Tecnicas Modernas en Topografia

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    Coordenadas Ecuatoriales Y Locales

    Ejes bsicos: se consideran como ejes bsicos; el eje de rotacin de la tierra (eje demundo) trazas de los meridianos sobre los planos horizontales, y la direccin de la

    vertical.

    Puntos notables: el sistema completa las posiciones de un conjunto de puntos

    conspicuos, extremos de los ejes bsicos considerados: los polos (P), localizacin en

    ambos hemisferios, como puntos extremos del eje de rotacin de la tierra. El cenit (Z),

    como extremo de verticales de puntos sobre la corteza terrestre proyectados sobre la

    bveda celeste, y las posiciones puntuales de los astros (S) , sobre una trayectoria de

    rotacin alrededor del eje de mundo. Existen otros puntos notables de naturaleza

    matemtica, tales como las intersecciones dela eclptica con el ecuador, (equinoccios)

    conocidos como puntos vernales (Y y ).

    Sistema de Coordenadas:

    El sistema geocntrico permite la definicin de al menos dos sistemas de coordenadas

    claramente diferenciados, para fijar la posicin de un punto sobre la corteza terrestre y

    la de un astro sobre la bveda celeste.

    En funcin de los planos y ejes de referencia, se tomaran en cuenta las siguientes

    coordenadas: ecuatoriales y locales.

    Coordenadas Ecuatoriales:

    Terrestres

    Latitud Longitud

    Celestes

    Declinacin Ascensin Recta

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    Coordenadas Locales (De un Astro)

    Azimut

    Altitud

    Coordenadas ecuatoriales terrestres

    Latitud. Es una coordenada ecuatorial terrestre que se corresponde con la amplitud

    angular que forma la vertical de un punto de control, con respecto al plano del

    ecuador terrestre. Se mide de 0 a 90 hacia el norte (+) o hacia el sur (-), como ngulo

    del centro, o como longitud de arco de meridiano.

    Longitud. Es una coordenada ecuatorial que forma el mediano que contiene el punto

    de control topogrfico, con respecto al meridiano origen que pasa por Greenwich. Se

    mide de 0 a 360 hacia el oeste, como ngulo del centro, o como longitud de arco del

    ecuador.

    Coordenadas ecuatoriales celestes.

    Declinacin: es una coordenada ecuatorial celeste, que se corresponde con la

    amplitud angular que forman la visual dirigida a un astro, con respecto al plano del

    ecuador; se mide de 0a 90 hacia el norte (+) o hacia el sur (-), como ngulo del centro

    o como longitud de arco de circulo horario.

    Ascensin recta. Es una coordenada ecuatorial celeste, que se corresponde con la

    amplitud angular que forma el circulo horario que contiene al astro, con respecto al

    crculo horario origen, que pasa por el primer p unto vernal (Aries). Se mide de 0 a

    360 hacia el este, como ngulo del centro o como longitud del arco de ecuador.

    El crculo horario origen, se establece en funcin de la interseccin de la trayectoria

    eclptica con el plano del ecuador, eligiendo entre las dos posibles, el punto conocido

    como primer punto vernal, punto de Aries o equinoccio de primavera.

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    Coordenadas no locales.

    No dependen de la posicin del observador. Son ejemplo de coordenadas no locales

    Coordenadas ecuatoriales, Coordenadas eclpticas, Coordenadas galcticas. Es decir un

    mismo astro en un mismo momento cualquier observador situado en lugares

    diferentes ve los mismos valores para todas ellas.

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    Sistema de Posicionamiento por Satlite

    Actualmente, el Sistema de Posicionamiento Global (GPS) de los Estados Unidos deAmrica y el Sistema Orbital Mundial de Navegacin por Satlite (GLONASS) de la

    Federacin Rusa son los nicos que forman parte del concepto GNSS. El Panel de

    Sistemas de Navegacin (NPS), el ente de la Organizacin Internacional de Aviacin

    Civil encargado de actualizar los estndares y prcticas recomendadas del GNSS, tiene

    en su programa de trabajo corriente el estudio de la adicin del sistema de navegacin

    por satlite Galileo desarrollado por la Unin Europea.

    Otros sistemas de navegacin satelital que podran ser o no adoptados

    internacionalmente para la aviacin civil como parte del GNSS y que estn en proceso

    de desarrollo son el Beidou, Compass o BNTS (BeiDou/Compass Navigation Test

    System) de la Repblica Popular China, el QZSS (Quasi-Zenith Satellite System)de Japn

    y el IRNSS (Indian Regional Navigation Satellite System) de India.

    NAVSTAR-GPS.

    El NAVSTAR-GPS (NAVigation System and Ranging - Global Position System), conocido

    simplemente como GPS, es un sistema de radionavegacin basado en satlites que

    utiliza mediciones de distancia precisas de satlites GPS para determinar la posicin (el

    GPS posee un error nominal en el clculo de la posicin de aproximadamente 15 m) y

    la hora en cualquier parte del mundo.

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    El sistema es operado para el Gobierno de los Estados Unidos por su Departamento de

    Defensa y es el nico sistema de navegacin por satlite completamente operativo a

    fecha actual.

    El sistema est formado por una constelacin de 24 a 27 satlites que se mueven en

    rbita a 20.000 km aproximadamente, alrededor de seis planos con una inclinacin de

    55 grados. El nmero exacto de satlites vara en funcin de los satlites que se retiran

    cuando ha transcurrido su vida til.

    Operadora de satlites controlando la constelacin NAVSTAR-GPS, en la Base Area de Schriever

    GLONASS.

    El Sistema Mundial de Navegacin por Satlites (GLONASS) proporciona

    determinaciones tridimensionales de posicin y velocidad basadas en las mediciones

    del tiempo de trnsito y de desviacin Doppler de las seales de radio frecuencia (RF)

    transmitidas por los satlites GLONASS. El sistema es operado por el Ministerio de

    Defensa de la Federacin Rusa y ha sido utilizado como reserva por algunos receptores

    comerciales de GPS.

    Tras la desmembracin de la Unin Sovitica y debido a la falta de recursos, el sistema

    perdi operatividad al no reemplazarse los satlites. En la actualidad el gobierno ruso

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    espera que la constelacin GLONASS vuelva a estar operativa completamente antes de

    2010.

    Vulnerabilidades de los sistemas de posicionamiento por satlites.

    La vulnerabilidad ms notable de los GNSS es la posibilidad de ser interferida la seal

    (la interferencia existe en todas las bandas de radionavegacin). Existen varias fuentes

    de posible interferencia a los GNSS, tanto dentro de la banda como fuera de sta,

    particularmente por enlaces de microondas terrestres punto a punto permitidos por

    varios estados (1559 1610 MHz). Estos enlaces se irn eliminando gradualmente

    entre los aos 2005 y 2015.

    Las seales de los sistemas GNSS son vulnerables debido a la potencia relativamente

    baja de la seal recibida, pues provienen de satlites y cada seal cubre una fraccin

    significativamente grande de la superficie terrestre.

    En aviacin, las normas y mtodos recomendados (SARPS) de la OACI para los GNSS

    exigen un nivel de rendimiento especfico en presencia de niveles de interferencia

    definidos por la mscara de interferencia del receptor. Estos niveles de interferencia

    son generalmente acordes al reglamento de la Unin Internacional de

    Telecomunicaciones (UIT). La interferencia de niveles superiores a la mscara puede

    causar prdida de servicio pero no se permite que tal interferencia resulte en

    informacin peligrosa o que induzca a error.

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    Trabajos topogrficos. Creacin de redes locales catastrales urbanas (RLC).

    Para la obtencin de cartografa nica de gran presin de ncleos urbanos mediante

    fotogrametra analtica sern necesarias las siguientes redes:

    RGN-Red geodsica nacional.

    RGV-Red geodsica de 4to. Orden.

    RB-Red bsica local.

    RTM-Red secundaria catastral o topometra municipal.

    PR-Puntos radiados.

    PA- Puntos de apoyo.

    Esta red local catastral se materializara mediante la constitucin de una red bsica

    catastral, por los mtodos de triangulacin, Poligonacin de precisin en malla o

    sistemas de posicionamiento por satlite (GPS), directamente enlazada con los vrtices

    de la red geodsica nacionales construidos y con coordenadas calculadas, en la zona

    entorno a los ncleos, el establecimiento de una red secundaria catastral, por

    Poligonacin clsica.

    Mtodos topogrficos para el establecimiento de la red bsica catastral:

    Sistema GPS Triangulacin. Trilaretacin Poligonacin

    Cuando la red bsica catastral se observe y determine mediante mtodos de

    posicionamiento por satlites (GPS) en la realizacin de los trabajos se tendr en

    cuenta:

    En funcin de la superficie del suelo de naturaleza urbana de cada ncleo, se debern

    establecer las siguientes configuraciones.

    a) Para ncleo urbanos menores de 200 hectreas se implantaran no menos detres vrtices que sean visibles entre si y cuyas distancias entre ellos no

    sobrepasen los dos kilmetros.

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    b) Para ncleos urbanos de superficie entre 200 y 400 hectreas se implantaranno menos de cuatro vrtices de forma que desde cada uno sean visibles como

    mnimo otros dos y que las distancias entre ellos no sobrepasen los dos

    kilmetros.c) La metodologa de observacin que se empleara en estos trabajos ser la

    siguiente: posicionamiento ESTATICO RELATIVO o bien ESTATICO RAPIDO.

    d) La observacin para definir la transformacin de semejanza entre los sistemasde referencia geodsica y GPS. Se efectuara situado TRES receptores GPS. De

    doble frecuencia y cdigo P en igual nmero de vrtices geodsicos de la red

    nacional que cubran con holgura la zona/zonas de trabajo.

    Estos vrtices geodsicos utilizados para la transformacin debern estar situados a

    distancias no mayor de 25km. Unos de otros en el caso que desde ellos se tenga que

    situar redes bsicas en varios ncleos urbanos prximos. Ser necesario que el o los

    ncleos en los que se va a trabajar no salgan del triangulo formado por los vrtices

    para evitar extrapolar los parmetros de transformacin a otros ncleos. En el caso de

    ncleos sueltos para lo que se tenga que sobrepasar la distancia mxima citada se

    tendr que actuar sobre 3 geodsicos del entorno prximo de cada ncleo urbano.

    En uno u otro caso la preferencia de establecimiento ser en primer lugar primeros

    rdenes y en segundo lugar vrtices de la ROI que tengan en cualquier caso

    coordenadas definitivas y oficiales (I.G.N.).

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    Efectuada la fase de observacin mediante la cual se obtienen observables en el

    sistema W.G.S.84, se realizara el clculo de coordenadas de los vrtices para lo cual se

    tendr en cuanta la siguiente:

    Modelacin del Geoide para poder realizar de forma homognea latransformacin Helmert entre el sistema W.G.S.84 y el sistema de referencia

    oficial (ED-50).

    Se realizara el ajuste de cada red bsica por el mtodo de mnimos cuadradossobre la superficie del eclipsoide, observando coordenadas ajustadas en el

    sistema ED-50, parmetros de fiabilidad y presin, residuos y error medio

    cuadrtico del ajuste y deteccin de posibles errores groseros.

    En relacin con las precisiones a alcanzar se tendrn que obtener los siguientes

    resultados:

    Para el enlace con la Red Geodsica Nacional tanto en planimetra como enaltimetra se tiene que realizar esta labor con una precisin menor o igual a 5

    partes por milln.

    La presin en los vrtices de la Red Bsica Catastral debe ser menos o igual de+-0.05 metros para planimetra y +-0.10 metros en altimetra respectivamente.

    La documentacin final a entregar por las empresas constara de lo siguiente:

    Sobre cartografa oficial de escalas 1/25.000 o 1/50.000 se situaran los vrticesde las Redes Bsicas Topogrficas que estn ubicadas en cada hoja de la serie

    cartogrfica.

    Tabla general de resultados (coordenadas) definitivos de cada nucleagrupados estos por gerencias territoriales indicando tambin la hoja de la

    serie cartogrfico donde estn agrupados.

    Resea normalizada por la direccin de los trabajos con fotografas de cadavrtice implantado. Estas reseas tambin se agruparan con el criterio genrico

    citado anteriormente de ncleos urbanos.

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    Sistema De Informacin Geogrfica

    Un Sistema de Informacin Geogrfica (SIG o GIS, en su acrnimo ingls [Geographic

    Information System]) es una integracin organizada de hardware, software y datos

    geogrficos diseada para capturar, almacenar, manipular, analizar y desplegar en

    todas sus formas la informacin geogrficamente referenciada con el fin de resolver

    problemas complejos de planificacin y gestin. Tambin puede definirse como un

    modelo de una parte de la realidad referido a un sistema de coordenadas terrestre y

    construido para satisfacer unas necesidades concretas de informacin. En el sentido

    ms estricto, es cualquier sistema de informacin capaz de integrar, almacenar, editar,

    analizar, compartir y mostrar la informacin geogrficamente referenciada. En un

    sentido ms genrico, los SIG son herramientas que permiten a los usuarios crear

    consultas interactivas, analizar la informacin espacial, editar datos, mapas y presentar

    los resultados de todas estas operaciones.

    La tecnologa de los Sistemas de Informacin Geogrfica puede ser utilizada para

    investigaciones cientficas, la gestin de los recursos, gestin de activos, la

    arqueologa, la evaluacin del impacto ambiental, la planificacin urbana, la

    cartografa, la sociologa, la geografa histrica, el marketing, la logstica por nombrar

    unos pocos. Por ejemplo, un SIG podra permitir a los grupos de emergencia calcular

    fcilmente los tiempos de respuesta en caso de un desastre natural, el SIG puede ser

    usado para encontrar los humedales que necesitan proteccin contra la

    contaminacin, o pueden ser utilizados por una empresa para ubicar un nuevo negocio

    y aprovechar las ventajas de una zona de mercado con escasa competencia.

    Un SIG puede reconocer y analizar las relaciones espaciales que existen en la

    informacin geogrfica almacenada. Estas relaciones topolgicas permiten realizar

    modelizaciones y anlisis espaciales complejos. As, por ejemplo, el SIG puede discernir

    la parcela o parcelas catastrales que son atravesadas por una lnea de alta tensin, o

    bien saber qu agrupacin de lneas forman una determinada carretera. En suma

    podemos decir que en el mbito de los Sistemas de Informacin Geogrfica seentiende como topologa a las relaciones espaciales entre los diferentes elementos

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    Una de las principales fronteras a los que se enfrenta los Sistemas de Informacin

    Geogrfica es la de agregar el elemento tiempo a los datos geoespaciales. Los SIG

    temporales incorporan las tres dimensiones espaciales (X, Y y Z) aadiendo adems el

    tiempo en una representacin 4D que se asemeja ms a la realidad. La temporalidaden los SIG recoge los procesos dinmicos de los elementos representados. Por

    ejemplo, imaginmonos las posibilidades que ofrecera un Sistema de Informacin

    Geogrfica que permita ralentizar y acelerar el tiempo de los procesos

    geomorfolgicos que en l se novelizan y analizar las diferentes secuencias morfo

    genticas de un determinado relieve terrestre; o modelizar el desarrollo urbano de una

    rea determinada a lo largo de un perodo dado.

    Tipo Raster:

    Un tipo de datos raster es, en esencia, cualquier tipo de imagen digital representada

    en mallas. El modelo de SIG raster o de retcula se centra en las propiedades del

    espacio ms que en la precisin de la localizacin. Divide el espacio en celdas regulares

    donde cada una de ellas representa un nico valor.

    Interpretacin cartogrfica vectorial (izquierda) y raster (derecha) de elementos

    geogrficos.

    Cualquiera que est familiarizado con la fotografa digital reconoce el pxel como la

    unidad menor de informacin de una imagen. Una combinacin de estos pxeles crear

    una imagen, a distincin del uso comn de grficos vectoriales escalables que son la

    base del modelo vectorial. Si bien una imagen digital se refiere a la salida como una

    representacin de la realidad, en una fotografa o el arte transferidos a la

    computadora, el tipo de datos raster reflejar una abstraccin de la realidad. Las

    fotografas areas son una forma comnmente utilizada de datos raster con un slo

    propsito: mostrar una imagen detallada de un mapa base sobre la que se realizarn

    labores de digitalizacin. Otros conjuntos de datos raster contendr informacin

    relativa a elevaciones (un Modelo Digital del Terreno), o de reflexin de una particular

    longitud de onda de la luz (las obtenidas por el satlite LandSat), etc.

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    Interpretacin cartogrfica vectorial (izquierda) y raster (derecha) de elementos geogrficos.

    Los datos raster se compone de filas y columnas de celdas, cada celda almacena un

    valor nico. Los datos raster pueden ser imgenes (imgenes raster), con un valor de

    color en cada celda (o pxel). Otros valores registrados para cada celda puede ser un

    valor discreto, como el uso del suelo, valores continuos, como temperaturas, o un

    valor nulo si no se dispone de datos. Si bien una trama de celdas almacena un valor

    nico, estas pueden ampliarse mediante el uso de las bandas del raster para

    representar los colores RGB (rojo, verde, azul), o una tabla extendida de atributos con

    una fila para cada valor nico de clulas. La resolucin del conjunto de datos raster es

    el ancho de la celda en unidades sobre el terreno.

    Los datos raster se almacenan en diferentes formatos, esde un archivo estndar

    basado en la estructura de TIFF, JPEG, etc. a grandes objetos binarios (BLOB), los datos

    almacenados directamente en Sistema de gestin de base de datos. El

    almacenamiento en bases de datos, cuando se indexan, por lo general permiten una

    rpida recuperacin de los datos raster, pero a costa de requerir el almacenamiento de

    millones registros con un importante tamao de memoria. En un modelo raster cuanto

    mayor sean las dimensiones de las celdas menores es la precisin o detalle (resolucin)

    de la representacin del espacio geogrfico.

    Tipo Vectorial:

    En un SIG, las caractersticas geogrficas se expresan con frecuencia como vectores,

    manteniendo las caractersticas geomtricas de las figuras.

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    Representacin de curvas de nivel sobre una superficie tridimensional generada por

    una malla TIN.

    En los datos vectoriales, el inters de las representaciones se centra en la precisin de

    localizacin de los elementos geogrficos sobre el espacio y donde los fenmenos a

    representar son discretos, es decir, de lmites definidos. Cada una de estas geometras

    est vinculada a una fila en una base de datos que describe sus atributos. Por ejemplo,

    una base de datos que describe los lagos puede contener datos sobre la batimetra de

    estos, la calidad del agua o el nivel de contaminacin. Esta informacin puede ser

    utilizada para crear un mapa que describa un atributo particular contenido en la base

    de datos. Los lagos pueden tener un rango de colores en funcin del nivel de

    contaminacin. Adems, las diferentes geometras de los elementos tambin pueden

    ser comparados. As, por ejemplo, el SIG puede ser usado para identificar aquellos

    pozos (geometra de puntos) que estn en torno a 2 kilmetros de un lago (geometra

    de polgonos) y que tienen un alto nivel de contaminacin.

    Dimensin espacial de los datos en un SIG.

    Los elementos vectoriales pueden crearse respetando una integridad territorial a

    travs de la aplicacin de unas normas topolgicas tales como que "los polgonos no

    deben superponerse". Los datos vectoriales se pueden utilizar para representar

    variaciones continuas de fenmenos. Las lneas de contorno y las redes irregulares de

    tringulos (TIN) se utilizan para representar la altitud u otros valores en continua

    evolucin. Los TIN son registros de valores en un punto localizado, que estn

    conectados por lneas para formar una malla irregular de tringulos. La cara de los

    tringulos representa, por ejemplo, la superficie del terreno.

    Para modelar digitalmente las entidades del mundo real se utilizan tres elementos

    geomtricos: el punto, la lnea y el polgono.

    Puntos:

    Los puntos se utilizan para las entidades geogrficas que mejor pueden ser expresadas

    por un nico punto de referencia. En otras palabras: la simple ubicacin. Por ejemplo,

    las ubicaciones de los pozos, picos de elevaciones o puntos de inters. Los puntos

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    transmiten la menor cantidad de informacin de estos tipos de archivo y no son

    posibles las mediciones. Tambin se pueden utilizar para representar zonas a una

    escala pequea. Por ejemplo, las ciudades en un mapa del mundo estarn

    representadas por puntos en lugar de polgonos.

    Lneas o polilneas:

    Las lneas unidimensionales o polilneas son usadas para rasgos lineales como ros,

    caminos, ferrocarriles, rastros, lneas topogrficas o curvas de nivel. De igual forma que

    en las entidades puntuales, en pequeas escalas pueden ser utilizados para

    representar polgonos. En los elementos lineales puede medirse la distancia.

    Polgonos:

    Los polgonos bidimensionales se utilizan para representar elementos geogrficos que

    cubren un rea particular de la superficie de la tierra. Estas entidades pueden

    representar lagos, lmites de parques naturales, edificios, provincias, o los usos del

    suelo, por ejemplo. Los polgonos transmiten la mayor cantidad de informacin en

    archivos con datos vectoriales y en ellos se pueden medir el permetro y el rea.

    Existen ventajas y desventajas a la hora de utilizar un modelo de datos raster o vector

    para representar la realidad.

    Ventajas:

    Vectorial | Raster |

    La estructura de los datos es compacta. Almacena los datos slo de los elementos

    digitalizados por lo que requiere menos memoria para su almacenamiento y

    tratamiento. | La estructura de los datos es muy simple. |

    Codificacin eficiente de la topologa y las operaciones espaciales. | Las operaciones

    de superposicin son muy sencillas. |

    Buena salida grfica. Los elementos son representados como grficos vectoriales que

    no pierden definicin si se ampla la escala de visualizacin. | Formato ptimo para

    variaciones altas de datos. |

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    GPS, Tipos, Manejos Y Usos

    Sistema de posicionamiento global (Global Positioning System), hay dos tipos:

    Navegadores GPS.

    Estos son mas para fines recreativos y aplicaciones que no requieren gran precisin,

    consta de un dispositivo que cabe en la palma de la mano, tienen la antena integrada,

    su precisin puede ser de menor a 15 mts, pero si incorpora el sistema WAAS puede

    ser de menor a 3 mts.

    Adems de proporcionar nuestra posicin en el plano horizontal pueden indicar la

    elevacin por medio de la misma seal de los satlites, algunos modelos tienen

    tambin barmetro para determinar la altura con la presin atmosfrica.

    Los modelos que no poseen brjula electrnica, pueden determinar la "direccin de

    movimiento" (rumbo), es decir es necesario estar en movimiento para que indique

    correctamente para donde est el norte.

    La seal de los satlites GPS no requiere de ningn pago o renta.

    GPS Topogrficos:

    Estos equipos tienen precisiones desde varios milmetros hasta menos de medio

    metro.

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    problemtico incluso cuando la vegetacin es alta y densa, pero por ejemplo una selva

    o bosque se abre un claro de unos 5 metros y se hace la medicin con la antena, en

    lugar de abrir una brecha para tener visual entre la estacin total y el prisma. As

    mismo es comn hacer el levantamiento de dos puntos con GPS (lnea de control) yposteriormente usar la estacin y en lugar de introducir coordenadas arbitrarias

    introducimos coordenadas geogrficas, y todo lo que se levante con la estacin estar

    georeferenciado

    Otro aspecto importante es hacer la diferenciacin de un sistema de navegacin y un

    sistema de localizacin o rastreo, el primero permite que la persona que tiene el

    dispositivo GPS sepa dnde est y para donde ir, para que una tercera persona lo sepa

    es otra historia eso ya es un sistema de localizacin, estos sistemas si requieren una

    renta o cuota mensual, ya que aun cuando usan un GPS, este solo recibe la seal de los

    satlites, se necesita otro dispositivo tipo celular para transmitir la posicin a un

    sistema conectado a Internet para que alguien pueda acceder una pgina y saber

    dnde est el dispositivo.

    GPS (navstar).- desarrollado por la fuerza area norte americana con fines militares,

    pero liberada para uso pblico.

    WAAS.- Wide Area Augmentation System.- sistema para mejorar la precisin del

    sistema GPS, funciona solo para Estados Unidos, Alaska, Canad y ahora tambin en

    Mxico.

    EGNOS.- El equivalente del sistema waas, pero solo para Europa.

    SBAS.- A los sistemas como WAAS y Egnos se conocen como sistemas SBAS

    GLONASS.- Sistema militar de satlites ruso.

    GALILEO.- Sistema de satlites de la comunidad Europea para intereses no militares o

    de iniciativa privada (entra en operacin hasta 2010).