Técnicas modernas en topografía.docx

INTRODUCCION: La topografía es una ciencia aplicada que se encarga de determinar las posiciones relativas o absolutas de los puntos sobre la tierra, así como la representación en un plano de una porción (limitada) de la superficie terrestre. En otras palabras, la topografía estudia los métodos y procedimientos para hacer mediciones sobre el terreno y su representación gráfica o analítica a una escala determinada. Ejecuta también replantees sobre el terreno (trazos sobre el terreno) para la realización de diversas obras de ingeniería, a partir de las condiciones del proyecto establecidas sobre un plano. Realiza también trabajos de deslinde, división de tierras (agrodesia), catastro natural y urbano, así como levantamientos y replanteos o trazos en trabajos subterráneos. Para practicar la topografía es necesario tener conocimientos de matemáticas en general, así como un adiestramiento adecuado sobre el manejo de instrumentos para hacer mediciones. Para comprender mejor esta ciencia y para profundizar en ella, es necesario poseer también conocimientos de física, cosmografía astronomía, geología, y otras ciencias.

El desarrollo tecnológico en los últimos años, potenciado en este nuevo milenio con los avances de las telecomunicaciones, propiciaron un cambio drástico en la temática y el formato de la edición anterior. En esta séptima edición se mantiene el formato revisado del contenido y se actualizan secciones con los nuevos instrumentos y procedimientos topográficos, además de modernizar la presentación de las páginas. Los principios y equipos ligados a la topografía se describen en forma clara y breve, con una amplitud y dominio que no se encuentra en otras obras. . Un texto de gran interés para estudiantes de ingeniería civil en estructuras y construcción, así como para cursos sobre explotación de minas y su geografía que tratan aspectos básicos de topografía; también es un manual de trabajo y de referencia para la realización de prácticas profesionales.

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COORDENADAS ECUATORIALES Y LOCALES:

Ejes básicos: se consideran como ejes básicos; el eje de rotación de la tierra (eje de mundo) trazas de los meridianos sobre los planos horizontales, y la dirección de la vertical. Puntos notables: el sistema completa las posiciones de un conjunto de puntos conspicuos, extremos de los ejes básicos considerados: los polos (P), localización en ambos hemisferios, como puntos extremos del eje de rotación de la tierra. El cenit (Z), como extremo de verticales de puntos sobre la corteza terrestre proyectados sobre la bóveda celeste, y las posiciones puntuales de los astros (S) , sobre una trayectoria de rotación alrededor del eje de mundo. Existen otros puntos notables de naturaleza matemática, tales como las intersecciones dela eclíptica con el ecuador, (equinoccios) conocidos como puntos vernales (YyΩ).

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 0º a 90º hacia el norte (+) o hacia el sur (-), como ángulo del centro, o como longitud de arco de meridiano. Longitud: Es una coordenada ecuatorial que forma el mediano que contiene el punto de control topográfico, con respecto al meridiano origen que pasa por Greenwich. Se mide de 0º a 360º hacia el oeste, como ángulo del centro, o como longitud de arco del ecuador.

COORDENADAS ECUATORIALES CELESTES Declinación: es una coordenada ecuatorial celeste, que se corresponde con la amplitud angular que forman la visual

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dirigida a un astro, con respecto al plano del ecuador; se mide de 0ºa 90º hacia el norte (+) o hacia el sur (-), como ángulo del centro o como longitud de arco de circulo horario.  Ascensión 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 círculo horario origen, que pasa por el primer p unto vernal (Aries). Se mide de 0º a 360º hacia el este, como ángulo del centro o como longitud del arco de ecuador. El círculo horario origen, se establece en función de la intersección de la trayectoria eclíptica con el plano del ecuador, eligiendo entre las dos posibles, el punto conocido como primer punto vernal, punto de Aries o equinoccio de primavera. Para varios fines prácticos, conviene asumir un sustituto de la ascensión recta, en terminamos de un ángulo horario en Greenwich (GHA), para fijar la diferencia del circulo horario del astro, con respecto al círculo horario origen, en Greenwich.

COORDENADAS LOCALES DEL ASTRO: Este tipo de coordenadas son útiles para fijar la posición de un astro con relación a planos y ejes de referencia terrestre. Coordenadas locales: Dependen de la posición del observador. Son ejemplo de coordenadas locales las Coordenadas horizontales y Coordenadas horarias. Es decir un mismo astro en un mismo momento se ven bajo coordenadas horizontales diferentes por observadores diferentes situados en puntos diferentes de la Tierra. Coordenadas no locales: No dependen de la posición del observador. Son ejemplo de coordenadas no locales Coordenadas ecuatoriales, Coordenadas eclípticas, Coordenadas galácticas. 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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SISTEMAS

DE

POSICIONAMIENTO

POR

SATELITE

El GPS (Global Positioning System: sistema de posicionamiento global) o NAVSTAR-GPS es un sistema global de navegación por satélite (GNSS) que permite determinar en todo el mundo la posición de un objeto, una persona o un vehículo con una precisión hasta de centímetros (si se utiliza GPS diferencial), aunque lo habitual son unos pocos metros de precisión. El sistema fue desarrollado, instalado y actualmente operado por el Departamento de Defensa de los Estados Unidos. El GPS funciona mediante una red de 24 satélites en órbita sobre el globo, a 20.200 km, con trayectorias sincronizadas para cubrir toda la superficie de la Tierra. Cuando se desea determinar la posición, el receptor que se utiliza para ello localiza automáticamente como mínimo tres satélites de la red, de los que recibe unas señales indicando la identificación y la hora del reloj de cada uno de ellos. Con base en estas señales, el aparato sincroniza el reloj del GPS y calcula el tiempo que tardan en llegar las señales al equipo, y de tal modo mide la distancia al satélite mediante "triangulación" (método de trilateración inversa), la cual se basa en determinar la distancia de cada satélite respecto al punto de medición. Conocidas las distancias, se determina fácilmente la propia posición relativa respecto a los tres satélites. Conociendo además las coordenadas o posición de cada uno de ellos por la señal que emiten, se obtiene la posición absoluta o coordenadas reales del punto de medición. También se consigue una exactitud extrema en el reloj del GPS, similar a la de los relojes atómicos que llevan a bordo cada uno de los satélites. La antigua Unión Soviética construyó un sistema similar llamado GLONASS, ahora gestionado por la Federación Rusa.

 Actualmente la Unión Europea está desarrollando su propio sistema de posicionamiento por satélite, denominado Galileo.

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 A su vez, la República Popular China está implementando su propio sistema de navegación, el denominado Beidou, que prevén que cuente con entre 12 y 14 satélites entre 2011 y 2015. Para 2020, ya plenamente operativo deberá contar con 30 satélites. De momento (marzo 2011), ya tienen 7 en órbita. El Sistema Mundial de Navegación por Satélites (GLONASS) proporciona determinaciones tridimensionales de posición y velocidad basadas en las mediciones del tiempo de tránsito y de desviación Doppler de las señales de radio frecuencia (RF) transmitidas por los satélites GLONASS. El sistema es operado por el Ministerio de Defensa de la Federación Rusa y ha sido utilizado como reserva por algunos receptores comerciales de GPS. Tras la desmembración de la Unión Soviética y debido a la falta de recursos, el sistema perdió operatividad al no reemplazarse los satélites. En la actualidad el gobierno ruso espera que la constelación GLONASS vuelva a estar operativa completamente antes de 2010.Vulnerabilidades de los sistemas de posicionamiento por satélites. La vulnerabilidad más notable de los GNSS es la posibilidad de ser interferida la señal (la interferencia existe en todas las bandas de radionavegación). Existen varias fuentes de posible interferencia a los GNSS, tanto dentro de la banda como fuera de ésta, particularmente por enlaces de microondas terrestres punto a punto permitidos por varios estados (1559  –  1610 MHz). Estos enlaces se irán eliminando gradualmente entre los años 2005 y 2015. Las señales de los sistemas GNSS son vulnerables debido a la potencia relativamente baja de la señal recibida, pues provienen de satélites y cada señal cubre una fracción significativamente grande de la superficie terrestre. En aviación, las normas y métodos recomendados (SARPS) de la OACI para los GNSS exigen un nivel de rendimiento específico en presencia de niveles de interferencia definidos por la máscara de interferencia del receptor. Estos niveles de interferencia son generalmente acordes al reglamento de la Unión Internacional de Telecomunicaciones (UIT). La interferencia de niveles superiores a la máscara puede causar pérdida de servicio pero no se permite que tal interferencia resulte en información peligrosa o que induzca a error. Trabajos topográficos. Creación de redes locales catastrales urbanas (RLC).

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Para la obtención de cartografía única de gran presión de núcleos urbanos mediante fotogrametría analítica serán necesarias las siguientes redes: 

RGN-Red geodésica nacional.

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RGV-Red geodésica de 4to. Orden.



RB-Red básica local.



RTM-Red secundaria catastral o topometría municipal.



PR-Puntos radiados.



PA- Puntos de apoyo.

Esta red local catastral se materializara mediante la constitución de una red básica catastral, por los métodos de triangulación, poligonacion de precisión en malla o sistemas de posicionamiento por satélite (GPS), directamente enlazada con los vértices de la red geodésica nacionales construidos y con coordenadas calculadas, en la zona entorno a los núcleos, el establecimiento de una red secundaria catastral, por poligonacion clásica. Métodos topográficos para el establecimiento de la red básica catastral:

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Sistema GPS.

  Triangulación.



  Trilateración.





Poligonación.

Cuando la red básica catastral se observe y determine mediante métodos de posicionamiento por satélites (GPS) en la realización de los trabajos se tendrá en cuenta: En función de la superficie del suelo de naturaleza urbana de cada núcleo, se deberán establecer las siguientes configuraciones. a) Para núcleo urbanos menores de 200 hectáreas se implantaran no menos de tres vértices que sean visibles entre si y cuyas distancias entre ellos no sobrepasen los dos kilómetros.

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b) Para núcleos urbanos de superficie entre 200 y 400 hectáreas se implantaran no menos de cuatro vértices de forma que desde cada uno sean visibles como mínimo otros dos y que las distancias entre ellos no sobrepasen los dos kilómetros. c) La metodología de observación que se empleara en estos trabajos será la siguiente: posicionamiento ESTATICO RELATIVO o bien ESTATICO RAPIDO. d) La observación para definir la transformación de semejanza entre los sistemas de referencia geodésico y GPS. Se efectuara situado TRES receptores GPS. De doble frecuencia y código P en igual número de vértices geodésicos de la red nacional que cubran con holgura la zona/zonas de trabajo.

SISTEMAS DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICA Un Sistema de Información Geográfica (SIG) nos permite ver el mundo y lo que hay en él, con una perspectiva distinta.

permite

resolver

los

Las definiciones tradicionales describen a los SIG como un conjunto de hardware, software, datos personas y procedimientos; organizados para capturar, almacenar, actualizar, manejar, analizar y desplegar eficientemente rasgos de información referenciados geográficamente. Una definición más actual, y puntual es: la de un sistema que por medio de computadoras y datos geográficos ayuda a nuestro mejor entendimiento del mundo en que vivimos y nos problemas que diariamente afrontamos.

En casi todas las disciplinas se toman, muy a menudo, decisiones que tienen que ver con la geografía, inclusive en actividades de la vida cotidiana. Existen múltiples respuestas a preguntas que normalmente se haría un gerente, un administrador, un técnico o un ciudadano común, que podrían ser resueltas con la ayuda de un Sistema de Información Geográfica. La solución de muchos problemas requiere el acceso a diferentes tipos de información. El SIG permite almacenar y manipular información diversa usando la

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geografía como enlace, lo que posibilita analizar patrones, relaciones y tendencias.  A través de un SIG los mapas pueden ser integrados y correlacionados fácilmente con múltiples datos. De hecho, mediante un campo común de referencia, cualquier información en una tabla puede visualizarse en un mapa instantáneamente y cualquier problema representado en un mapa puede analizarse varias veces. Al contrario de lo que sucede con mapas tradicionales, los mapas en un SIG cambian dinámicamente en la medida que los datos alfanuméricos son actualizados. En la práctica, un SIG puede mapear cualquier información que este almacenada en bases de datos o tablas que tengan un componente geográfico, lo cual posibilita visualizar patrones, relaciones y tendencias. Con el SIG se tiene una perspectiva nueva y dinámica en el manejo de la información con el fin de ayudar a tomar mejores decisiones. El campo de utilización de los SIG es tan amplio, como el del quehacer geográfico, de manera que lo mismo es aplicable en materia de servicios a la población, que de actividades económicas, protección del medio ambiente, planeación de uso del suelo, administración de recursos naturales, análisis demográficos o Gestión de Riesgos, entre otros. La utilidad de los SIG no enfrenta dudas, sin embargo, su uso cada vez más extendido, sí expone riesgos, uno de éstos, tal vez el más importante, es que se suelen confundir los aspectos conceptuales del quehacer geográfico con la operación de la herramienta tecnológica, de donde se derivan incongruencias como, privilegiar la cuestión técnica por encima de la conceptual y la producción de nueva información no siempre confiable, aunque sí revestida de calidad y precisión; en consecuencia, el riesgo se sintetiza en el hecho de que dentro del proceso de toma de decisiones “… a los SIG se les adjudique un papel decisivo, que rebase el de mero instrumento técnico, casi como si tuvieran vida propia”.

No obstante, es irrefutable que casi todo lo que sucede en la vida cotidiana, sucede en algún lugar, saber dónde sucede resulta de vital importancia en cualquier toma de decisiones; por tanto, la información geográfica es fundamental. Los grandes problemas que aquejan hoy en día a la humanidad como son la sobrepoblación, el hoyo en la capa de

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ozono, la expansión del SIDA y otras enfermedades, la deforestación, los desastres naturales etc. tienen todos una dimensión geográfica que resulta crítica. La información geográfica es importante inclusive en situaciones como las de búsqueda de una nueva casa, ya que se tienen que tomar en cuenta una gran variedad de aspectos geográficos, tales como: sectores de estratificación, precio del terreno por colonia, cercanía a lugares como escuelas, supermercados e iglesias, vías de acceso, zonas de riesgo, etc. No es pues, una decisión simple, pero con la ayuda de un SIG se puede facilitar, de manera que se acomode a las especificaciones deseadas. De igual manera, los SIG también son valiosos instrumentos de apoyo en situaciones de mayor relevancia social, como cuando se considera el impacto de un fenómeno natural capaz de ocasionar un desastre; tal es el caso de la prevención de un terremoto; cuando se requiere, por ejemplo, información geológica y sísmica para ser analizada y enlazarla con la distribución geográfica de la infraestructura y ocupación del suelo de la región afectable, así como distintos indicadores demográficos. Asimismo, con un SIG se facilita la obtención de mejores resultados en la atención de la emergencia, en caso de suceder un desastre.

GPS TIPOS, MANEJO Y USOS El Global Positioning System (GPS) o Sistema de Posicionamiento Global originalmente llamado NAVSTAR, es un Sistema Global de Navegación por Satélite (GNSS) el cual que permite determinar en todo el mundo la posición de una persona, un vehículo o una nave, con una desviación de cuatro metros. El sistema fue desarrollado e instalado, y actualmente es operado, por el Departamento de Defensa de los Estados Unidos. El GPS funciona mediante una red de satélites que se encuentran orbitando alrededor de la tierra. Cuando se desea determinar la posición, el aparato que se utiliza para ello localiza automáticamente como

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mínimo cuatro satélites de la red, de los que recibe unas señales indicando la posición y el reloj de cada uno de ellos. En base a estas señales, el aparato sincroniza el reloj del GPS y calcula el retraso de las señales, es decir, la distancia al satélite. Por "triangulación" calcula la posición en que éste se encuentra. La triangulación consiste en averiguar el ángulo de cada una de las tres señales respecto al punto de medición. Conocidos los tres ángulos se determina fácilmente la propia posición relativa respecto a los tres satélites. Conociendo además las coordenadas o posición de cada uno de ellos por la señal que emiten, se obtiene la posición absoluta o coordenadas reales del punto de medición. También se consigue una exactitud extrema en el reloj del GPS, similar a la de los relojes atómicos que desde tierra sincronizan a los satélites.

USOS DE UN RECEPTOR GPS Naturalmente, podemos utilizar nuestro receptor GPS para todo aquello en lo que creamos que nos puede ser útil. No obstante, debemos tener en cuenta que son, exclusivamente, receptores de datos que calculan nuestra posición exacta y que no trabajan con ningún dato analógico (temperaturas, presión, humedad...). Son dispositivos extraordinariamente útiles para cualquier tarea de navegación, seguimiento de rutas, almacenamiento de puntos para posteriores estudios, pero en ningún caso podemos esperar deducir datos atmosféricos a partir de ellos. Sin embargo, también debemos valorar que, incluso, los modelos más "pequeños" que los fabricantes de GPS ponen a disposición de la navegación personal, son una evolución de los sistemas de navegación aeronáutica y marítima que se han ido perfeccionando diariamente desde hace años. Esto supone una serie de ventajas importantes para los usuarios de GPS para la navegación personal terrestre.

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En primer lugar, una cuestión de escala. Está claro que las dimensiones de la navegación aeronáutica y marítima respecto de las dimensiones de la navegación terrestre, incluso con vehículos motorizados, son mucho mayores. Esto significa que los receptores "pequeños" también disponen de los recursos de navegación y de la exactitud de los grandes sólo que los primeros disponen de funciones menos sofisticadas que estos últimos para la propia navegación. Todo esto lo podemos sintetizar diciendo que un receptor GPS nos proporciona, para la navegación terrestre, muchas más prestaciones que las que podemos necesitar para orientarnos. Los seguimientos de desvío de rumbos, los seguimientos de rutas, brújulas electrónicas, etc., son funciones que podemos encontrar en nuestros "pequeños" GPS. Para aquellos que necesiten un GPS para situar puntos más que para orientarse o navegar, como cartógrafos, geógrafos, topógrafos, geólogos, etc., deberán valorar qué tipo de trabajo de campo van a desarrollar, de tal forma que puedan deducir si necesitan más o menos funciones de navegación, o más o menos capacidad de almacenamiento de puntos, y decidir cuáles son sus necesidades y prioridades para utilizar estos dispositivos.

TIPOS DE GPS Son receptores GPS que registran el recorrido, permiten seguir rutas pre marcadas, y se pueden conectar a un ordenador para descargar o programar las rutas. Este tipo de GPS se puede encontrar con y sin cartografía, y resultan ideales para su uso al aire libre, MTB, senderismo, montaña, etc...  Algunos modelos llevan incluida una brújula y/o un barómetro electrónicos. Su sistema operativo y software es totalmente cerrado, no se puede modificar ni añadir nada.

NAVEGADORES.

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Similares a los anteriores, pero orientados a su uso en ciudad y carretera, y mucho más modernos, los dos GPS Navegadores que se muestran a continuación permiten introducir un destino sobre la marcha y el Navegador calcula la ruta, basándose en su cartografía. Estos GPS generalmente no graban el recorrido ni se conectan a un PC, y en teoría son sistemas cerrados aunque en la práctica algunos modelos se pueden modificar, descubriendo que corren sobre WindowsCE, aunque siempre con un hardware muy limitado.

GPS INTEGRADOS. Últimamente muchos dispositivos móviles, PocketPc oteléfonos móviles, llevan ya un GPS integrado, son modelos de gama alta (es decir, caros). Para quien pueda permitírselo, es una buena opción. Sin embargo la misma funcionalidad se obtiene con un PocketPc o un móvil más popular, añadiéndole un GPS Bluettoth.

CONCLUSIONES Como conclusión el sistema de coordenadas ecuatoriales y locales es muy importante ya que nos ayuda a tener una buena localización ya se referencia con algunos puntos de la tierra como son latitud y longitud al igual que localiza también puntos celestes para triangular y dar una mejor información los puntos celestes que se toman en estas coordenadas son la declinación y la ascensión recta. El sistema de posicionamiento por satélite (GPS) es de las usados y mas útiles hasta la fecha puesto que te da una mejor ubicación por su alta tecnología es la herramienta más usada para localizar o ubicar en la topografía además de ser muy útil es muy fácil de manejar. El sistema d información geográfica es un sistema muy útil ya que además de darte la información la almacena y la despliega para después poderla manipular, en el sentido más estricto, es cualquier sistema de información capaz de integrar, almacenar, editar, analizar, compartir y mostrar la información geográficamente referenciada. Los receptores gps los cuales registran el recorrido, permiten seguir rutas pre marcadas, y se pueden conectar a un ordenador para descargar o programar las rutas. Los cuales son muy importantes.

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BIBLIOGRAFIA: http://www.alfaomega.com.mx/interiorProducto.php?seccion_product_id=46 24 http://ocw.utpl.edu.ec/ingenieria-civil/topografia-aplicada/lecturacomplementaria-3-replanteo-y-calculo-de-volumenes.pdf  http://html.rincondelvago.com/topografia_5.html

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