levantamiento y nivelacion

jueves, 18 de noviembre de 2010

El replanteo es el proceso inverso a la toma de datos, y consiste en plasmar en el terreno detalles representados en planos, como por ejemplo el lugar donde colocar pilares de cimentaciones, anteriormente dibujados en planos. El replanteo, al igual que la alineación, es parte importante en la topografía. Ambos son un paso importante para luego proceder con la realización de la obra.
La fotogrametría es una técnica para determinar las propiedades geométricas de los objetos y las situaciones espaciales de seres vivos a partir de imágenes fotográficas. Puede ser de corto o largo alcance.
La palabra fotogrametría deriva del vocablo "fotograma" (de "phos", "photós", luz, y "gramma", trazado, dibujo), como algo listo, disponible (una foto), y "metrón", medir.
Por lo que resulta que el concepto de fotogrametría es: "medir sobre fotos". Si trabajamos con una foto podemos obtener información en primera instancia de la geometría del objeto, es decir, información bidimensional. Si trabajamos con dos fotos, en la zona común a éstas (zona de solape), podremos tener visión estereoscópica; o dicho de otro modo, información tridimensional.
Básicamente, es una técnica de medición de coordenadas 3D, también llamada captura de movimiento, que utiliza fotografías u otros sistemas de percepción remota junto con puntos de referencia topográficos sobre el terreno, como medio fundamental para la medición.
La Taquimetría es un método de medición rápida de no mucha precisión. Se utiliza para el levantamiento de detalles donde es difícil el manejo de la cinta métrica, para proyectos de Ingeniería Civil u otros.

 Taquimetría corriente de mira vertical

Es la medición indirecta de distancia con teodolito y mira vertical. Utilizando un teodolito que en su retículo tenga los hilos estadimétricos, se toman los ángulos verticales de dos puntos de la mira. Con una simple ecuación se calcula la distancia requerida. Su precisión es de 1:750. 100

 Taquimetría tangencial de mira vertical

Como en el caso de Taquimetría corriente con mira vertical, se utilizan los mismos instrumentos pero de manera diferente. Lleva el nombre de tangencial porque, para la determinación de las distancias, las fórmulas utilizan la función trigonométrica Tangente. Este método es un poco más preciso que la taquimetría corriente. Su precisión es de 1:750 a 1:1500.

 Taquimetría de mira horizontal

Medición indirecta de distancia con teodolito y mira horizontal, o conocida también como estadía de invar. En este método solo se pueden medir distancias horizontales. Su precisión es de 1:4000 a 1:50000. También es llamado Método paraláctico, por basarse en la resolución de un ángulo agudo muy pequeño, generalmente menor a 1 grado, como los ángulos de paralaje astronómico.
No era un método de un uso muy extendido, ya que la mira paraláctica o estadía de INVAR tenía un costo excesivo, pero su alcance y su precisión lo hacían especialmente útil en trabajos topográficos, aunque ha caído en desuso con el advenimiento de los métodos electrónicos, los electrodistanciómetros, las estaciones totales y los instrumentos basados en el G.P.S.
Consiste en la resolución de un triángulo rectángulo angosto del que se mide el ángulo más agudo; el cateto menor es conocido ya que es la mitad de una mira (llamada paraláctica), horizontal fabricada en un material sumamente estable, generalmente Invar, de dos metros de largo (se eligió esta longitud de 2,00 m porque la mitad es 1,00 m lo que luego facilita el cálculo); y el cateto mayor es la distancia (D) que queremos averiguar, la cual se deberá calcular.

declinacio magnetica

La declinación magnética en un punto de la tierra es el ángulo comprendido entre el norte magnético local y el norte verdadero (o norte geográfico). En otras palabras, es la diferencia entre el norte geográfico y el indicado por una brújula (el denominado también norte magnético). Por convención, la declinación es considerada de valor positivo cuando el norte magnético se encuentra al este del norte verdadero, y negativa si se encuentra al oeste.
El término variación magnética es equivalente al de declinación y es empleado en algunas formas de navegación, entre ellas la aeronáutica. Las curvas de igual valor de declinación magnética se denominan curvas Isogónicas; entre ellas, aquéllas que poseen un valor nulo se denominan curvas agónicas (una brújula ubicada en una posición comprendida en una curva agónica apuntará necesariamente al norte verdadero, ya que su declinación magnética es nula)'.
Declinación magnética.
Cambio de la declinación en el tiempo y en el espacio La declinación magnética no es siempre de igual valor; depende del lugar en el que se ubique, llegando a variar sensiblemente de un lugar a otro. Por ejemplo, un viajero que se mueva desde la costa Oeste de Estados Unidos a la costa Este puede sufrir una variación de la declinación magnética de entre veinte y treinta grados. El valor de la declinación magnética varía, además, a lo largo del tiempo. De esta forma, por ejemplo, una brújula colocada en el centro de Padua en 1796 no marca el mismo valor que si se coloca exactamente en el mismo sitio en la actualidad.
En la mayoría de los lugares la variación es debida al flujo interno del núcleo de la tierra. En algunos casos se debe a depósitos subterráneos de hierro o magnetita en la superficie terrestre, que contribuyen fuertemente a la declinación magnética. De forma similar, los cambios seculares en el flujo interno del núcleo terrestre hacen que haya un cambio en el valor de la declinación magnética a lo largo del tiempo en un mismo lugar.
La declinación magnética en un área dada cambia muy lentamente dependiendo de lo alejado que se encuentre de los polos magnéticos, y puede llegar a mostrar una velocidad de cambio de entre 2 y 25 grados por cada cien años. Este cambio, que resulta insignificante para la mayoría de los viajeros, puede ser importante para los estudios de los viejos mapas.

cartera de poligonal

GPS

El GPS convencional presenta dificultades a la hora de proporcionar posiciones precisas en condiciones de baja señal. Por ejemplo, cuando el aparato está rodeado de edificios altos (como consecuencia de la recepción de múltiples señales rebotadas) o cuando la señal del satélite se ve atenuada por encontrarnos con obstáculos, dentro de edificios o debajo de árboles. De todos modos algunos de los nuevos aparatos GPS reciben mejor las señales de poca potencia y funcionan mejor en estas condiciones que aparatos más antiguos y menos sensibles.

Además, la primera vez que los receptores GPS se encienden en tales condiciones, algunos sistemas no asistidos no son capaces de descargar información de los satélites GPS como el "almanaque" y la "efemérides" (términos traducidos del inglés), haciéndolos incapaces de funcionar, triangular o posicionarse hasta que se reciba una señal clara durante al menos un minuto. Este proceso inicial, denominado primer posicionamiento o posicionamiento inicial (del inglés TTFF (Time To First Fix) o tiempo para el primer posicionamiento), suele ser muy largo en general, incluso según las condiciones, de minutos.

Un receptor A-GPS o GPS asistido puede solucionar estos problemas de diversas formas mediante el acceso a un Servidor de Asistencia en línea (modo "on-line") o fuera de línea (modo "off-line"). Los modos en línea acceden a los datos en tiempo real, por lo que tienen la necesidad de tener una conexión de datos activa con el consiguiente coste de la conexión. Por contra, los sistemas fuera de línea permiten utilizar datos descargados previamente.

Por tanto, algunos dispositivos A-GPS requieren una conexión activa (modo en línea) a una red celular de teléfono (como GSM) para funcionar, mientras que en otros simplemente se hace el posicionamiento más rápido y preciso, pero no se requiere conexión (modo fuera de línea). Los dispositivos que funcionan en modo fuera de línea ("off-line"), descargan un fichero mientras tienen acceso a la red (ya sea a través de una conexión de datos GPRS, Ethernet, WIFI, ActiveSync o similar) que se almacena en el dispositivo y puede ser utilizado por éste durante varios días hasta que la información se vuelve obsoleta y se nos avisa de que es preciso actualizar los datos o en lugares sin conexión de datos.
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En cualquier caso, el sistema de GPS asistido utilizará los datos obtenidos, de una u otra forma, de un servidor externo y lo combinará con la información de la celda o antena de telefonía móvil para conocer la posición y saber qué satélites tiene encima. Todos estos datos de los satélites están almacenados en el servidor externo o en el fichero descargado, y según nuestra posición dada por la red de telefonía, el GPS dispondrá de los datos de unos satélites u otros y completará a los que esté recibiendo a través del receptor convencional de GPS, de manera que la puesta en marcha de la navegación es notablemente más rápida y precisa.

Por tanto:

Cuando trabajamos en modo en línea ("on-line"):
El servidor de asistencia puede hacer saber al teléfono su posición aproximada conociendo la celda de telefonía móvil por la que se encuentra conectado a la
red celular.
El servidor de asistencia recibe la señal de satélite perfectamente, y posee grandes capacidades de cómputo, por lo que puede comparar señales recibidas procedentes del teléfono y determinar una posición precisa para informar al teléfono o a los servicios de emergencia de tal posición.
Puede proveer datos orbitales de los satélites GPS al teléfono, haciéndolo capaz de conectarse a los satélites, cuando de otra manera no podría, y calcular su posición de manera autónoma.
Puede tener mejor conocimiento de las condiciones
ionosféricas y otros errores que podrían afectar la señal GPS que el teléfono, dotándolo de un cálculo más preciso de su posición. (Vea también Wide Area Augmentation System)

Como beneficio adicional, puede reducirse tanto la utilización de
CPU como la cantidad de líneas de código que se necesiten calcular por parte del teléfono, ya que muchos procesos se realizan en el servidor de asistencia (no es una gran cantidad de procesamiento para un receptor GPS básico - muchos de los primeros receptores GPS corrían sobre Intel 80386 a 16 Mhz o hardware similar).

Cuando trabajamos en modo fuera de línea ("off-line"):
El teléfono obtiene su posición aproximada conociendo la celda de telefonía móvil por la que se encuentra conectado a la
red celular y se la entrega al sistema integrado en el dispositivo.
El GPS asistido, que habrá obtenido previamente del servidor de asistencia los datos, determina qué satélites tenemos encima y obtiene la posición completando los datos parciales que recibe el receptor GPS convencional.

Algunos sistemas funcionan tanto en un modo como en otro (dependiendo de si tenemos activa una conexión de datos o no), resultando muy versátiles.

domingo, 12 de septiembre de 2010

FOTOGRAMETRIA


La fotogrametría es el conjunto de métodos y procedimientos mediante los cuales podemos deducir de la fotografía de un objeto, la forma y dimensiones del mismo; el levantamiento fotogrametrico es la aplicación de la fotogrameria a la Topografía. La fotogrametria no es una ciencia nueva, ya que los principios matemático en que se basa son conocimientos desde hace mas de un siglo, sin embargo sus aplicaciones topográficas son mucho más reciente.
Las aplicaciones de la fotogrametria, no son solo topográficas, que es una eficaz ayuda en medicina legal y criminalista, así como en investigaciones policiacas, en escultura y arquitectura que se valen de ella para la reproducción y medida de cuerpos y objeto diversos. Gracias a esta se pudo reconstruir muchos monumentos destruidos durante las guerras mundiales, entre ellos la celebre catedral de Reims.
También se utiliza la fotogrametria en meteorología, astronomía, balística, geología, hidráulica, etc.


Etapas de la fotogrametría

En la historia de la fotogrametria se pueden distinguir tres etapas: la fotogrametria ordinaria, la estereofotogrametria analítica y la estereofotogrametria automática.
Ya antes del invento de la fotografía, Lambert, Matemático, físico y filosofo de origen frases, estableció en 1759 los fundamentos para resolver el problema de la restitución perspectiva.
A partir de 1858 el francés Laussedat, consiguió obtener planos exactos de edificios y pequeñas extensiones de terreno a partir de la fotografía, siendo este el primer inicio del fotogrametria, que en su día se conoció con el nombre de fogrametria ordinaria.
Este método tuvo en vigor hasta el principio del presente siglo; el inconveniente más grande que tenia este sistema era a la identificación de un mismo punto en dos fotografías tomadas desde distintos punto de vista.
Aunque se continuaba trabajando con la fotogrametria con la fotogrametria, se tropezaba con dificultades de importancia, ya que la restitución de un punto implicaba una gran cantidad de cálculos, hasta que en 1901 Pulfrich aplico el principio de la visión en relieve para efectuar medidas estereoscópicas por medio de un aparato de su invención que se denomino estereocomparador, y con el cual se deducían las coordenadas punto por punto; dando comienzo a la segunda etapa.
En 1909 se dio el paso definitivo para la consagración de la fotogrametria terrestre, gracias al teniente Austríaco Von Orel al construir el aparato denominado estereoautografo, primer aparato utilizado para la construcción y dibujo automático de planos, en el caso de ejes obticos horizontales.
La tercera etapa comienza con el desarrollo de la aviación y la necesidad de los verigerantes de ambos bandos de la primera guerra mundial de obtener fotografías aéreas del campamento contrario. En la fotogrametria aérea la cámara esta en movimiento, y para poder efectuar la restitución, es preciso conocer el punto exacto en que se impresiono el fotograma.
Para solucionar este obstáculo después de diversos ensayos, se tuvo que volver al antiguo teorema de Terrero-Hauck, permitió conseguir la orientación relativa de cada dos fotografías consecutivas por método exclusivamente óptico y mecánicos.
La fotogrametria no ha eliminado a la topografía, por el contrario, a pesar de los avances realizados en los métodos fotogrametricos para eliminar las operaciones topográficas que sirven de base a los levantamientos de la fotogrametria, esta base que enlaza el terreno con la cámara fotogrametrica ha de existir.


La Cámara Fotográfica


Cuando los rayos luminosos que parten de un objeto P, penetran atravez de un pequeño orificio en una caja cerrada (cámara oscura) forman una imagen real e invertida del objeto P, conservando las proporciones del mismo.
La cámara oscura puede considerarse como un antecedente de la cámara fotográfica, en la que el orificio es sustituido por un objetivo, que es una lente o un conjunto de lentes, y la imagen se forma sobre un plano A' B', en el que hay una emulación sensible a la luz, sobre la que impresiona la imagen formada.
En fotogrametria terrestre se opera con cámaras fotográficas montadas sobre un teodolito o taquimetro, con lo que obtiene el fototeodolito, fototaquimetro o el fotogrametro, puede tener también anteojo estadimetrico.
Al igual que los teodolitos, estos aparatos van provistos de los correspondientes tornillos de presión y de coincidencia, para lograr una perfecta puntería al punto visado, y como el anteojo es solidario a la cámara fotográfica con ambos se visa el mismo punto.
El anteojo del teodolito tiene un aumento de 28 veces y un objetivo de gran abertura y enfoque interno, que se realiza haciendo girar el manguito de enfoque situado alrededor del tuvo del anteojo.
La cámara fotográfica tiene una distancia focal de 165 mm; el tamaño de las placas de cristal que utiliza es de 100 x 150 mm.
Las cámaras fotogrametricas que se emplean para tomar fotografías desde los aviones son pocos parecidas a las ordinarias, estando todos sus elementos adaptados al trabajo especial que realizan. Se dividen en dos grandes grupos: cámaras de mano y cámaras automáticas; las primeras se emplean cuando solo se necesitan vistas aisladas o muy poco seguidas y las segundas cuando hay que hacer un gran numero de fotografías seguidas.
Las cámaras automáticas, llamadas cinematográficas o toposeriografos, son las verdaderas cámaras fotogrametricas aéreas, van situada sobre el piso del avión por intermedio de una suspensión antivibrante y llevan una serie de dispositivos para que las operaciones propias de obtención de fotografía se realicen de un modo automático.
Las cámaras fotogrametricas aéreas están constituidas por las cámaras propiamente dichas, un almacén de negativos y un dispositivo de mando.
Para distinguir mejor determinadas especies de arboles cuando se trata de hacer el censo de las existencias forestales, se puede aplicar la fotografía por rayos infrarrojos.


Fotogramas

Un fotograma es una vista aérea en la que además de las senales que permiten determinar su centro, se impresionan en los arboles, mediante signos o abreviaturas convencionales, diversos datos que interesan conocer para su utilización posterior, como son: distancia focal, posición del nivel, altura del vuelo, hora en que se ha tomado la vista, etc.


Restitución de Fotogramas

Restituir un punto de un fotograma es determinar su situación relativa respecto a otros que parezcan también en él y tengan una situación conocida lo que se consigue cuando se conoce su altitud y sus coordenadas planimetricas respecto a un sistema de referencia escogido de antemano.


Principios de la fotogrametría


El objeto de la fotogrametria es pasar de la proyección cónica que constituye el fotograma a la proyección ortogonal que es el plano topográfico.
El conocimiento de las coordenadas de algunos puntos identificados en el fotograma, así como las direcciones del eje de la cámara fotogrametrica, nos resolvería el problema de la restitución.


División de la fotogrametria


La fotogrametía puede ser tanto terrestre como aérea.


En la fotogrametria terrestre, el punto de vista es fijo, y se determina sus coordenadas así como la orientación del eje de la cámara. En la aérea por el contrario, el punto de vista esta en movimiento y son desconocidas sus coordenadas así como la dirección del eje de la cámara; por ello es más fácil realizar las restituciones en la terrestre y más sencillas las cámaras utilizadas.


Fotogrametría digital:


Recientemente se ha puesto en marcha el área de Fotogrametría digital, encargada del análisis de fotografías aéreas. Su objetivo es levantar información topográfica y gráfica de accidentes geográficos y trabajar en coordinación con el grupo de Sistemas de Información Geográfica del Programa Manejo de Tierras en América Latina.


El trabajo que realiza el área de Fotogrametría digital tiene diferentes aplicaciones:


- Almacenamiento de datos de elevación para mapas topográficos digitales en base de datos nacionales.


- Problemas de cortes y rellenos en diseño de vías.


- Análisis de visibilidad en planeamiento urbano.


- Planeamiento de vías, canales de riego o drenajes, localización de presas.


- Análisis estadístico y comparación de diferentes tipos de terreno.


- Análisis y cálculo de pendientes del terreno, mapas de aspectos y perfiles de pendientes que puedan ser utilizados para preparar estudios geomorfológicos, estimar perdidas por erosión.


- Mostrar información temática o por combinación de datos del relieve con datos temáticos como suelos, uso del suelo o vegetación.


- Proporcionar datos sobre modelos de simulación de deslizamientos o procesos de deslizamientos.


- Remplazar la altitud por otros atributos de variación continua, el D.T.M. Puede representar niveles de polución de agua subterránea, población, costos etc.
• Restituciones monofotogramétricas y estereofotogramétricas a medida aplicando la metodología y técnicas de fotogrametría terrestre y aérea.
•Modelación y análisis de la superficie terrestre, modelos 3-dimensionales (DEM)
•Clasificación y visualización de la vegetación, suelos y otros fenómenos naturales mediante fotogrametría