinacin con respecto al ecuador y distancia al geo centro de 20200 km.


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Aplicaciones del GPS en la cartografa y topografa

Los topgrafos y cartgrafos figuran entre los primeros en aprovechar el Sistema

de Posicionamiento Global (GPS), ya que hizo aumentar considerablemente la

productividad y produjo datos ms precisos y fiables. Hoy en da, el GPS es partevital de las actividades topogrficas y cartogrficas en todo el mundo.

Cuando lo utilizan profesionales calificados, el GPS proporciona datos topogrficos

y cartogrficos de la ms alta precisin. La recopilacin de datos basados en el GPS

es mucho ms rpida que las tcnicas convencionales de topografa y cartografa,

ya que reduce la cantidad de equipos y la mano de obra que se requiere. Un solo

topgrafo puede ahora lograr en un da lo que antes le tomaba varias semanas a

todo un equipo.

El GPS apoya con precisin la cartografa y la modelizacin del mundo fsico - desde

montaas y ros, hasta calles, edificios, cables y tuberas de los servicios pblicos y

otros recursos. Las superficies medidas con el GPS se pueden visualizar en mapas

y en sistemas de informacin geogrfica (SIG) que almacenan, manipulan y

visualizan los datos geogrficos referenciados.

A diferencia de las tcnicas convencionales, la topografa mediante el GPS no estsometida a restricciones como la lnea de visibilidad directa entre las estaciones

topogrficas. Las estaciones se pueden desplazar a mayores distancias entre una

y otra y pueden funcionar en cualquier lugar con buena vista del cielo, en vez de

limitarse a cimas remotas, como se requera antes.


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El GPS es especialmente til en el levantamiento de costas y vas fluviales, donde

hay pocos puntos de referencia en tierra. Los buques de levantamiento combinan

las posiciones del GPS con los sondeos de profundidad con sonar para elaborar las

cartas nuticas que indican a los navegantes los cambios de profundidad del agua

y los peligros que yacen bajo el agua. Los constructores de puentes y plataformas

petrolferas tambin dependen del GPS para levantamientos hidrogrficos precisos.

Los agrimensores y cartgrafos pueden llevar los sistemas del GPS en una mochila o

montarlos en vehculos para recopilar los datos con precisin y rapidez. Algunos de estos

sistemas se comunican de forma inalmbrica con receptores de referencia para lograr

mejoras sin precedentes en la productividad de forma continua, en tiempo real y con

precisin centimtrica.


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TECNOLOGIAS DE LA TOPOGRAFA DIGITAL

Evolucin

La topografa utiliza mtodos desde la antigedad: Sesostris en 1400 A.C, realiz

loteos para cuestiones de impuestos; Eratstenes, durante el siglo III A.C, midi el

arco terrestre con precisin; Hern, en el siglo I A.C, proporcion las primeras

tcnicas formales de topografa, donde la representacin grfica se haca sobre el

plano horizontal (utilizando la dioptra); Von Piso, en el siglo XIII, escribi

instrucciones sobre topografa en su libro Prctica Geomtrica.

La necesidad de mapas y la demarcacin clara de fronteras durante los siglos XVIII

y XIX, hizo que Inglaterra y Francia realizaran triangulaciones precisas,

comenzando los levantamientos geodsicos. A comienzos del siglo XIX, en los

Estados Unidos, se elaboraron levantamientos hidrogrficos y prepararon mapas

nuticos; ms adelante, se colocaron sealamientos, mojones e indicadores de

control.

Con el tiempo, la utilizacin de los levantamientos topogrficos se ampli en los

proyectos de ingeniera, en la estrategia militar y en los programas espaciales. En

el ltimo siglo, las herramientas e instrumentos tradicionales empleados en la

topografa, han tenido un desarrollo acelerado que se aleja cada vez ms de la

visin ptica mecnica, durante mucho tiempo caracteriz este campo; los

instrumentos electrnicos para medicin, dispositivos lser, localizadores por

satlite, la informtica en el procesamiento de datos y diagramacin digital, as como

el concepto de topografa digital y robtica, se convierten en aspectos

fundamentales en este sector.


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TOPOGRAFA DIGITAL Y ROBOTICA

Bsicamente, la tecnologa digital y robtica se puede comprender como un proceso

de integracin de funciones (medicin de distancias y ngulos) y desarrollo de los

procesos internos de lecturas, en la toma de datos, de una manera numrica, quefacilitan y aumentan los grados de precisin. Esto conllev al desarrollo de una serie

de aparatos digitales para el posicionamiento, la medicin y la nivelacin, adems

de una informacin ms amplia en la elaboracin con mayor precisin de

levantamientos topogrficos, principalmente.

NIVELACIN DIGITAL

Esta tecnologa fue la ltima dentro del proceso

de conversin de los instrumentos topogrficos

pticomecnicos a digitales, debido a que los

intentos de automatizacin en la toma de datos

presentaban dificultades.

Con la adopcin de un dispositivo denominado

CCD (aparato de carga doble), se logr equipar la

eficiencia de la nivelacin frente a los

instrumentos de medicin de distancias y ngulos.


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TOPOGRAFIA LASER

El rayo lser funciona como una unidad separada o acoplada que establece sobre

una zona de trabajo determinada, un plano de luz, empleado como referencia para

las tareas de nivelacin, que generalmente se adelantaban con planos topogrficosy la cuadrcula de puntos.

EL LASER EN EL CONTROL AUTOMATICO DE MAQUINARIA

El sistema enva la seal lser a los sensores instalados en la mquina, estos a su

vez se encargan de hacer los ajustes necesarios. Con el lser se obtiene alta

precisin, frente al mtodo de observacin visual del maquinista y su control

hidrulico manual. Existen diversas clases de transmisores de acuerdo al trabajo y

maquinaria empleada.

EL LSER VERDE

El lser verde denominado as por generar una pequea dispersin de la luz que es

menor que el lser tradicional rojo, ha entrado a ser parte de los instrumentos de

rayos visibles y niveles de precisin, dedicados a la ubicacin de lneas,

alineamientos, determinacin de elevaciones y pendientes.


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SOFTWARE DE TOPOGRAFA

Antes de la aparicin del software, las tareas de recoleccin de informacin se

realizaban en carteras de trnsito, escritos y grficos manuales. Era un trabajo

dispendioso, que de acuerdo con el volumen del mismo poda ser varios das,meses o aos.


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TECNOLOGAS EN LA INFORMATICA

SOFTWARE

Antecedentes

La primera teora sobre el software fue propuesta por Alan Turing en su ensayo de

1935 sobre nmeros computables, con una aplicacin destinada a la toma de

decisiones. El trmino "software" fue utilizado por primera vez de forma escrita por

John W. Tukey en 1958. ] El estudio de los campos acadmicos sobre el software

se dividen en informtica y la ingeniera de software.

Como los programas cada vez entraban ms en el reino de firmware y el hardware

por si slo se haca ms pequeo, ms barato y ms rpido debido a la ley de

Moore, los elementos de la computacin que primero se consideraban software,pasan a ser hardware. La mayora de las compaas de hardware hoy en da tienen

ms programadores de software en nmina que diseadores de hardware, ya que

las herramientas de software han automatizado muchas de las tareas de los

ingenieros de circuitos. Al igual que la industria automotriz, la industria del software

ha crecido de unos pocos visionarios que operaban en su garaje con sus prototipos.

Steve Jobs y Bill Gates fueron los Henry Ford y Chevrolet Luis de sus tiempos. En

el caso del desarrollo de software, el despegue final es generalmente aceptado que

se produce con la publicacin en la dcada de 1980 de las especificaciones para el

IBM Personal Computer. Hoy su movimiento sera visto como un tipo de pblico-

sourcing.

Metodologa

Metodologa de desarrollo de software en ingeniera de software es un marco de

trabajo usado para estructurar, planificar y controlar el proceso de desarrollo en

sistemas de informacin.Con las especificaciones de software de cdigo abierto y la posibilidad de concesin

de licencias de software, nuevas oportunidades se levantaron de herramientas de

software que luego se convirtieron en el estndar de facto, como DOS para los

sistemas operativos, sino tambin diversos programas de procesamiento de texto y


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hojas de clculo. En un patrn de crecimiento similar, los mtodos de desarrollo de

propiedad se convirtieron en la metodologa estndar de desarrollo de software.

Tecnologa y avances

El software ha avanzado mucho en lo que concierne a los avances tecnolgicos de

control por gestos, comnmente estos se han diseado para la mayor cantidad de

videojuegos ya que utilizan una cmara como lector de movimientos.


En la actualidad, las soluciones computacionales o software son mltiples y sus

costos de implementacin mucho menores que en dcadas pasadas. Hoy, existe

incluso una gran variedad de software de cdigo abierto (open source software),

que pueden ser descargados en forma gratuita desde Internet y utilizados en los

procesos productivos sin ningn costo. Instaurar programas computacionales demanera sistemtica y estandarizada puede resultar clave para las organizaciones.

Y por ello, la Ingeniera de Software se convierte en un socio estratgico al permitir

que las empresas no slo se vuelvan ms productivas, sino tambin ms eficientes

y competitivas. Esto, porque provee soluciones que apoyan los diferentes procesos

productivos de las compaas, alineadas con sus estrategias de negocios.


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El software educativo es un valioso medio para elevar la calidad de la clase tanto

en la enseanza universitaria como en otras educaciones. Es propsito de este

trabajo demostrar sus ventajas en el proceso de enseanza aprendizaje de la

universidad.


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HARDWARE

Antecedentes

Esta mquina electrnica fue desarrollada por la supervisin de John Presper y John

Willian Mauchly y constituyo las bases de la ENIAC que son las siglas en ingles deElectronic Numerical Integrador and Computer (Computador e integrador Numrico

Electrnico), que hizo su aparicin en 1946 en la Universidad de Pennsylvania.

La segunda Guerra Mundial Provoco gran inters en el desarrollo de las

computadoras, aparato totalmente electrnico del cmputo.

Las dimensiones eran impresionantes ocupaba una superficie de 167 m2y operaba

con un total de 17,468 vlvulas electrnicas o tubos de vaco. Fsicamente la Eniac

tena 17.468 tubos de vaco, 7.200 diodos de cristal, 70.000 resistencias, 10.000

condensadores y 5 millones de soldaduras.

Pesaba 27 tn, media 2,4 m x 0,9 x 30m: utilizaba 1.500 conmutadores

electromagnticos; requera de la operacin manual de unos 6.000 interruptores, ysu programa o software, cuando requera modificaciones tardaba semana de

instalacin manual. La clasificacin evolutiva del hardware del computador

electrnico est dividida en cuatro generaciones, donde cada una supone un cambio

tecnolgico muy notable.


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Metodologa

La metodologa del hardware libre posee tres procesos, en el de conceptualizacin

se busca delimitar los alcances que se quiere para el proyecto en estudio, en el

proceso de administracin se busca la planificacin para el diseo, fabricacin y

pruebas del dispositivo. Por ltimo el proceso de desarrollo en el cual se especifican

los pasos que en principio se deben cumplir, dependiendo de la naturaleza del

dispositivo.

Tecnologa y avances

Con el hardware topogrfico desde la aparicin de los primeros niveles electrnicos

y estaciones totales se inici un proceso de cambio en los equipos: reducen su

estructura interna mecnica para dar paso a circuitos integrados y a instrumentoscon mayor precisin y rapidez en el desarrollo de los trabajos.

En este punto, se presenta una descripcin de instrumentos digitales como son: el

nivel electrnico, las estaciones totales y robticas de ltima generacin;

igualmente, los sistemas de control automtico de maquinaria con lser

incorporado.


El desarrollo de la informtica se hizo presente con la evolucin fulgurante de

hardware, que permitan comenzar la gestin y tratamiento de la informacin

geoespacial a travs de los primeros sistemas, permitiendo explotar la componente

espacial en su forma atmica, es decir, una coordenada en X y Y poda ser

estructurada sobre primitivas (puntos, lneas y polgonos), dando vida a visualizar

vectores en forma lineal, figuras geomtricas.


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INTERNET

Antecedentes

El internet naci como muchas otras tecnologas, de las necesidades de defensa y

seguridad que en la poca de guerra fra disearon los Estados Unidos. En esaoportunidad, con el propsito de mantener la red de ordenadores en comunicacin

en caso de conflicto.

Posterior a las etapas de experimentacin y creacin del sistema, vino la expansin

a los centros universitarios y empresas privadas, que se interesaron por sus

ventajas, hasta que desemboc en la generalizacin de su empleo en diversos

sectores. La red est compuesta por millones de ordenadores en todo el mundo

conectados permanentemente.

Metodologa

Para la Geomtica, la internet se convierte en un vehculo que constantemente

transporta miles de geodatos, imgenes y palabras alrededor del mundo, con el

gran reto de lograr que dicha informacin pueda ser leda correctamente por los

usuarios.

Actualmente se sigue trabajando en superar estas barreras mediante la creacin de

infraestructuras de datos espaciales, que ofrezcan operabilidad, estndaresaceptables y reconocibles para una gran mayora.


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Tecnologa y avances

La tecnologa digital, junto a los desarrollos informticos, cambi radicalmente la

visin tradicional del concepto de informacin en las ciencias geogrficas. Su

acceso est mediado en gran porcentaje por la internet, el instrumento tecnolgico

de comunicacin de mayor importancia en la actualidad.


Los beneficios que esto traera en todos los sectores seran invaluables, ms si se

tiene en cuenta el ahorro en tiempo y recursos en la elaboracin de trabajos ya

existentes. Eso sera la consolidacin de la Geomtica.


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CONCLUSION

Atendiendo al objetivo principal de este trabajo, podemos decir que gracias a los

avances de las tecnologas geomticas se realizan trabajos especficos como

complemento hoy en da en el campo de la ingeniera.

Hoy en da, los modernos avances tecnolgicos en la geomtica son innumerables

ya que surgen a partir del desarrollo de tecnologa aplicada a la Geografa,

comprende un campo de actividades donde se integran de manera sistemtica

procesos, tcnicas y acciones para adquirir, almacenar y procesar datos

geogrficamente referenciados, para usos diversos con soporte tecnolgico.

Para lograr lo anterior, en un principio se tena un este pobre ejercicio del

conocimiento geogrfico y del potencial de su carcter cientfico de unos aos a la

fecha, ha venido cambiando y ha tomado como herramientas de apoyo los

adelantos tecnolgicos de la informtica. Hoy la ciencia geogrfica evoluciona y se

muestra en una faceta renovada llamada Geomtica.

Con apoyo de adelantos tecnolgicos hoy da, el estudio y anlisis de las

caractersticas geogrficas de un territorio, es posible, con precisin y detalle; entre

estos adelantos tecnolgicos tenemos: la tecnologa SAR, la fotogrametra digital,

posicionamiento con GPS, la cartografa digital, el hardware, el software, entre

muchos otros avances.

Hoy como nunca la perspectiva integral y la correlacin de elementos bsicos para

el anlisis territorial permiten tomar decisiones acertadas, gracias a los principios de

la ciencia geogrfica y de la tecnologa aplicada al territorio; es decir, a la

Geomtica.

Finalmente, podemos decir que gracias a los avances tecnolgicos relacionados a

la Geomtica se puede interpretar de una mejor manera los proyectos que hoy en

da forman parte para el crecimiento de nuestro pas, y con el paso del tiempo con

la llegada de nuevas tecnologas estas facilitaran an mas el trabajo de quienes la

utilizan como beneficio para el desarrollo y evolucin de innumerables proyectos de

construccin.


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BIBLIOGRAFIA

- Libro de Geomtica: Tecnologa de Punta primera Edicin

- http://www.topoequipos.com

- Coppock, J.T. and Rhind,D.W. (1991) The History of GIS en Maguire, D.J.;Goodchild, M.F. and Rhind

- D.W. (Eds.) Geographical Information Systems: Principles and Applications

John Wiley & sons pp.

- Longley,P.A.; Goodchild, M.F.; Maguire, D.J.; and Rhind, D.W. (2001)

Geographic Information Systems

- http://universo.iaa.es/php/980-interferometria-deteccion-exoplanetas.htm

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