Topografía GENERAL

TOPOGRAFIA GENERAL

1-)DEFINICION.-Es la Ciencia y arte encargada de determinar el posicionamiento de puntos sobre la superficie de la tierra mediante la medida de: a) distancias, según las 3 dimensiones del espacio, b) 2 distancias y una elevación, c) 1 distancia, 1 dirección y 1 elevación. Luego, efectuar efectuar cálculos y dibujar estos puntos en un plano a escala. B B

y B a

 A

x (a)

 A

h b

(b)

C

α  A (c)

2-) CLASES DE LEVANTAMIENTOS: 2,1) LEVANTAMIENTOS TOPOGRAFICOS: Son aquellos que se efectúan en superficies de pequeña y mediana extensión, y que por lo tanto se hacen despreciando la curvatura de la tierra y considerándola como un plano. Son estudiados por la Topografía. Se consideran las medidas en mts. 2,2) LEVANTAMIENTOS GEODESICOS: Son aquellos que se efectúan en terrenos de gran extensión y que consideran la curvatura de la tierra. Son estudiados por la Geodesia.

Se consideran las medidas como un arco, dándolas en: longitud, latitud y altura.

3-) CLASIFICACION CLAS IFICACION DE LOS LEV LE VANTAMIENTOS ANTAMIENTOS TOPOGRAFICOS: 3,1) Levantamientos de Terrenos en General : Marcar o localizar Linderos, medir y dividir superficies, ubicar terrenos en planos generales, proyectar obras y construcciones. 3,2) Topografía de vías de comunicación : Elaborar proyectos de caminos, ferrocarriles, ferrocarriles, canales, líneas de transmisión, acueductos, etc. 3,3) Topografía de Minas: Determinar, fijar y controlar la posición y avance de los trabajos mineros subterráneos y de superficie, y relacionarlos con los Planos Generales de superficie. 3,4) Levantamientos Catastrales: Fijar linderos o estudiar obras urbanas. Se efectúan en ciudades, zonas urbanas, municipios. 3,5) Levantamientos Aereos: Se efectúan mediante la fotografía desde aviones, constituyendo elementos muy valiosos para los demás levantamientos topográficos. topográficos.

4-) METODOS DE LEVANTAMIENTOS TOPOGRAFICOS 4,1-) Método de Levantamiento con cinta únicamente. Se puede efectuar: 1,1) Medida de distancias. 1,2) Cálculo de áreas. 1,3) Determinación de la distancia a un punto inaccesible pero visible. 4,2-) Método de Radiación usando el teodolito para la medida de ángulos y de distancias directas y/o indirectamente; así como la ubicación de puntos importantes importantes o de relleno. Este Método utiliza una sola estación para la ubicación del teodolito, y desde aquí ubica puntos, midiendo las distancias y los azimuts.

• • A x •

B x

(N) N xC

(W) F x

(E) xD xE (S

4,3-) Método de Poligonación: mediante la ubicación de puntos se formarán poligonales, de diferente número de lados. Cada punto de la Poligonal será el vértice del polígono y servirá de estación para el teodolito, habiendo tantas estaciones como vértices tenga el polígono. Aquí se medirán los ángulos

horizontales y la longitud de los lados. De cada una de las estaciones se podrán armar radiaciones a fin de ubicar otros puntos importantes del terreno; así mismo se determinarán sus cotas utilizando la taquimetría. Se pueden armar 2 tipos de poligonales: poligonal cerrada (para trabajos de construcción superficial en general) y poligonal abierta (para el trazo de carreteras, canales, tuberías, etc.)

A I

B C

D F E

H

G

POLIGONAL CERRADA

LA TRIANGULACION .- Levantamiento topográfico en la que se elabora una red de triángulos, con una base inicial y otra final. Las estaciones de los teodolitos se ubicarán en cada vértice de los triángulos para las correspondientes medidas de los ángulos horizontales . Las medidas de las bases se efectúa con cinta metálica y se les hará las correcciones: de estandarización, catenaria, horizontalidad y temperatura. 4,4-)

a) RED FORMADA POR TRIANGULOS INDEPENDIENTES

G

D

B

E II III

I  A

VI 2

IV V

C

F

E

b) RED FORMADA POR RECTANGULOS C B 4 23  A

2 1

5

G

E

6 7

H

8 D

La longitud de los lados de los triángulos se hará empleando la ley de senos de la Trigonometría, a fin de calcular la longitud de la base final y compararla con la medida efectuada con cinta metálica.

5)Topografía Automatizada

¿Qué es la topografía Automatizada ? Es la automatización de la mayoría de las funciones operativas de los instrumentos topograficos  A nivel de terreno como las de oficina la automatización de la topografía mejora substancialmente la precisión del trabajo, y sobre todo el tiempo de ejecución en terreno con sus tareas de oficina. Sin embargo, la automatización no puede reemplazar los criterios técnicos tomados en terreno. Además el procesamiento con el software requiere de la observación del profesional que participó en las mediciones En definitiva estas nuevas tecnologías requieren una adecuada formación.

¿Cómo es su estructura?

¿QUE DIFERENCIA CON LA TOPOGRAFIA CONVENCIONAL ?

Topografía Convencional

Topografía Automatizada

Medición Angular a través de un Limbo Graduado de Cristal

Medición Angular a través de un codificador  Incremental

Lectura Angular mediante un microscopio de lectura

Lectura angular en pantalla de Cristal Liquido (LCD)

Medida de distancias con Mira a Través de hilos reticulares y cálculo por  fórmula

Medida de distancias electrónicamente con prismas y rayos infrarrojos; mostrado en pantalla

Cálculo por fórmula de distancia Horizontal, Distancia inclinada y diferencia de altura en gabinete

Lee directamente y muestran en la pantalla distancia horizontal, distancia inclinada y diferencia de altura

En un día se miden aprox. 500 puntos y trascripción a la libreta de campo.

En un día se pueden medir  mas de 1500 puntos y almacenarlos en la memoria o libreta

Topografía Convencional

Topografía Automatizada

Máxima medición de distancias: 400 m

Máxima medición de distancias: + 10 Km

Baja precisión en la medida de distancias

 Alta precisión en la medida de distancias

¿Que beneficios reporta la Topografía Automatizada ?

-

Reducción de Tiempos Reducción de Equipos Reducción de costo Operativo Reducción de esfuerzo Humano

Menor Costo

Diagrama de Resumen ESTACION TOTAL

TOMA DE DATOS  ALMACENAMIENTO

LIBRETA ELECTRONICA

INGRESO DE DATOS PROCESAMIENTO PROCESO DE ANALISIS

COMPUTADORA

PROCESO DE TRAZADO

SALIDA DE DATOS GRAFICA

PLOTTER (Planos)

EXPORTACION

Diskettes,CD,Zip,etc

5,1)ESTACION TOTAL

RESEÑA HISTORICA

 Aprox.  Año 1920

Se fabrican los Primeros limbos de cristal transparente

Teodolito alcanza Su máximo diseño. Precisión alcanzada hasta fracciones de segundo (Med Ang) (Aparece Método de Triangulación)

 Aparece el primer  Distanciómetro Electrónico(Geo dímetro)

 Año 1948 Empleo de Teodolito y distanciómetro

Mejora la precisión en la medición de Distancias (Precisión: 5mm + 1 ppm) (Aparece la trilateración) Información redundante (Empleo del método de Mínimos Cuadrados)

Inicios 1985

Inicios 1990

Se acopla el Distanciómetro al Teodolito

Se acopla el Distanciómetro  Al teodolito

 Aparece la Estación Total Modular 

 Aparece la Estación Total Integrada

LA ESTACION TOTAL “Es el instrumento que resulta de la integracion en un solo

Equipo del sistema electrónico de medida de ángulos y el Sistema electroóptico para la medida de distancias, con Un microprocesador para el cálculo automático de datos Topográficos”. Es un sistema integrado porque todo trabaja en bloque Este Sistema consta de:

-

Teodolito electrónico Distanciómetro Colectora (Libreta Electrónica de Campo) Programas y Funciones Especiales

TEODOLITO ELECTRONICO Es el instrumento que nos permite obtener medidas  Angulares, y con la aplicación de la informática nos permite mostrar estas medidas en una pantalla de cuarzo líquido (LCD) Para la lectura de estas de estas medidas existen dos sistemas de lectura: Sistema Incremental y Sis tema Absoluto La precisión varia entre 1” y 10” (Estos números son

valores estadísticos que dependen del equipo)

DISTANCIOMETRO Es el instrumento que realiza la medición de distancias, pudiendo ser: Electromagnético, cuando utilizan microondas, o electroópticos, cuando utilizan luz láser o infrarrojo Los distan ciómetros de luz visible ( láser ), utilizan como portadora láser gaseoso de He-Ne, los de luz infraroja Utilizan como fuente portadora diodo láser de arseniuro de galio

Las estaciones que trabajan con luz infraroja requiere necesariamente tener un prisma (espejo) en la cual la señal rebote. El alcance máximo depende del equipo ( 1 a 6 km) y del número de prismas que se este utilizando. En caso de tener estaciones que trabajen con luz láser, no necesitan prisma para leer distancias de hasta 80 m.  A mayor cantidad de prismas mayor distancia se puede observar.

Luz láser 

Luz Infrarojo Distancia(m) 1200

Características Con Miniprisma

Distancia (m) Características 80

Sin prisma

3500

Con un prisma GPR1

5000

Con 1 prisma GPR1

4500

Con 3 prismas

7500

Con 3 prismas

PRISMA Es un elemento externo de medicion, que se coloca en forma perpendicular a la visual. “ Es la resultante de truncar el vértice de un cubo, y esta formado por una pirámide trirectangular de lados isosceles y base equi látera. Son de vidrio macizo, y su fundamento Se basa en que el rayo luminoso incidente que llega a la base equilátera es devuelto paralelo a la entrada tras una triple reflexión”  A mas prismas mas distancia se puede medir.

 ALGUNOS TIPOS DE PRISMAS

MARCA

CANTIDAD DE PRISMAS

DISTANCIA (m)

01 Prisma

900

03 Prismas

1200

01 Prisma

2500

03 Prismas

5000

01 Prisma

2500

03 Prismas

3500

TOPCON LEICA

GEODIMETER

Para la medición de distancias de alta precisión es Indispensable que el prisma este colocado sobre una base nivelante

Base Nivelante con prisma y portaprisma

PORTA PRISMA CON PRISMA

ESTACION TOTAL TOPCON

ESTACION TOTAL GEODIMETER

ESTACION TOTAL LEICA

ESTACION TOTAL PENTAX

COLECTORA (LIBRETA DE CAMPO ELECTRONICA) Es el componente de la estación Total donde se almacenan Los datos tomados en campo En estas colectoras ademas de almacenar  datos de campo, almacenan los programas de topografía que permiten procesar los datos tomados en campo Existen dos tipos de colectoras : - Colectoras Externas - Colectoras Internas

CLASIFICACION DE LAS ESTACIONES TOTALES

POR SU PRECISION: Entre 1” Y 10” en medición de ángulos

Desde ( 2mm + 2ppm) hasta ( 3mm + 10 ppm) en distancias

POR EL TIPO DE MEMORIA: -

Interna Externa Tarjeta

POR CAPACIDAD DE ALMACENAMIENTO: -

5000, 10000, Hasta 15000 puntos

POR SU ALCANCE: De 1.5, 5 Hasta 10 KM, dependiendo del modelo Del numero de prismas y las condiciones atmosféricas

PARTES PRINCIPALES DE LA ESTACION TOTAL

Tornillo de fijación vertical (600M) Tornillo micrométrico de ajuste del ángulo vertical de dos velocidades (600M) Tornillo micrométrico de ajuste del ángulo horizontal de dos velocidades (600M) Tornillo de fijación horizontal (600M)

Miras Tapa Lateral

Unidad central (Batería, tracklight  o seguidor) Servomando de movimiento vertica (600S) Servomando de movimiento Unidad central (Batería, tracklight  Teclado o seguidor) (Alfanumérico ) Servomando de movimiento vertica (600S)

Colimador 

Seguro de Batería Perilla de enfoque Ocular  Batería

Tornillo de fijación del telescopio Tablero de la Pantalla

Teclado

Tornillo de Nivelación

Tornillo de centrado

Tornillo de fijación superior