Historia y Evolución de La Topografía

Historia y evolución de la topografía HISTORIA Y EVOLUCION DE LA TOPOGRAFIA Esta disciplina se ha definido tradicionalmente como la ciencia, el arte y la tecnología de conocer y determinar las posiciones relativas de puntos situados por encima de la tierra, sobre dicha superficie y debajo de ella. Sin embargo, en un sentido más general, la topografía se puede considerar como la disciplina que comprende todos los métodos para medir, procesar y difundir la información acerca de la tierra y nuestro medio ambiente, la topografía ha tenido gran importancia desde el principio de la civilización. Sus primeros aplicaciones fueron las de medir y marcar los límites y los derechos de propiedad. A través de los años su importancia ha ido en aumento al haber una mayor demanda de diversos mapas y planos, y la necesidad de establecer líneas y niveles más precisos como una guía para las operaciones de construcción. Historia de la topografía Los orígenes de la topografía empiezan desde los tiempos de TALES DE MILETO y ANAXIMANDRO, de quienes se conocen las primeras cartas geográficas y las observaciones astronómicas que añadió ERASTÓGENES. Acto seguido, guardando la proporción del tiempo HIPARCO crea la teoría de los meridianos convergentes, y así como estos pioneros, recordamos entre otros a ESTRABON y PLINIO, considerados los fundadores de la geografía, seguidos entre otros por el Topógrafo griego TOLOMEO quien actualizó los planos de la época de los Antónimos. Más tarde en Europa, se mejoran los trabajos topográficos a partir de la invención de las cartas planas. Luego en el siglo XIII con la aplicación de la brújula y de los avances de la Astronomía, se descubren nuevas aplicaciones a la Topografía. Los egipcios conocían como ciencia pura lo que después los griegos bautizaron con el nombre de geometría (medida de la tierra) y su aplicación en lo que pudiera considerarse como topografía o quizá, mejor dicho etimológicamente, "topometría". Hace más de 5000 años existía la división de parcelas con fines fiscales, así como para la reinstalación de linderos ante las avenidas del Nilo. Posiblemente, a partir de que el hombre se hizo sedentario y comenzó a cultivar la tierra nació la necesidad de hacer mediciones o, como señala el ingeniero geógrafo francés P. Merlin, la topografía "nace al mismo tiempo que la propiedad privada". La necesidad de medir regiones más o menos extensas gestó conocimientos empíricos, desconectados y rudimentarios que después evolucionaron. Quizá en un principio el hombre usó como patrones de medida las cosas que le eran familiares, particularmente su propio cuerpo; por ejemplo, la alzada de un caballo era medida en palmos, es decir, tantas veces la anchura de la mano. La distancia entre la punta del dedo meñique y la punta del dedo pulgar, con la mano totalmente extendida, era considerada como medio codo y ésta era la distancia entre el codo y la punta de los dedos. El pie fue otra medida y se la consideraba como las tres cuartas partes del codo. Técnicas de topografía han existido a través de gran parte de la historia. En el antiguo Egipto, cuando el Nilo se desbordó y lavarlo límites de la finca, los límites se restablecieron por una camilla cuerda, o topógrafo, a través de la aplicación de la geometría simple. La cuadratura y orientación norte-sur casi perfecta de la Gran Pirámide de Giza, construida c. 2700 aC, afirman comando de los egipcios de la agrimensura. En el siglo 18 en Europa se utiliza la triangulación para construir una jerarquía de redes para permitir el

posicionamiento punto dentro de un país. Alto en la jerarquía eran redes de triangulación. Estos se densifican las redes de travesías, en las que se ataban las mediciones de topografía mapas locales, por lo general con una cinta de medir, prisma esquina y los polos rojos y blancos, conocidos. Se da por medio de medidas según los tres elementos del espacio: Dos distancias y una elevación Una distancia, una elevación y una dirección. Para distancias y elevaciones se emplean unidades de longitud (en sistema métrico decimal), y para direcciones se emplean unidades de arco (grados sexagesimales). EVOLUCION DE LA TOPOGRAFIA Desde antes de nuestra era se pueden encontrar rastros de los hombres tratando de orientarse y representar su entorno, en Turquía fue encontrado en la década de los sesenta el primer acercamiento a lo que podría llamarse el primer mapa se trata de un mural que data de alrededor del 6200 a.c con la ubicación de casi 80 edificaciones y un volcán. Lo que nos lleva a pensar que tal vez la cartografía antecedió a la escritura estructurada que conocemos hoy. Los sumerios, fueron la primera cultura urbana conocida, que poseía conocimientos en matemáticas y astronomía, aplicaban la geometría práctica (topografía) en la construcción de obras de arquitectura y canales de riego. Las construcciones hacen suponer el empleo de algún primitivo y rudimentario instrumento de medición. Los babilonios, bajo el mando del rey Nabucodonosor célebre más que por sus conquistas, por la construcción de la Ciudad, en la cual levantó numerosos palacios, templos y puentes, una gran muralla de 25 m de espesor que rodeaba toda la ciudad; además de los jardines colgantes la disposición de las manzanas, con calles rectas, que se cortaban perpendicularmente. El sistema numérico era sexagesimal (el círculo graduado tenía 360°). Los arqueólogos han encontrado la posición y localización de señales sobre piedras que datan de la era babilónica y que se suponen que eran marcas de los topógrafos de la antigüedad para medir los territorios. Los asirios, asombraron con sus construcciones sobre terrazas con escaleras, rampas, desniveles y planos inclinados. Los persas, construyeron la ciudad de Persépolis, en la cual se observan varios ejes de simetría rigurosamente perpendiculares entre sí. También es de destacar el templo mandado a construir por Salomón, rey hebreo, 950 a.C., que tenía 450m x 300m proyectado por Arquitectos y replanteado por Geómetras Fenicios traídos expresamente para ello. Los egipcios, realizaron los primeros esfuerzos del acondicionamiento del valle del Nilo, el cultivo de las tierras del valle sólo podía hacerse bajo una doble condición se debía proceder a desecar los terrenos cenagosos de los bordes del lecho del río una vez terminada la crecida, había que irrigar los campos. Para ello crearon un sistema de drenaje, con diques y azudes niveladores y canales de riego. Los romanos, con una mente muy práctica aplicaron lo desarrollado por otros pueblos y crearon una red de caminos que cubría todo su imperio, de los cuales algunos tramos aún sobreviven. Los acueductos también formaban parte de sus necesidades para alimentar los baños romanos de los centros urbanos y para transportar el agua utilizaban estructuras como la de la imagen. En Colombia Francisco José de Caldas, sabio y patriota nacido en Popayán (1770- 1816), realizó notables estudios botánicos y trazó el mapa del Virreinato del Perú, fue el primer director del Observatorio Astronómico y fundador del Semanario de Nueva Granada, puede considerarse como uno de los gestores de la topografía en Colombia sus trabajos fueron de gran precisión e importancia. De 1849 a 1859 se creó la COMISIÓN COROGRÁFICA que tenía por objeto recorrer todo el

territorio nacional levantar un mapa general y de las provincias en particular. Actuó como jefe de la comisión el sabio italiano Agustín Codazzi, quien por espacio de 9 años visitó todo el país. Una fiebre maligna que adquirió, lo llevó a la tumba sin que hubiese terminado los mapas. En su honor la institución encargada de la parte de topografía, cartografía y catastro en el país lleva su nombre. En Estados Unidos tres de los cuatro presidentes en el Monte Rushmore comenzaron siendo topógrafos, específicamente George Washington, Thomas Jefferson y Abraham Lincoln. Los topógrafos han contribuido a la medición de la distancia de la Tierra a la Luna. Los primeros hombres que aterrizaron en la luna colocaron un grupo de prismas reflectores, instrumentos de medición utilizados por los topógrafos. La distancia medida tiene una precisión de centímetros. Usando rayos láser y espejos, los investigadores pueden enviar una señal a la Luna y monitorear con precisión su movimiento alrededor de la Tierra. Cuando el Trasbordador Espacial Columbia se desintegró el 1 de febrero de 2003, los restos se desparramaron por cientos de kilómetros en 40 condados. La utilización de equipamiento GPS de alta precisión contribuyó a determinar la localización de restos, de manera que los científicos pudieran reconstruir el accidente. TOPOGRAFÍA TÉCNICAS Históricamente, se midieron las distancias usando una variedad de medios, tales como con cadenas que tienen enlaces de una longitud conocida, por ejemplo una cadena de Gunter, o medición de las cintas de acero o invar. Para medir distancias horizontales, estas cadenas o cintas estaban tensos función de la temperatura, para reducir la flacidez y holgura. Además, se hicieron intentos para mantener el nivel de instrumento de medición. En los casos de medir una pendiente, el inspector podría tener que "romper" la medición de usar un incremento menor que la longitud total de la cadena. Históricamente, se midieron los ángulos horizontales utilizando una brújula, que proporcionaría un soporte magnético, de la que se podrían medir las deflexiones. Este tipo de instrumento fue mejorado más adelante, con los discos más cuidadosamente prescritos proporcionando una mejor resolución angular, así como a través de telescopios de montaje con retículas para observación más precisa sobre-el disco. Adicionalmente, se añadieron niveles y círculos calibrados que permiten la medición de ángulos verticales, junto con nonios para la medición de una fracción de un grado-por ejemplo con un giro de tránsito de siglo. El método más simple para la medición de altura es con un altímetro - básicamente un barómetro - el uso de presión de aire como una indicación de la altura. Pero topografía requiere mayor precisión. Una variedad de medios, tales como los niveles precisos, se han desarrollado para hacer esto. Con nivelación precisa, una serie de medidas entre dos puntos se toman usando un instrumento y una varilla de medición. Se añaden Diferenciales en altura entre las mediciones y se restan en una serie para derivar la diferencia neta de elevación entre los dos puntos finales de la serie. Con el advenimiento del Sistema de Posicionamiento Global, elevación también se puede derivar con sofisticados receptores de satélite, pero por lo general con algo menos de exactitud que con la nivelación precisa tradicional. Sin embargo, las precisiones pueden ser similares si la nivelación tradicional tendría que ser ejecutado sobre una larga distancia. La triangulación es otro método de ubicación horizontal hecho casi obsoleto por GPS. Con el método de triangulación, distancias, altitudes y direcciones entre los objetos a gran distancia unos de otros se puede determinar. Desde los primeros días del levantamiento,

este fue el método principal para determinar las posiciones exactas de los objetos de los mapas topográficos de las áreas grandes. Un topógrafo primero tiene que saber la distancia horizontal entre dos de los objetos. A continuación, la altura, distancias y la posición angular de otros objetos se pueden derivar, siempre y cuando sean visibles desde uno de los objetos originales. Tránsitos de alta precisión o teodolitos se utilizaron para este trabajo, y los ángulos entre objetos se midieron varias veces para aumentar la precisión. Véase también la triangulación en tres dimensiones. En cuanto es un término utilizado para referirse a mover el nivel para una elevación disparo en un lugar diferente. Cuando agrimensura, puede haber árboles u otros obstáculos bloqueando la vista de la pistola nivel de la varilla de nivel. Con el fin de "convertir" el arma de nivel, primero hay que tomar una foto de la varilla desde la ubicación actual y registrar la altitud. Mantener la varilla de nivel de la misma ubicación y elevación, se puede mover el arma nivel a otro lugar donde la varilla de nivel es aún visible. Registre la nueva elevación visto desde la nueva ubicación de la varilla de nivel y el uso de la diferencia en elevaciones de encontrar la nueva elevación de la pistola de nivel. En cuanto no sólo se utiliza cuando hay obstrucciones en el camino, sino también cuando se cambia drásticamente elevaciones.Usted puede subir o bajar en laelevación, pero el arma debe estar siempre a mayor altura que la base de la varilla. Una barra de nivel por lo general sepuede elevar hasta25 metros de altura, lo que permite ala pistola para ajustar mucho mayor. Sin embargo, si el arma es más baja que la base de la barra, usted no será capaz de tomar una foto, porque la caña no se puede bajar más allá de la elevación del terreno. TOPOGRAFÍA Y CARTOGRAFÍA EQUIPO Todavía en la década de 1990, las herramientas básicas utilizadas en topografía plana eran una cinta métrica para determinar las distancias más cortas, un nivel para determinar las diferencias de altura o elevación, y un teodolito, en un trípode, para medir ángulos, en combinación con el proceso de triangulación. A partir de una posición con ubicación conocida y elevación, se miden la distancia y ángulos para el punto desconocido. Un instrumento más moderno es una estación total, que es un teodolito con un dispositivo electrónico de medición de distancia. Una estación total también se puede utilizar para nivelar cuando se establece en el plano horizontal. Desde su introducción, estaciones totales han hecho elcambio tecnológico de ser dispositivos óptico-mecánicos para ser totalmente electrónico. Top moderno de la línea de estaciones totales ya no requieren un reflector o prisma para volver mediciones de distancia, es totalmente robótico, y puede incluso datos de puntos e-mail a la computadora de la oficina y conectarse a los sistemas de posicionamiento por satélite, tales como un sistema de posicionamiento global. Aunque los sistemas de GPS de Cinemática en Tiempo Real han aumentado la velocidad y la precisión de la topografía, que son todavía horizontalmente una precisión de sólo alrededor de 20 mm y verticalmente una precisión de alrededor de 30-40 mm. Estaciones totales todavía se utilizan ampliamente, junto con otros tipos de instrumentos de medición, sin embargo, ya que los sistemas GPS no funcionan bien en áreas con densa cubierta de árboles o construcciones. Una persona estaciones totales robóticas guiadas permiten a los topógrafos para recoger mediciones precisas sin trabajadores adicionales para revisar y gire el telescopio o los datos de registro. Una forma más rápida pero caro para medir áreas grandes es con un helicóptero, equipado con un escáner láser, combinado con un GPS para

determinar la posición y la elevación del helicóptero. Para aumentar la precisión, topógrafos colocan balizas en el suelo. Este método alcanza precisiones entre 5-40 cm. Así, de manera dinámica a través del tiempo la Topografía se hace cada vez más científica y especializada, por estar ligada a lograr la representación real del planeta, valiéndose para este propósito en la actualidad de los últimos adelantos tecnológicos como la Posición por satélite (GPS y GLONASS) gracias a los relojes atómicos y a la riqueza de información captada por los Sensores remotos En América, la aplicación concreta y el desarrollo de la Topografía nos presenta un panorama enmarcado dentro de los tiempos de la conquista y la colonia y más específicamente por los trabajos adelantados por MUTIS, ALEXANDER VON HUMBOLDT y FRANCISCO JOSE DE CALDAS. Posteriormente España envía misiones de Cartógrafos dentro de los cuales es notable AGUSTÍN CODAZZI. En la continua tarea de establecer las "VERDADERAS" medidas y formas del territorio, siempre ligadas a los hechos políticos y a la soberanía, ha pasado una extensa lista de Cartógrafos, Geógrafos, Astrónomos etc., con el propósito de lograr la representación lo más real y exacta posible de la tierra, que se resume etimológicamente en dos palabras: TOPO = TIERRA y GRAFOS = DIBUJO. En 1883 se integra la carrera de Ingeniero Topógrafo e Hidrógrafo, la cual perdura con el título básico de "INGENIERO TOPÓGRAFO". A comienzos de la vida republicana, la profesión se denominó como "Agrimensor" y fue ejercida en una buena parte por militares, mucho antes de que se impartiera la Ingeniería Civil. A la par con la demanda de las primera obras como la apertura de ferrocarriles y caminos, se crea la Ingeniería Civil y junto a ella con el pasar del tiempo se forman los auxiliares instrumentistas que por la habilidad técnica en tareas repetitivas de campo y a la necesidad del Ingeniero de una cantidad considerable de tiempo para realizar las cálculos ya que tenía que realizarlos a mano, se abre un espacio para el comienzo del denominado "Topógrafo Empírico"

CIENCIAS CERCANAS A LA TOPOGRAFIA GEODESIA Se encarga de estudiar grandes extensiones de tierra y la cual considera a la tierra como un elipsoide de revolución, y la TOPOGRAFÍA, que se dedica a extensiones más pequeñas, considerando la superficie terrestre como una superficie plana. Etimológicamente la palabra geodesia procede del griego "geo" = tierra y "daio" = dividir. Es la ciencia que estudia, por medios matemáticos, la forma y dimensiones de la Tierra y para conseguirlo se eligen en la superficie, objeto de estudio, puntos distribuidos por toda ella denominados geodésicos de cuya posición se deduce la forma de un territorio o de todo el globo. CARTOGRAFÍA Es el conjunto de estudios y operaciones científicas y técnicas que intervienen en la formación o análisis de mapas incluyendo las actividades y desarrollos del hombre, modelos en relieve o globos, que representan la Tierra, o parte de ella o cualquier parte del Universo. La Cartografía Topográfica recolecta y procesa datos del relieve y la Cartografía Temática recolecta datos cualitativos y cuantitativos resultado de la información de una rama o ciencia.

FOTOGRAMETRÍA Es la disciplina que utiliza las fotografías para la obtención de mapas de terrenos. Los levantamientos fotogramétricos comprenden la obtención de datos y mediciones precisas a partir de fotografías del terreno tomadas con cámaras especiales u otros instrumentos sensores, ya sea desde aviones (fotogrametría aérea) o desde puntos elevados del terreno (fotogrametría terrestre) y que tiene aplicación en trabajos topográficos. CLASES DE LEVANTAMIENTOS Geodésicos Son levantamientos en grandes extensiones y se considera la curvatura terrestre. Los levantamientos topográficos son los más comunes y los que más interesan, los geodésicos son de motivo especial al cual se dedica la Geodesia. Topográficos: Por abarcar superficies reducidas se realizan despreciando la curvatura de la tierra sin error apreciable. Tipos de levantamientos topográficos: 1. De terrenos en general - Marcan linderos o los localizan, miden y dividen superficies, ubican terrenos en planos generales ligando con levantamientos anteriores, o proyectos obras y construcciones. 2. Hidrográficos y/o Marinos – Asociados al estudio de cuerpos de agua, se calculan profundidades, líneas de playa, corrientes, instalación de puertos etc. 3. De vías de comunicación - Son proyectos lineales que van un punto a otro lo más directo posible. Estudia y construye caminos, ferrocarriles, canales, líneas de transmisión eléctrica, poliductos, gasoductos etc. 4. Arquitectónicos - Realizan la medición sobre obras ya construidas con el fin calcular cantidades de obra, controlar deslizamientos, declinaciones etc. 5. De minas – Fija y controla la posición de trabajos subterráneos y los relaciona con otros superficiales. 6. Levantamientos catastrales - Se hacen en ciudades, zonas urbanas, rurales y municipios, para fijar linderos o estudiar las obras urbanas, para finalmente realizar el cobro de impuestos. 7. Levantamientos aéreos y por satélite - Se hacen por fotografía, generalmente desde aviones y se usan como auxiliares muy valiosos de todas las otras clases de levantamientos, en fotogrametría y fotointerpretación En la actualidad la importancia de medir y verificar nuestro medio ambiente se ha vuelto crítica conforme crece la población, aumenta el valor de la tierra, nuestros recursos naturales seempobrecen y las actividades del hombre

continúan contaminando nuestra tierra, agua y aire. Los topógrafos actuales pueden medir y observar la tierra y sus recursos naturales literalmente sobre una base global, utilizando las modernas tecnologías terrestre, aéreas y por satélite, así como las computadoras para el procesamiento de datos. Nunca se había contado con tanta información de topografía para estimar las condiciones actuales, tomar decisiones de planeación firme y formular una política para el uso de la tierra, el desarrollo los recursos y las medidas para preservar el medio ambiente. Sin embargo, las aéreas donde se continúan llevando a cabo esta práctica siguen siendo la topografía para fijar límites, y el mapeo y las decisiones que son necesarias para proporcionar grados y niveles precisos para la construcción.