PLANTEAMIENTO DE PASANTIAS EN ORIGENES CARTOGRAFICOS DEL INSTITUTO GEOGRAFICO AGUSTIN CODAZZI

NATALIA VIVIANA SALAMANCA GONZALEZ

UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSE DE CALDAS FACULTAD DE MEDIO AMBIENTE Y RECURSOS NATURALES

INGENIERIA TOPOGRAFICA BOGOTA D.C

2017

PLANTEAMIENTO DE PASANTIA EN ORIGENES CARTOGRAFICOS DEL INSTITUTO GEOGRAFICO AGUSTIN CODAZZI

NATALIA VIVIANA SALAMANCA GONZALEZ CODIGO. 20132032251

PROYECTO DE PASANTIA PARA OPTAR AL TITULO DE INGENIERA TOPOGRAFICA

DIRECTOR INTERNO WILLIAM ANDRES CASTRO LOPEZ

DOCENTE DIRECTOR Dr. EN CIENCIAS-FISICA

DIRECTOR EXTERNO JOSE RICARDO GUEVARA LIMA DIRECTOR DESIGNADO IGAC

COORDINADOR GIT GEODESIA

UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSE DE CALDAS FACULTAD DE MEDIO AMBIENTE Y RECURSOS NATURALES

INGENIERIA TOPOGRAFICA BOGOTA D.C

2017

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CONTENIDO

LISTA DE ILUSTRACIONES...........................................................................................................5

LISTA DE GRAFICAS ......................................................................................................................6

INTRODUCCION ..............................................................................................................................7

1. ANTECEDENTES .....................................................................................................................8

2. DESCRIPCION DEL PROBLEMA ..........................................................................................9

3. OBJETIVOS ............................................................................................................................ 10

3.1. OBJETIVO GENERAL ................................................................................................... 10

3.2. OBJETIVOS ESPECIFICOS ........................................................................................ 10

4. MARCO CONCEPTUAL ....................................................................................................... 11

4.1. Sistema de Referencia ................................................................................................. 11

4.2. Marco de Referencia ..................................................................................................... 11

4.3. Datúm geodésico ........................................................................................................... 12

4.4. SIRGAS: Sistema de Referencia Geocéntrico para las Américas. ........................ 12

4.5. MAGNA –SIRGAS ......................................................................................................... 13

4.6. Sistema Geodésico Local: Datúm Bogotá .................................................................. 14

4.7. Normas técnicas o relacionadas para definir orígenes cartesianos ....................... 16

4.8. Recomendaciones para definir orígenes cartesianos .............................................. 16

5. DISEÑO METODOLOGICO ................................................................................................. 17

5.1. Etapa de Revisión .......................................................................................................... 17

5.2. Etapa de Control de calidad de la información recibida ........................................... 17

5.3. Etapa de verificación y análisis .................................................................................... 17

5.4. Etapa de documentación .............................................................................................. 17

5.5. Etapa de entregas .......................................................................................................... 17

6. RESULTADOS OBTENIDOS ............................................................................................... 18

6.1. Etapa de revisión ............................................................................................................ 18

6.2. Etapa de control de calidad de la información recibida ............................................ 18

6.3. Etapa de verificación y análisis .................................................................................... 19

4

6.4. Etapa de documentación .............................................................................................. 21

7. ANALISIS DE LOS RESULTADOS OBTENIDOS ............................................................ 22

8. EVALUACION Y CUMPLIMIENTO DE LOS OBJETIVOS .............................................. 28

5

LISTA DE ILUSTRACIONES

Ilustración 1 Certificado Origen Cartesiano ........................................................... 19

Ilustración 2. Origen Cartesiano en datum Bogota ................................................ 20

Ilustración 3. Origen Cartesiano proyectado en coordenas planas locales ............ 22

Ilustración 4. Calculo de coordenadas en programa Magna Pro 3 ........................ 23

Ilustración 5. Origen cartesiano del municipio de Villavicencio .............................. 23

Ilustración 6. Calculo de coordenadas municipio de Villavicenciot en Magna Pro 3

............................................................................................................................... 24

Ilustración 7. Origen cartesiano del municipio de El Peñon ................................... 24

Ilustración 8. Calculo de coordenadas del municipio de El Peñon en Magna Pro 3

............................................................................................................................... 25

6

LISTA DE GRAFICAS

Grafica 1. Origenes en datum Bogota .................................................................... 26

Grafica 2. Diferencia calculdad a partir de Magna Pro 3 vs. evidencias ................ 27

7

INTRODUCCION

Métodos topográficos tradicionales permitieron materializar puntos geodésicos de la antigua red ARENA (Antigua Red Nacional), red geodésica de control horizontal adoptada en el año 1941, y que sirvió de apoyo para establecer vértices de segundo y tercer orden. Este antiguo Datúm Bogotá al ser un datúm local y no geocéntrico, presenta un error sistemático de aproximadamente 259m de desplazamiento del geocéntrico. Además de ser un datúm biaxial y determinar la altura de los puntos de manera independiente. Dada la necesidad de establecer un sistema de referencia global y geocéntrico, que permitiera georreferenciar puntos sobre la superficie con precisión y que se asociara a los sistemas globales de posicionamiento, el Instituto Geográfico Agustín Codazzi (IGAC), “organismo encargado de determinar, establecer, mantener y proporcionar los sistemas oficiales de referencia geodésico, gravimétrico y magnético”1, inicio a partir de las estaciones SIRGAS densificadas en el continente Americano, la determinación de la red básica GPS, denominada MAGNA (Marco Geocéntrico Nacional de Referencia). De esta manera, los puntos materializados se encuentran definidos en un sistema de referencia geocéntrico, y permitirá que el IGAC proporcione información de las estaciones GPS de funcionamiento continuo, a consumidores de información georeferenciada en el país. Dicha información, requiere de un previo tratamiento en el que se consideren fases de revisión, control de calidad, verificación y documentación de las mismas. Y en el cual se tengan en cuenta el uso lineamientos y normatividad del instituto para cumplir con los requerimientos de calidad y precisión de los productos cartográficos y geográficos. Por lo anterior, se hace necesario estructurar la información cartográfica y geográfica obtenida por Instituto Geográfico Agustín Codazzi. La estructuración de la información cartográfica y geográfica se realizara en un grupo de trabajo constituido por pasantes de Ingeniería Topográfica de la Universidad Distrital Francisco José de Caldas. Los cuales, se encargaran de realizar las funciones anteriormente mencionadas y prestar apoyo a la subdirección de cartografía y geografía del IGAC. 1 IGAC. Tipos de Coordenadas manejados en Colombia. Bogotá. 2004, p.5.

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1. ANTECEDENTES

El Instituto Geográfico Agustín Codazzi como organismo del Gobierno Nacional encargado de producir, analizar y divulgar la información georeferenciada, durante su historia ha venido proporcionando información geodésica para la ubicación y representación cartográfica de los diversos rasgos topográficos del territorio Colombiano2. Para esto, en 1941 adopto la plataforma de referencia nacional, cuyo punto datúm se localizo en el Observatorio Astronómico de Bogotá. A partir de esta plataforma de referencia y bajo el datúm Bogotá, el Instituto Geográfico Agustín Codazzi estableció la red geodésica de control horizontal para Colombia (ARENA: Antigua Red Nacional) que permitió generar durante muchos años productos e insumos cartográficos. Sin embargo, el desarrollo de nuevas tecnologías espaciales y generación de abundante información, y la incompatibilidad de la red Arena con estas tecnologías hicieron que se adoptara uno nuevo.

2 IGAC. Adopción del Marco Geocéntrico Nacional de Referencia MAGNA-SIRGAS como datúm oficial de

Colombia. 2004. Recuperado de http://www.igac.gov.co/wps/wcm/connect/4b831c00469f7616afeebf923ecdf8fe/adopcion.pdf?MOD=AJPERES. Consultado en Diciembre de 2016.

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2. DESCRIPCION DEL PROBLEMA

La definición de la red geodésica secundaria y terciaria en Colombia, se hacía bajo el antiguo Datúm Bogotá, que por sus características presenta un error sistemático de aproximadamente 259 m. A partir del 2004, el IGAC adopto el nuevo sistema de referencia Magna Sirgas. Sin embargo, dicha migración no se ha hecho en su totalidad y aun hay información que se encuentra en el antiguo Datúm. Dicha información se encuentra de forma análoga y alguna ya en digital en la base de datos y archivos del Instituto Geográfico Agustín Codazzi. El problema radica en la necesidad de revisar y unificar la información, de tal manera que el Instituto pueda suministrar información acorde a los nuevos parámetros del nuevo sistema de referencia, minimizar errores en la cartografía y productos asociados a información georeferenciada y que el usuario final se acoja a estas nuevas disposiciones y los productos finales se hagan con especificaciónes técnicas y precisiones apegado a las nuevas tecnologías de posicionamiento.

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3. OBJETIVOS

3.1. OBJETIVO GENERAL

Apoyar a la Subdirección de Geografía y Cartografía en el proceso de documentar, revisar, ajustar e ingresar a la base de datos los orígenes cartográficos realizados por el Grupo Interno de Trabajo de Geodesia, dentro del tiempo de la pasantía.

3.2. OBJETIVOS ESPECIFICOS

Conocer y aplicar lo establecido en metodologías del IGAC, en los procedimientos documentales (manuales, instructivos, guías) dentro del proceso de apoyo a la revisión de los levantamientos topográficos

Documentar el proceso de generación de orígenes cartográficos.

Revisar los orígenes cartográficos existentes de acuerdo con el procedimiento establecido.

Generar alarmas de ser requerido sobre la información una vez realizado el análisis de los datos y documentarlas.

Consolidar la información en una base de datos aprobada por el GIT de Geodesia.

Levantar los orígenes utilizados para la generación de la cartografía generada por el IGAC y su respectiva documentación.

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4. MARCO CONCEPTUAL

4.1. Sistema de Referencia

Un sistema de referencia se define como el conjunto de convenciones y conceptos teóricos adecuadamente modelados que permiten definir, en cualquier momento, la orientación, ubicación y escala de tres coordenadas [X, Y, Z]. Si el origen de coordenadas [X=0, Y=0, Z=0] coincide con el centro de la tierra se denomina sistema de referencia geocéntrico global, en caso contrario se habla de sistema de referencia local. El sistema de referencia global utilizado en Geodesia es el definido por el Servicio Internacional de Rotación Terrestre y sistemas de Referencia (IERS: International Earth Rotation and Reference Systems Service) de la Asociación Internacional de Geodesia (IAG) y la Unión Internacional de Astronomía (IAU). Su acrónimo ITRS (International Terrestrial Reference System). Este es un sistema geocéntrico (su origen de coordenadas [X, Y, Z] coincide con el centro de masas terrestre, incluyendo atmosfera y océanos), su tiempo corresponde con el tiempo geocéntrico coordinado (TCG: Geocentric Coordinate Time) y no presenta residuales en la rotación con respecto a los movimientos horizontales de la corteza terrestre. Su eje Z coincide con el eje medio de rotación terrestre, el eje X esta sobre el plano medio ecuatorial y su dirección apunta al meridiano de Greenwich, el eje Y también está sobre el plano ecuatorial y forma un sistema de mano derecha. En Colombia, el sistema global ITRS es materializado por MAGNA-SIRGAS, mientras que el sistema local de referencia está dado por el Datúm Bogotá, cuyo desplazamiento con respecto al geocéntrico alcanza, aproximadamente, 500 m3.

4.2. Marco de Referencia

Un marco de referencia es la red de precisión máxima que materializa un sistema de referencia. Está conformado por un conjunto de puntos, cuyas coordenadas han sido definidas sobre el sistema de referencia que materializa. En este sentido, red y marco de referencia son sinónimos. La realización del ITRS (International Terrestrial Reference System) es el Marco Internacional de Referencia Terrestre (ITRF: International Terrestrial Reference Frame), el cual está conformado por las coordenadas cartesianas geocéntricas [X, Y, Z] y las velocidades [VX, VY, VZ] de un conjunto de estaciones observadas con técnicas geodésicas espaciales. Sus unidades están expresadas en el Sistema Internacional – SI-. Los últimos dígitos indican la época de referencia para la cual son válidas sus coordenadas. En la actualidad existen: ITRF88, ITRF89, ITRF90, ITRF91, ITRF92, ITRF93, ITRF94, ITRF96, ITRF97, ITRF2000, ITRF2005, ITRF20084.

3 IGAC. Información Geodésica. Bogotá. 2016

4 Ibid.

12

4.3. Datúm geodésico

Un datúm geodésico define la orientación y ubicación del elipsoide asociado a un sistema coordenado [X, Y, Z]; si este es geocéntrico se tendrá un Datúm Geodésico Geocéntrico o Global; si es local se tendrá un Datúm Geodésico Local. Estos últimos también se conocen como Datúm Horizontales, dado que la determinación de la altura (H) de los puntos es independiente de sus coordenadas horizontales (ϕ, λ). Un datúm geodésico geocéntrico permite establecer las coordenadas para un punto con respeto a la misma superficie de referencia: el elipsoide. En estos, la tercera coordenada se conoce como altura geodésica o elipsoide (h). En Colombia, el datúm geodésico geocéntrico o global está dado por Elipsoide GRS80 (Geodetic Reference System 1980) definido y adoptado por la Unión Internacional de Geodesia y Geofísica (IUGG) en 1980 (a=6 378 137 m, f= 1/298,257 222 101). Este es el elipsoide asociado al ITRS y por tanto, a SIRGAS y a MAGNA-SIRGAS. En el caso del datúm local, corresponde con el Datúm BOGOTÁ, cuyo elipsoide asociado es el Internacional o de Hayford (a=6 378 388m, f= 1 /297)5.

4.4. SIRGAS: Sistema de Referencia Geocéntrico para las Américas.

Es una red de estaciones GPS de alta precisión con la densidad suficiente de puntos para el cubrimiento homogéneo de la zona y además, garantizar la participación de cada uno de los países de esta parte del continente. De esta forma surge el proyecto SIRGAS (Sistema de Referencia Geocéntrico para América del Sur)6. Las labores desempeñadas inicialmente durante el proyecto SIRGAS se clasificaron en dos grupos de trabajo, Grupo I: Sistema de Referencia (GTI), cuyo objetivo principal era la definición del sistema geodésico de referencia para América del Sur y el establecimiento y mantenimiento del marco de referencia (red de estaciones GPS de alta precisión). El Grupo II: Datúm Geocéntrico (GTII), se encargó de establecer un datúm geocéntrico mediante la extensión de la red GPS SIRGAS a través de la integración de las redes geodésicas nacionales de cada uno de los países suramericanos. Para el efecto, se acordó utilizar como datúm geocéntrico un sistema de ejes coordenados basado en el sistema de

5 IGAC. Información Geodésica. Bogotá. 2016

6 IGAC. SIRGAS: Sistema de Referencia Geocéntrico para las Américas. En: Mejora de los Sistemas

del Territorio Colombiano. Riohacha: 2007. P. 29.

13

referencia7SIRGAS, equivalente al ITRF94, y con los parámetros del elipsoide GRS80 (Geodetic Reference System, 1980)6. El sistema SIRGAS es, hoy por hoy, el resultado de la conjunción de esfuerzos internacionales en una gran cantidad de factores que lo ubican en el primer lugar de la lista de sistemas de referencia regionales. Su estructura, consistencia, precisión y exactitud lo clasifican en el ejemplo a seguir y se constituye en el fundamento básico para el avance de los sistemas de referencia nacionales en América. Por esta razón, la ONU en su Séptima Conferencia Cartográfica para las Américas (Nueva York, enero de 2001) recomendó la adopción de SIRGAS como sistema de referencia oficial para todos los países de América8.

4.5. MAGNA –SIRGAS

En Colombia, el Instituto Geográfico Agustín Codazzi, organismo nacional encargado de determinar, establecer, mantener y proporcionar los sistemas de referencia geodésico, gravimétrico y magnético (Decretos No. 2113/1992 y 208/2004), inició a partir de las estaciones SIRGAS, la determinación de la Red Básica GPS, denominada MAGNA (Marco Geocéntrico Nacional de Referencia), que por estar referida a SIRGAS, se denomina convencionalmente MAGNA-SIRGAS. Ésta se halla conformada por 60 estaciones GPS de cubrimiento nacional de las cuales, 8 son vértices SIRGAS y 16 corresponden con la red geodinámica CASA. (Central and South American geodynamics network) Éstos fueron determinados durante los años 1994, 1995 y 1997 con el propósito de suministrar una plataforma confiable a los productores y usuarios de información georeferenciada en el país. Dentro de este marco, uno de los objetivos principales en el procesamiento de los datos GPS fue su integración al Sistema de Referencia Geocéntrico, definido por el Marco Internacional de Referencia Terrestre (ITRF), a través de su vinculación con el Sistema SIRGAS, es decir, con el ITRF94 época 1995.49. Esta integración garantiza que las coordenadas de la red básica nacional estén definidas sobre el mismo sistema que sirve como base para el cálculo de las

7 IGAC. SIRGAS: Sistema de Referencia Geocéntrico para las Américas. En: Mejora de los Sistemas

del Territorio Colombiano. Riohacha: 2007. P. 29.

8 Ibid. P. 29.

9 IGAC. MAGNA-SIRGAS. En: Mejora de los Sistemas del Territorio Colombiano. Riohacha: 2007. P.

29-30.

14

órbitas de los satélites GPS, que son distribuidas en el ámbito mundial por el Servicio Internacional GPS (IGS: International GPS Service). De esta manera, los vértices MAGNA-SIRGAS son utilizados como puntos de empalme (estaciones fiducíales) y sus coordenadas, junto con las efemérides del IGS, permiten obtener posiciones geodésicas referidas al ITRF vigente, el cual a su vez, coincide con la nueva definición del WGS84 (G1150), introducida a partir del 1 de enero de 200010. De otro lado, además de los propósitos científicos considerados en el diseño y ejecución del sistema de referencia MAGNA-SIRGAS, su aplicabilidad práctica radica en su utilización por parte de los generadores y consumidores de información georeferenciada en el país11. Para el efecto, el IGAC proporciona la información de las estaciones GPS de rastreo continuo a sus usuarios, de modo que operen como estación base en los levantamientos GPS diferenciales y extiende la Red Básica GPS mediante su densificación, incluyendo aquellos proyectos geodésicos que buscan proporcionar redes regionales de referencia y que son desarrollados bajo las especificaciones para el establecimiento de redes geodésicas elaborado por el IGAC. Dentro de estas redes regionales pueden citarse el Proyecto Aeronáutica Civil, Red Geodésica del Quindío, Red Geodésica del Área Metropolitana de Pereira, Red Geodésica de Medellín, Proyecto Catastro Distrital -Bogotá, proyectos de georeferenciación para compañías petroleras, etc.12.

4.6. Sistema Geodésico Local: Datúm Bogotá

Antes de la definición del Sistema MAGNA-SIRGAS, la plataforma de referencia nacional estaba constituida por un datúm geodésico horizontal, adoptado en 1941, cuyo elipsoide asociado corresponde con el Internacional de 1924 y cuyo punto datúm se localizó en el Observatorio Astronómico de Bogotá, de aquí su nombre13.

10 IGAC. MAGNA-SIRGAS. En: Mejora de los Sistemas del Territorio Colombiano. Riohacha: 2007. P.

30.

11

Ibid. P. 31. 12

Ibid. P. 31. 13 IGAC. Sistema Geodésico Local: Datúm Bogotá. En: Mejora de los Sistemas del Territorio

Colombiano. Riohacha: 2007. P. 31.

15

A partir de este marco, el IGAC inició hace 60 años el establecimiento de la red geodésica de control horizontal (ARENA: Antigua Red Nacional), la cual está conformada por cerca de once mil puntos, que constituyen los vértices geodésicos de primer, segundo y tercer orden. La red de primer orden fue determinada mediante arcos de triangulación distribuidos sobre las cumbres más prominentes del territorio nacional y fueron ajustados a partir de 33 estaciones astronómicas. La red de primer orden dio apoyo a los vértices de segundo orden y estos a su vez a los de tercer orden, empleando métodos topográficos de precisión (triangulación, bisección, trilateriación y poligonación) para su determinación. Sin duda el Datúm BOGOTÁ y su red ARENA constituyeron una obra de excelente calidad. De hecho, gracias a ellos actualmente se cuenta con un cubrimiento nacional de planchas topográficas que han sido herramienta básica para el diseño de planes y programas comprometidos con el desarrollo del país. No obstante, debido a las desventajas de las técnicas geodésicas clásicas en relación con las tecnologías modernas, éstos presentan ciertas incompatibilidades con el usuario de GPS, las cuales pueden resumirse en14:

El Datúm BOGOTÁ materializa al ITRS con un error sistemático de aproximadamente 250 m ya que su origen se encuentra desplazado del geocéntro 530 m. Esto significa que las posiciones definidas sobre el Datúm BOGOTÁ aparecen desplazadas en una cantidad similar con respecto a las posiciones definidas sobre MAGNA-SIRGAS.

El error relativo de la red ARENA varía de acuerdo con la región del país, lo que no permite un control apropiado para levantamientos GPS precisos.

A diferencia de MAGNA-SIRGAS, que es un sistema de referencia tridimensional, el Datúm BOGOTÁ es un marco bidimensional en el que se dispone de coordenadas curvilíneas y altura sobre el nivel medio del mar. No se conoce la altura con respecto al elipsoide. (Altura elipsoidal o geodésica).

Estas circunstancias hacen que el Datúm BOGOTÁ y su red asociada ARENA entren necesariamente en desuso y que sean reemplazados en el desarrollo de aplicaciones prácticas por el sistema MAGNA-SIRGAS. No obstante, los datos espaciales (análogos y digitales) vinculados al Datúm BOGOTÁ deben ser migrados a MAGNA-SIRGAS. Para el efecto, el IGAC promueve la adopción y utilización de los parámetros oficiales de transformación, los cuales garantizan homogeneidad en la actualización de la información coordenada existente en Colombia15.

14

IGAC. Sistema Geodésico Local: Datúm Bogotá. En: Mejora de los Sistemas del Territorio Colombiano. Riohacha: 2007. P. 31. 15

Ibid. P. 32.

16

4.7. Normas técnicas o relacionadas para definir orígenes cartesianos

El Instituto Geográfico Agustín Codazzi Establece los lineamientos para generar, definir, certificar y publicar las coordenadas geográficas y planas en el sistema de referencia MAGNA SIRGAS para los orígenes planos cartesianos, que son el insumo base para la construcción de las proyecciones cartográficas locales y a su vez son los modelos cartográficos que cumplen con las precisiones requeridas. De tal manera, plantea una guía metodológica y Normas técnicas para su definición16:

Resolución 068 de enero 28 de 2005 por la cual se adopta como único Datúm oficial de Colombia el Marco Geocéntrico Nacional de Referencia: Magna Sirgas.

Estándar nacional de precisión de datos espaciales (Comité Técnico 0028).

Resoluciones Técnicas y estándares de la Asociación Internacional de Geodesia (IAG: International Association of Geodesy).

Resoluciones técnicas y estándares del comité SIRGAS (Sistema de Referencia Geocéntrico para las Américas).

Resoluciones técnicas y estándares del Servicio Internacional GPS (IGS: International GPS Service)

Resoluciones técnicas, estándares y convenciones del Servicio Internacional de Rotación Terrestre y Sistemas de Referencia (IERS: International Earth Rotation and Reference Systems Service).

4.8. Recomendaciones para definir orígenes cartesianos

El IGAC a través de esta guía también proporciona algunas recomendaciones a profesionales en la definición de orígenes cartesianos17.

Revisar la base de datos del sistema GEOCARTO, antes de definir un origen plano cartesiano, para verificar si el origen ya fue creado.

Verificar al momento de realizar los cálculos, que los orígenes planos cartesianos estén vinculados al sistema oficial de referencia nacional MAGNA SIRGAS

Tener presente que un origen plano cartesiano tiene un área de influencia máxima de 20km, después de los 20km de proyección sufre deformaciones que afectan la propiedad de conformidad. Un origen plano cartesiano tiene una diferencia máxima de altura de 250 metros, después de esta altura la proyección sufre deformaciones que afectan la propiedad de conformidad.

16

IGAC. Definición de orígenes planos cartesianos. 2014. P. 1. 17

IGAC. Definición de orígenes planos cartesianos. 2014. P. 2.

17

5. DISEÑO METODOLOGICO

La metodología a desarrollar durante la pasantía se enuncia en las siguientes etapas en las cuales se estipulan las distintas actividades para cada una.

5.1. Etapa de Revisión

Identificación de los orígenes cartesianos utilizados para la generación de los diferentes productos generados por el instituto.

Organizar según las pautas estandarizadas por el IGAC

5.2. Etapa de Control de calidad de la información recibida

los orígenes cartográficos existentes por ubicación geográfica

usos de los orígenes cartográficos

registro de orígenes en las bases de datos actuales de acuerdo a estándares

verificar que los orígenes publicados correspondan con la información existente

5.3. Etapa de verificación y análisis

verificar los parámetros de cálculo utilizados

analizar los casos de inconsistencias identificados y dar solución

ajustar los orígenes cartográficos que no cumplan con los estándares

cargar en la base de datos del GIT Geodesia la información de los orígenes cartográficos

5.4. Etapa de documentación

documentar la obtención de los orígenes cartográficos revisados.

La información se organiza de acuerdo a la estructura digital planteada por el GIT Geodesia

5.5. Etapa de entregas

Documento con análisis de orígenes cartográficos

Base de datos actualizada

Informe ejecutivo que contenga antecedentes, diagnostico, productos obtenidos, acciones de mejora , recomendaciones y conclusiones del proceso en el que se desarrollo el apoyo

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6. RESULTADOS OBTENIDOS

6.1. Etapa de revisión

Se identificaron los orígenes cartesianos a partir de documentación proporcionada por el GIT Geodesia del Instituto Geográfico Agustín Codazzi. Revisando de acuerdo a especificaciones técnicas dadas por el instituto lo siguiente:

lugar (Departamento, municipio, centro poblado) al cual pertenece

año en el cual se definió el origen

coordenadas elipsoidales ya sea en MAGNA SIRGAS, o en datúm Bogotá

coordenadas planas asignadas para cada uno de los orígenes

plano de proyección, es decir, altura medida sobre el nivel medio del mar. Cabe resaltar, y de acuerdo a la revisión que se hizo a la documentación, se obtuvieron distintos tipos de documentos que permitirían realizar todo el proceso y cumplir con la metodología proyectada por el GIT Geodesia. Tales fueron:

Certificación de origen

Postproceso del origen usado

Tabla de coordenadas

Datos de nivel Se organizaron los orígenes en archivos pdf, de acuerdo a pautas estandarizadas por el IGAC, con el nombre del departamento, nombre del municipio, año en que se realizo el origen y numero de carpeta en el cual este se encontró. De tal manera, que pudiera ingresarse fácilmente los orígenes a la base de datos del GIT Geodesia.

6.2. Etapa de control de calidad de la información recibida

Se realizo un control de calidad de cada uno de los orígenes recibidos, estructurando la información y la base de datos del GIT Geodesia, de acuerdo a estándares. Se organizaron por departamentos y municipios, teniendo en cuenta, que de un solo municipio o centro poblado podría haber más de un origen, se verificaba el año en que este se realizo para así poder ingresarlo a la base de datos.

El uso de los orígenes definidos en el Instituto Geográfico Agustín Codazzi, en el área de Geodesia, han permitido desarrollar cartografía de centros urbanos a escalas grandes (1:1000 a 1:5000). De tal manera, se reviso el método usado para generar cada uno: Centroide del área Urbana, Punto Geodésico, intersección entre el meridiano y el paralelo de coordenadas entre otros. De tal

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manera, que se pudieran subir a GEOCARTO y a su vez conocer si estos ya estaban cargados en la base de datos y su información proporcionada era la correcta y estaba ceñida a las especificaciones técnicas que dicta el IGAC.

6.3. Etapa de verificación y análisis

Se verificaron cada uno de los orígenes proporcionados por GIT Geodésica, los parámetros usados para el cálculo de sus coordenadas y el método usado para establecerlos. Se hallaron muchos orígenes en las siguientes condiciones:

1. no se encontraban calculados en MAGNA SIRGAS sino que aun se encontraban en datúm Bogotá. Calculados con parámetros distintos y con estándares de calidad menores.

Ilustración 1 Certificado Origen Cartesiano

20

2. La mayoría de los municipios contaban con orígenes calculados en distintos años, pero del mismo punto geodésico o centroide de área.

3. Se encontraron orígenes los cuales se proyectaron como locales en datúm

Bogotá, para mejor entendimiento del usuario final de la información proporcionada en este.

Ilustración 2. Origen Cartesiano en datúm Bogotá

4. Como se menciona en el punto 1, aun se encuentran orígenes en datúm Bogotá, especialmente los calculados años antes del 2005.

Los orígenes en los cuales sus coordenadas planas se encontraban calculadas en el antiguo datúm Bogotá, fueron verificados en la documentación del GIT Geodesia, y bajo la guía del profesional asignado. Con el fin de encontrar las coordenadas en WGS84, ya que para cualquier proceso cartográfico se requiere que esté vinculado a los nuevos estándares y parámetros globales de posicionamiento.

Tanto los orígenes que se encontraban calculados en el datúm Bogotá, como los que ya estaban calculados en Magna Sirgas, fueron revisados usando el software Magna Pro 3 proporcionado por el IGAC, con el fin de mantener la precisión requerida de estos y la confiabilidad al momento de ingresarlos en GEOCARTO y proporcionarlas al usuario final.

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El instituto Geográfico Agustín Codazzi es la entidad encargada de proporcionar información geodésica, gravimétrica y magnética actualizada para la elaboración de cartografía a escalas grandes de los centros urbanos, por eso se revisaron y corrigieron los orígenes que no cumplían con los estándares, tales como ajustarse al sistema de referencia MAGNA SIRGAS, cumplir con especificaciones de precisión entre otras. Tal información será proporcionada a los usuarios finales en la base de datos GEOCARTO.

6.4. Etapa de documentación

Siguiendo los parámetros y estándares de organización de los orígenes cartesianos, proporcionados por el GIT Geodesia, y siguiendo el plan de trabajo planteado por esta área, se documentaron los orígenes usando el software Excel. Tal estructura es usada por el área para permitir el mejor manejo y corrección en cualquier momento de los estudiantes que realizan la pasantía sobre los orígenes. La información extraída y organizada de los orígenes fue ingresada a la base de datos de Excel, consignando en esta información relevante como: 1. Departamento del origen cartesiano 2. Municipio del origen cartesiano 3. Nombre del origen 4. Año en que se realizo 5. Carpeta en el cual se encuentra el origen 6. Coordenadas MAGNA SIRGAS de encontrarse el origen en este sistema de

referencia 7. Coordenadas en datúm Bogotá de encontrarse el origen en este sistema 8. Plano de proyección en cualquiera de los dos datúm 9. Descripción del origen 10. Persona que elaboro e ingreso la información del origen 11. Estado en el que se encuentra el origen 12. Coordenadas proporcionadas por el software MAGNA PRO 3 Tal estructura permitió revisar y hacerle un control de calidad a cada uno de los orígenes de tal manera que se pudiera corregir inconsistencias, y consultar documentación en físico y en red con la que cuenta el GIT Geodesia de proyectos realizados que cuentan con orígenes. Además, permitirá cruzar información y verificar en GEOCARTO si los orígenes se encuentran o no en la base de datos, para ingresar los que falten.

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7. ANALISIS DE LOS RESULTADOS OBTENIDOS

1. La verificación de cada uno de los orígenes, permitió identificar inicialmente

bajo que datúm este estaba calculado. Determinando si era necesario o no ajustarlo a los lineamientos del GIT Geodesia para subirlos a la base de datos. Dicha verificación fue hecha con la guía de profesional encargado para cumplir con la metodología propuesta durante la pasantía, además de usar el software Magna Pro 3.

Ilustración 3. Origen Cartesiano proyectado en coordenadas planas locales

Para este certificado del origen en el municipio de San Jacinto en el departamento de Bolívar, se verificaron sus coordenadas en Magna Pro 3, encontrando que este se calculo en datúm Bogotá y fueron proyectadas a coordenadas planas locales. De acuerdo a la explicación dada por el profesional asignado del GIT Geodesia con experiencia en el tema, la mayoría de las veces a las coordenadas transformadas se le restaban una cantidad indeterminada del orden de 1´000.000, 900.000, 500.000; con el fin que el usuario final de la información proporcionada pudiera ser entendida más fácilmente. Es decir, eran tomados como orígenes locales. De tal manera y para el ejemplo de este origen, se puede observar que las coordenadas planas de Gauss krueger varían en la Norte 1´500.000m y en las Este 800.000m. Esta verificación y análisis se hizo con cada uno de los orígenes.

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Ilustración 4. Calculo de coordenadas en programa Magna Pro 3

El resultado de realizar esta verificación, fue hallar en cada uno de los orígenes la diferencia en coordenadas que los certificados, tablas de coordenadas y postprocesos arrojaban. Frente a lo que el software Magna Pro 3 calculaba. Permitiendo encontrar diferencias demasiado elevadas o no exactas con el fin de determinar:

Si el origen estaba mal calculado

Ilustración 5. Origen cartesiano del municipio de Villavicencio

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Ilustración 6. Calculo de coordenadas municipio de Villavicencio en Magna Pro 3

Para el caso de este origen del municipio de Villavicencio, se puede observar lo mencionado, y es el registro de varios orígenes calculados de un mismo punto GPS pero en diferente año, mal calculado. La mayoría de los orígenes cuentan con certificados calculados en diferentes años, pero algunos, eran calculados ya sea del centroide de área del municipio y otros de otros años de puntos GPS.

Si estaba calculado en MAGNA SIRGAS

Ilustración 7. Origen cartesiano del municipio de El Peñón

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Ilustración 8. Calculo de coordenadas del municipio de El Peñón en Magna Pro 3

Si se encontraba calculado en el datúm Bogotá Teniendo en cuenta que a partir de enero de 2004 se adopto el sistema de referencia Magna Sirgas para Colombia, y que el cálculo de las coordenadas antes de este año fueron calculadas en el antiguo datúm Bogotá. Se pudo verificar que aquellos orígenes que se habían calculado antes de este año, tenían coordenadas WGS84, habían sido transformadas al datúm Bogotá que era el sistema de referencia oficial que se manejaba y se encontraban en la documentación del GIT Geodesia del Instituto. Como se menciono anteriormente, de acuerdo a los lineamientos establecidos por el GIT Geodesia los orígenes fueron luego de su revisión y control de calidad, ingresados en una base de datos de Excel, para poder manipular y analizar más fácilmente la información de estos. Uno de los análisis que se puede extraer de la información ingresada en la base de datos de Excel, es el porcentaje de orígenes que aun se encuentran calculados en el datúm Bogotá.

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Grafica 1. Orígenes en datúm Bogotá

De acuerdo al grafico, se puede concluir que del total de orígenes ingresados los cuales fueron 1140, un 19,94%. Es decir, 284 de estos orígenes se encuentran aun en datúm Bogotá. El siguiente gráficos permite analizar el porcentaje de orígenes que al ser calculado en el software Magna Pro 3 frente a los calculados en certificados, tabla de coordenadas o postprocesos; su diferencia al restarlos dio 0. Tal verificación, fue importante para generar un control de calidad de los orígenes pero sobre todo, hallar diferencias elevadas o extrañas en cada uno de estos, con el fin de corregir tales errores y proporcionar información verídica. En el grafico, se puede observar que del total de orígenes calculados con el software Magna Pro 3 los cuales fueron 941, un 40% de estos dio 0 en la diferencia calculada entre los datos aportados por los certificados u otras evidencias frente a los arrojados por el Magna. Es decir, 632 orígenes no presentaron inconvenientes en su comprobación.

80,06%

19,94%

ORIGENES EN DATUM BOGOTA

ToTal Origenes

Origenes en Datum Bogota

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Grafica 2. Diferencia calculada a partir de Magna Pro 3 vs. Evidencias

La metodología proyectada por el GIT Geodesia del Instituto Geográfico Agustín Codazzi, permitió al final de todo el proceso; definir los orígenes que quedarían como vigentes y como históricos, de tal manera que sean ingresados a GEOCARTO como producto final para usuarios de dicha información. Que la información en GEOCARTO este ceñida bajo parámetros y especificaciones adecuadas. Pero sobre todo, y que no ha sido una tarea fácil para el instituto ni para los usuarios de información geodésica, se logre migrar la totalidad de los orígenes al sistema de referencia Magna Sirgas y se actualice a los nuevos sistemas de posicionamiento.

60%

40%

DIFERENCIA CALCULADA A PARTIR DE MAGNA PRO 3 VS. EVIDENCIAS

Total origenes origenes cuya diferencia da 0

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8. EVALUACION Y CUMPLIMIENTO DE LOS OBJETIVOS

Durante el tiempo de la pasantía, se cumplió con el objetivo general, ya que se apoyo a la subdirección de Geografía y Cartografía, se siguió el plan de trabajo proyectado por el GIT Geodesia para documentar, revisar y ajustar de acuerdo a especificaciones dictadas por la entidad.

Se revisaron cada uno de los orígenes realizados por el grupo interno de trabajo del GIT Geodesia, siguiendo la guía del profesional designado para tal proceso y la metodología de realizarlo. Sin embargo, no se siguieron manuales para implementarlos durante el tiempo de la pasantía. Se recomienda proporcionar a los pasantes manuales y guías que les permitan empaparse más del tema del cálculo de los orígenes cartográficos.

Se generaron alarmas una vez revisados y verificados los orígenes, de aquellos que presentaban inconsistencias, se documentaron y se planteo con el profesional designado para tal labor del GIT Geodesia, la manera de corregir tales inconsistencias y subir información veraz y adecuada a la base de datos generada en Excel. De esta manera, se seleccionaron los orígenes que podrían ser ingresados a GEOCARTO para usuarios de tal información.

Como candidata a Ingeniera Topográfica, se cumplió con el objetivo de realizar prácticas laborales en esta entidad,encargada de proporcionar información cartográfica. Enriquecerme en conocimientos no solo en el tema de geodesia y del postprocesos que se realiza en el GIT Geodesia, sino también en temas de suelos, actualización de procesos de la entidad como del marco geocéntrico de referencia entre muchos temas. Todos, gracias a visitas guiadas al museo de suelos, conferencias realizadas en el Instituto y conocimientos compartidos con los profesionales que laboran en este. Es una experiencia muy enriquecedora como profesional y como persona.

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9. CONCLUSIONES

Los orígenes cartesianos son fundamentales para la elaboración y producción de cartográfica en grandes escalas del país. Por tal razón, es indispensable realizar un adecuado control y verificación de cada uno de estos, de tal manera que se garanticen que el resto de procesos y productos cartográficos generados a partir de estos estén actualizados y cumplan con las especificaciones técnicas requeridas.

El proceso de migración de la información que está en el antiguo datúm Bogotá al nuevo sistema de referencia Magna Sirgas, no ha sido fácil para el Instituto ni mucho menos fácil de entender para la comunidad y profesionales que dominan el tema.se puede ver, que desde la adopción de MAGNA SIRGAS en enero de 2005 y hasta la fecha aun hay información geodésica que se encuentra aun en el antiguo datúm y que impide la actualización a los nuevos sistemas de posicionamiento.

El Instituto Geográfico Agustín Codazzi, el cual tiene la responsabilidad social de ofrecer información cartográfica actualizada del país, se esfuerza en modernizar y actualizar cada uno de sus procesos a partir de la geodesia que es la raíz desde donde arrancan el resto de procesos y por supuesto productos generados en cada una de las dependencias.

Como profesionales, estamos llamados a apoyar y aportar en tales procesos y generar productos fiables e impactos positivos en la comunidad. Aportando conocimientos adquiridos en la Universidad como en la vida profesional.

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10. BIBLIOGRAFIA

IGAC. Información Geodésica. Bogotá. 2016. Recuperado de http://www.igac.gov.co/wps/portal/igac/raiz/iniciohome/TramitesServicios/!ut/p/c5/04_SB8K8xLLM9MSSzPy8xBz9CP0os3hHT3d_JydDRwN3t0BXA0_vUKMwf28PI4NQI6B8JG55T1MCur30o9Jz8pOA9oSDbMZvEkjeAAdwNMCv39FI388jPzdVvyA3ojLYU9cRAHIUE28!/dl3/d3/L0lDU0lKSWdra0EhIS9JTlJBQUlpQ2dBek15cUEhL1lCSlAxTkMxTktfMjd3ISEvN19BSUdPQkIxQTA4QUdGMElTRzZKOE5TMzAwMA!!/?WCM_PORTLET=PC_7_AIGOBB1A08AGF0ISG6J8NS3000_WCM&WCM_GLOBAL_CONTEXT=/wps/wcm/connect/Web+-+Tramites+y+Servicios/Servicios/Servicios/Informacion+Geodesica/. Consultado en septiembre de 2016. IGAC. SIRGAS: Sistema de Referencia Geocéntrico para las Américas. En: Mejora de los Sistemas del Territorio Colombiano. Riohacha: 2007. P. 29. IGAC. Definición de orígenes planos cartesianos. 2014. P. 1 . IGAC. Definición de orígenes planos cartesianos. 2014. P. 2.