Topografia Subterranea: Los trabajos topográficos en el interior de las minas forzosamente son distintos a los de superficie, debido a las condiciones particulares de trabajo en el subsuelo; las galerías profundas, angostas, mal iluminadas, húmedas y no bien ventiladas, hacen que los métodos y los instrumentos utilizados en la superficie no puedan ser utilizados sin una adaptación especial.

Topografia minera subterranea

En el interior de las minas es muy fácil desorientarse cuando no se ha adquirido una práctica en trabajos de interior y está demostrado que un técnico no especializado en levantamientos topográficos subterráneos se desorienta con suma facilidad y le resulta muy difícil la realización de las operaciones topográficas en galerías, túneles o en las explotaciones del interior de las minas.

Es por ello que resulta indispensable dotar a los técnicos que han de realizar estos trabajos de unos conocimientos y de una especialización en las técnicas modernas que les permitan realizar, con facilidad y eficacia, cualquier trabajo topográfico en el subsuelo. Veamos a continuación unos ejemplos que nos deben convencer.

Si a un técnico que debe ejecutar trabajos topográficos en el exterior se le exige el conocimiento de todos los accidentes del relieve de la superficie terrestre (vaguada, divisoria, ladera, desfiladero, etc.), también a un técnico que deba efectuar operaciones en el interior le resulta indispensable disponer de unos conocimientos de laboreo de minas para poder consignar, con su denominación correcta, todos los detalles levantados que deben figurar en los planos de la mina.

No debemos olvidar que la perforación de pozos, los replanteos, la comunicación y dirección de las labores mineras están dentro de las atribuciones del equipo técnico encargado de realizar dichos trabajos, y sobre él recae toda la responsabilidad de su dirección topográfica.

Por tanto, veamos unas indicaciones sobre los trabajos subterráneos que nos serán útiles para comprender el papel primordial de los técnicos llamados a dirigirlos.

Topografia subterranea para mineria

La topografía subterránea se realiza en dos campos de la ingeniería, que son la minería y las obras civiles. En este capítulo se desarrollará exclusivamente lo referente a los levantamientos topográficos subterráneos, aunque se haga mención en algún momento a los trabajos de replanteo de los que se hablará en profundidad en el siguiente capítulo.

Hay circunstancias en las que es necesaria la realización de un levantamiento topográfico subterráneo como ocurre en las explotaciones mineras, en las que es una obligación legal el mantener al día los planos de las labores, o en la obra civil, en el caso de ampliación o mejora de túneles, ya sean de carreteras, de ferrocarril, de canales, o de Metro y alcantarillado en las grandes ciudades.

En principio los trabajos subterráneos siguen las mismas pautas que los realizados en el exterior aunque con características especiales debidas a las condiciones mismas del trabajo bajo tierra. La falta de luz natural obliga a utilizar aparatos con iluminación interior así como a identificar puntos a observar.

En ocasiones las galerías son estrechas y los aparatos no se podrán estacionar sobre trípode para no obstaculizar el paso de maquinaria y personal. También suelen ser sinuosas, con lo que el trabajo será lento. Incluso se han ideado aparatos para facilitar este tipo de trabajos.

Otros inconvenientes serán la humedad, los fuertes ruidos cuando hay maquinaria trabajando, o el silencio, la falta de ventilación…, características del trabajo a las que el topógrafo deberá habituarse.

Planimetría y altimetría

Distribución de la planimetría y la altimetría:

Todo levantamiento subterráneo debe apoyarse en una red exterior cuya función es dar coordenadas a todos los puntos de comunicación con el interior así como hacer el levantamiento de los detalles exteriores que se precisen.

La red exterior planimétrica constará de una triangulación, o un itinerario de precisión, o ambas cosas a la vez, según sea la extensión de la zona, y se intentará que los puntos de comunicación con el interior coincidan con vértices de la triangulación o el itinerario; en la actualidad, también los sistemas de posicionamiento global (GPS) son perfectamente utilizables para estos trabajos, siendo su mayor ventaja el menor número de puntos a determinar. La red altimétrica tendrá como objeto dar cota a estos puntos y a todos aquellos que se precisen.

La transmisión del trabajo del exterior al interior será directa, como simple prolongación de las redes tanto planimétricas como altimétricas al interior, en el caso de que la comunicación sea a través de rampas o escaleras o incluso sea por las bocas del túnel. Sin embargo, en ocasiones la comunicación será a través de pozos, sobre todo en el caso de minas; entonces el enlace constará de las siguientes fases:

• Desde el punto de vista planimétrico habrá que transmitir coordenadas y azimut por los métodos que se estudiarán más adelante. Y desde el punto de vista altimétrico se transmitirá la cota midiendo la profundidad del pozo.
• Por último los trabajos en el interior constan de un itinerario principal que se apoyará en los puntos transmitidos desde el exterior, unos itinerarios secundarios, para concluir con el levantamiento de los detalles. La red altimétrica interior dará cota a los vértices de los itinerarios.

Levantamiento topográfico en minería subterránea

Trabajos en el exterior:

Como ya se ha dicho el objeto de estos trabajos es dar coordenadas (X, Y, Z) a todos los puntos de comunicación con el interior, y también el levantamiento topográfico de aquellas zonas de interés, como pueden ser en el campo de las explotaciones mineras, las edificaciones existentes en la concesión, las escombreras, las instalaciones de la propia explotación, etc.; en obra civil serán de interés las zonas que puedan verse afectadas por algún proyecto provisional como pueden ser el proyecto de caminos de acceso a la obra, el montaje de una planta de hormigonado, oficinas, almacenes, etc.; o por algún proyecto definitivo (nuevos enlaces, variantes de la antigua carretera o línea férrea o canal…).

Las escalas utilizadas en este tipo de trabajos son grandes, 1:1.000 o 1:500, e incluso en zonas concretas se utiliza la escala 1:200. Por ejemplo para el levantamiento topográfico de la zona de las boquillas de un túnel, o en levantamientos de precisión como son los de túneles ya construidos en los que se pretende proyectar el encaje de una vía férrea.

Si consideramos que en todo levantamiento se debe conseguir que cualquier punto representado tenga una precisión no inferior al error gráfico, la quinta parte del milímetro a la escala en la que estemos trabajando, nos daremos cuenta que una triangulación o bien un itinerario de precisión es imprescindible. Por ejemplo en trabajos a escala 1:200 en cualquier punto radiado se debe asegurar una precisión de 20/5 cm., es decir de 4 cm.

Según los medios de los que se disponga se decidirá el método topográfico a seguir en la observación de la red exterior. Si sólo disponemos de taquímetro lo más adecuado será la realización de una triangulación con el fin de asegurar la precisión requerida; si disponemos de una estación total de precisión adecuada, el método aconsejable podrá ser el itinerario.

Levantamiento topográfico por triangulación

Levantamiento por triangulación:

Se intentará que los vértices de la triangulación estén en las proximidades de los puntos de comunicación con el interior, o mejor aún, que coincidan con dichos puntos.

Seguirá las mismas pautas aplicadas a cualquier triangulación, es decir, que los triángulos sean lo más próximo a equiláteros, y en ningún caso existan ángulos inferiores a 25 g o superiores a 175 g.

Los lados de los triángulos en general suelen ser cortos, varios centenares de metros. La medición de la base, con cinta metálica o con estadía horizontal si no disponemos de distanciómetro, y su posible ampliación no ofrecerá ninguna dificultad; deberá ocupar un lugar centrado dentro de la triangulación y realizarse con la mayor precisión ya que no olvidemos que será el dato de partida para el cálculo de la triangulación, no midiéndose después más que ángulos.

La orientación de la base convendrá que sea astronómica, ya que nos servirá para comprobar la declinación de las brújulas y declinatorias que se puedan usar en el interior.

Si en la zona de trabajo o en sus proximidades existen dos vértices geodésicos los enlazaremos con la triangulación, con lo cual el acimut será conocido y además trabajaremos en un sistema de proyección (UTM) que permitirá enlazar nuestro levantamiento con otros colindantes o con futuros proyectos.

Distanciometro topografia

itinerario encuadrado:

Las estaciones totales y los distanciómetros que existen actualmente en el mercado consiguen precisiones milimétricas en la medida de distancias, por lo que se suele sustituir la triangulación por un itinerario de precisión.

Este itinerario debe ser siempre encuadrado, es decir, que parta y que llegue a puntos de coordenadas conocidas, y en ningún caso se debe dejar colgado, volveríamos al punto de partida realizando entonces el llamado itinerario cerrado. Al igual que en el caso de la triangulación, lo enlazaremos con vértices geodésicos próximos a la zona.

El itinerario también será complemento de la triangulación cuando no se haya podido situar algún vértice de ésta en el punto de comunicación con el interior o no se hayan podido tomar detalles exteriores necesarios por falta de visibilidad. En estos casos el itinerario será de vértice a vértice de la triangulación.

Calculo de cotas topográficas

Altimetría:

Las cotas trigonométricas que se han obtenido con el cálculo de la triangulación o del itinerario tienen precisión suficiente para dar cota a los puntos radiados en el levantamiento de los detalles exteriores.

Sin embargo será necesaria una nivelación por alturas que dé cota a los puntos de comunicación con el interior y a otros puntos, de los que se partirá cuando haya que realizar trabajos exteriores como el replanteo de rasantes de caminos o de rasantes de carriles, o para dejar cota de precisión en edificaciones o terrenos que se tema que puedan ser afectados por los hundimientos mineros en el caso de explotaciones mineras.

Siempre que sea posible se partirá, en la realización del itinerario altimétrico, de puntos de Nivelación de Alta Precisión (NAP) y por supuesto la nivelación será cerrada entre dos puntos, o de ida y vuelta si sólo disponemos de uno conocido.

Topografia en minas

Trabajos de enlace con el interior – Mapa topográfico:

Cuando la comunicación con el interior sea por las bocas (extremos) de un túnel o bien por rampas en una explotación minera, la transmisión de los datos del exterior al interior será directa, como simple prolongación de los itinerarios exteriores, tanto planimétricos como altimétricos, al interior.

Pero cuando la comunicación sea a través de pozos, las dificultades serán mayores, debido a la escasa longitud de los tramos a transmitir, obligada por el diámetro de los pozos, y a la gran profundidad de éstos sobre todo en minería (varios centenares de metros).

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Cartografía Catastral: El objetivo de la cartografía catastral es conseguir una información cartográfica codificada, estructurada y dispuesta en soporte informático, conforme a un formato de recepción de datos adecuado para su integración directa en bases de datos cartográficas, para la gestión y utilización de acuerdo con las necesidades de los catastros inmobiliarios rústico y urbano.

Dicho de otro modo, el objetivo es la determinación de la propiedad territorial, en sus diversos aspectos, de forma que sirva para cualquier aplicación económica, social o jurídica.

Con la realización de la cartografía digital catastral se podrán alcanzar los siguientes fines:

• Localizar con rapidez y exactitud los elementos de interés catastral.
• Obtener eficazmente la situación de parcelas inventariadas, así como
  la superficie requerida para la mejor gestión en la obtención de
  valores catastrales, tomados como base en posteriores aplicaciones
  tributarias.
• Enlazar de forma rápida y sencilla toda la información catastral
  disponible con la descripción cartográfica de los elementos a los
  que afectan.
• Proporcionar, de forma rápida, la documentación gráfica de cada
  parcela, así como la información alfanumérica asociada a ella.
• Servir de base para otros trabajos no catastrales que se acometen en
  las mismas áreas territoriales que el catastro, entre los que está la
  determinación de secciones censales del INE, trabajos de la
  Administración Local…
• Proporcionar, en fin, una inestimable fuente de información
  para la planificación y gestión a nivel nacional.

Tipos de cartografía

Tipos de cartografía catastral

La cartografía catastral se divide en dos tipos, en función del suelo sobre el que se aplica:

• Urbana: Sobre suelo urbano, que es aquel donde la edificación está consolidada.
• Rústica: Sobre suelo no urbano, que comprende suelo urbanizable y suelo no urbanizable.

Estos tipos de cartografía tienen características diferentes en cuanto a escalas de presentación, precisión de los datos, niveles de información, métodos y medios de captura de datos…

Además, cada tipo de suelo exige diferentes formas en la aplicación de las técnicas cartográficas para la obtención de datos, de forma que tendrán mayor precisión las zonas urbanas debido a la importancia del suelo, aplicándose escalas de 1:500 y 1:1000. En el suelo rústico, donde no es necesaria tanta precisión, se utilizan escalas 1:2000 y 1:5000.

Por ello, estas cartografías deberán seguir dos líneas de ejecución paralelas, que sólo confluyen en el momento de cargar los datos en las bases de datos cartográficos.

Cartografía catastral Urbana

Los planos cartográficos nos ayudan a entender los cambios que determinan el crecimiento de la ciudad durante un periodo en el tiempo; fuentes que nos ayudan como instrumento de investigación a visualizar detalladamente estas evoluciones, pues: “Durante mucho tiempo los historiadores usaron los mapas y planos para conocer las transformaciones materiales del territorio […], en una entrada metodológica que permite indagar acerca de los actores y las circunstancias de su producción, examinando el rol que les cabe en las formas de concebir y gobernar la ciudad y el territorio, analizando las relaciones entre técnica y política.”

Se trata de fuentes gráficas que permiten visualizar con profundidad la historia que guardan en ellos ya que son dibujados en diferentes épocas, con diferentes propósitos.

Justamente para conocer el territorio, protagonista de las tradiciones y cultura de una sociedad, con el fin de planificarlo obteniendo un equilibrio social y urbano, tomamos como fuente principal los planos cartográficos.

Cartografía catastral rústica

Un catastro rústico (o rural predial) es una de las herramientas socioeconómicas más adecuadas con las que puede contar un país, especialmente si se encuentra en vías de desarrollo. Conocer su territorio, en las vertientes cartográfica, valorativa, social, agraria y jurídica, permitirá a sus dirigentes tomar todo tipo de decisiones apoyadas en una realidad comprobable, no en apreciaciones sustentadas en listados erróneos o, en ocasiones, intencionadamente falseados. Los elementos de un catastro rústico son los siguientes.

La parcela

La parcela es la unidad de trabajo y la referencia inmobiliaria por excelencia. Dependiendo del país, existen diferentes concepciones de parcela, en la medida en que, a veces, esta se confunde con las inscritas en los diferentes registros de la propiedad. Sin olvidar este registro, en muchos casos hay que luchar contra la tendencia a mantener concepciones decimonónicas en la era de la información digital.

Las inscripciones literales de fincas identificadas por un número, que se recogen en un libro, tienen poca utilidad práctica si el objetivo es una base de datos alfanumérica interrelacionada. Sin menospreciar esta información, se ha de considerar que el catastro rural emana de una concepción global y multipropósito y que su operatividad y fiabilidad han de ser las líneas maestras de toda actuación.

En materia de captura de la información literal, no es pertinente incorporar registros antiguos, mal conservados, incompletos (quizá deliberadamente) y diseñados con otros fines.

En materia de captura de información gráfica, no es conveniente aceptar definiciones parcelarias literales que no puedan ser trasladadas a un soporte gráfico continuo e informatizado.

Casa finca

Este es el caso de las fincas discontinuas, de las fincas inscritas con superficies dudosas, de las fincas delimitadas por linderos llamados «resto de finca matriz» o «herederos de D. Antonio de…», y de las fincas que cuentan con más de una inscripción. Por supuesto, no puede olvidarse la falta de obligatoriedad de alguno de estos registros, que los convierte en una verdadera maraña de recopilaciones literales de fincas distribuidas por el territorio como un rompecabezas incompleto e inconexo.

De acuerdo con este planteamiento, intentando aunar catastralmente los objetivos jurídicos, físicos, agronómicos, fiscales, medioambientales e informáticos vinculados al territorio, una definición adecuada de parcela sería: «Una porción de terreno, delimitada por una línea poligonal continua que pertenece a un único propietario o a varios en régimen de pro indiviso». Esta definición podrá considerarse adecuada a las características propias del país al que se refiere.

La subparcela

La subparcela es una unidad de trabajo agronómica y valorativa, no jurídica. Lo más común es que las parcelas catastrales no sean homogéneas; en ellas pueden existir cultivos de especies y calidades diferentes, distintos aprovechamientos, y variaciones geográficas que podrían indicar que los rendimientos o valores de estas zonas no son comparables.

Un catastro que intente identificar los aprovechamientos agrarios, sus posibles rendimientos y, en la medida de lo posible, el valor de mercado de la tierra debería subdividir la parcela catastral, cuyo elemento diferenciador esencial es la titularidad, en unidades homogéneas que puedan ser identificadas y valoradas.

Parcela agraria

Como en cualquier proceso de valoración agraria, la primera actuación consiste en definir los diferentes cultivos y aprovechamientos que pueden ser identificados en un país, comarca o municipalidad, con el propósito de establecer un marco práctico, operativo y exhaustivo.

El proyecto catastral es una labor muy ambiciosa, y no se justifica llegar a un nivel de detalle agronómico superior al que se obtendría en la cartografía. Desde un comienzo, es preciso actuar con sentido común y seguir las pautas comunes a las que debe atenerse cada uno de los técnicos catastrales.

Sin lugar a dudas si es necesaria la formación en topografía, fotogrametría, teledetección, informática y asuntos jurídicos, la formación en materia de valoración es imprescindible. Los técnicos que identifican las subparcelas pueden actuar con un mayor grado de imprecisión debido a la propia naturaleza de la valoración. Valorar es emitir un juicio sobre algo: un juicio personal y, por consiguiente, eminentemente subjetivo. Por ende, es necesario formar un equipo pluridisciplinar con precisos conocimientos valorativos que emita juicios objetivos y llegue a resultados y comparables.

No es extraño que una finca contigua (bajo una misma linde) se encuentre a caballo entre dos o más municipalidades; por lo tanto, catastralmente estará identificada por, al menos, dos parcelas pertenecientes a cada uno de los términos. Esa línea administrativa territorial imaginaria que divide el campo en partes distintas no afectará a la titularidad de las tierras, pero una incorrecta metodología valorativa podría provocar incoherencias en la asignación del valor que no se corresponden con la realidad del terreno.

Sistema de coordenadas

El sistema de referencia utilizado es el ED-50 constituido por:

• Elipsoide internacional de Hayford (a=6.378.388 m y a=1/297).
• Datum en Potsdam.
• Origen de latitudes referidas al Ecuador y positivas al Norte.
• Origen de longitudes referidas al meridiano de Greenwich y positivas al Este.
• Orígenes de altitudes referidas al nivel medio del mar en Alicante.

Sistema cartográfico de representación

El sistema cartográfico de representación es la Proyección Universal Transversa de Mercator (UTM), que incorporará en la representación una cuadrícula (CUTM), realizada a intervalos de 10 dm en el plano.

La cuadrícula básica está constituida por la división en zonas del elipsoide de referencia según husos de 6’ de longitud y fajas de 8’ de latitud que tienen una distribución y denominación reconocida internacionalmente.

Sistema cartográfico

Se deben considerar y recoger los objetos cartográficos, como imagen de la modelización digital de toda o una parte de un objeto geográfico individualizado que puede extenderse, sin limitaciones de dominio, por todo el territorio a cartografiar.

Para cada objeto cartográfico, se determinará el código de clase o agrupación de entidades de características comunes que lo identifica, además de un código numérico que lo identificará unívocamente.

Se establecerá su descripción geométrica mediante una primitiva gráfica del tipo:

• Puntual, definido por un solo punto de coordenadas XYZ.
• Lineal, cuando puede ser descrito mediante uno a varios objetos
  lineales elementales o tramos consecutivos.
• Superficial, definido con tramos lineales que integran la cadena
  cerrada que constituyen el contorno del objeto. La descripción
  se completará mediante la adición de un punto interior al área del
  objeto, denominado centroide. El centroide se utilizará para situar
  atributos, etiquetas y textos que afecten al objeto.
• Texto.

Elementos cartográficos

Conceptos y terminología

Se identificarán y construirán los elementos topológicos básicos que permitirán establecer las relaciones topológicas entre los objetos cartográficos (coincidencia, inclusión, conectividad…):

• Nodo, como punto de discontinuidad en un objeto
  cartográfico lineal en el que se establece una relación de
  conectividad con otros objetos lineales. Da lugar a la partición de
  un objeto lineal en tramos.
• Tramo, objeto cartográfico lineal elemental, constituido por
  polilíneas de segmentos de recta y polilíneas de segmentos de arco. El
  tramo está delimitado por el nodo inicial y final.

Además, se establecerán y recogerán los atributos o características cualitativas y cuantitativas de los objetos cartográficos. Como unidad de captura, se considerará la subdivisión del territorio a efectos de recoger y referenciar la información cartográfica digital, que será la hoja en el caso de la cartografía catastral urbana.

En el caso de la cartografía catastral rústica, las unidades de almacenamiento y la modulación informática en los archivos de entrega correspondientes, serán los polígonos catastrales, aunque la recogida de información se efectúe desde ortofotomapas o bien desde cartografía convencional de otros orígenes. Es decir, la unidad de captura serán los polígonos catastrales.

Como unidad de proceso se considerará el término municipal. Por lo tanto, se deberá asegurar la continuidad física y topológica entre las unidades de captura u hojas.

En la actualización de la cartografía catastral se diferencian los siguientes tipos de parcelarios:

• Parcelario catastral: información existente en soporte digital o
  soporte poliéster, sobre el que se han identificado los objetos
  catastrales y sus correspondientes atributos.
• Parcelario aparente: información existente en soporte digital o
  soporte poliéster procedente de una restitución fotogramétrica a la
  que se le ha incorporado la revisión topográfica de campo.

Plano catastral de una parcela

Catastro es el término técnico empleado para designar una serie de registros que muestran la extensión, el valor y la propiedad (u otro fundamento del uso o de la ocupación) de la tierra.

En términos estrictos, un catastro es un registro de fincas y de valores de la tierra y de los propietarios, que originalmente se compilaba con propósitos de tributación. Sin embargo, en muchos países ya no existe un impuesto sobre la tierra y en la práctica el catastro tiene otras dos finalidades igualmente importantes: facilita la descripción precisa y la identificación de determinadas parcelas y sirve de registro permanente de derechos sobre la tierra.

Normalmente un catastro moderno consiste en una serie de mapas o planos a escala grande con sus correspondientes registros. Tanto los planos como los registros pueden ser almacenados en computadoras tal como se expone en el capítulo dedicado a la “computarización de mapas y registros”.

Mapas catastrales

El presente capítulo trata de las características esenciales de los mapas catastrales, con especial referencia a la forma que toman cuando se diseñan sobre el papel o se presentan en la pantalla de una computadora.

Si bien el levantamiento topográfico de una determinada parcela se ha traducido en algunos países en un “mapa catastral” para esa parcela y puede no haber tenido relación con ninguna parcela adyacente, un verdadero mapa catastral abarca todas las parcelas de una determinada zona y no únicamente parcelas aisladas.

Puede actuar como un índice para otros levantamientos de parcelas de tierras que muestren una información más detallada, o puede ser de una escala suficientemente grande como para poder obtener del mapa las dimensiones de cada parcela.

En el presente capítulo, y a lo largo de todo este estudio, el término “mapa catastral” estará relacionado con cualquier parcela de tierra definida por la propiedad, el valor o el uso, siempre que la parcela tenga una identidad independiente y guarde relación con la ordenación de la tierra en calidad de recurso natural.

Un mapa catastral mostrará los límites de esas parcelas pero puede además incluir detalles de los recursos que contienen, así como sus estructuras físicas superficiales o subterráneas, su geología, sus suelos y su vegetación y la forma en que se utiliza la tierra.

Plano de catastro

La escala de los mapas catastrales es de gran importancia. Como la finalidad del mapa es proporcionar una descripción precisa de la tierra y facilitar su identificación, la escala debe ser suficientemente grande como para que cada parcela, que pueda ser objeto de posesión separada (convencionalmente conocida con el nombre de “parcela de reconocimiento” o “parcela de tierra”), aparezca en el mapa como una unidad reconocible.

Si los datos de los mapas se almacenan en una computadora, se podrán trazar casi en cualquier escala, hecho que dará la impresión de una mayor exactitud de la que exige la calidad de los datos de un levantamiento.

Puesto que tanto el mapa como los correspondientes registros son partes complementarias del mismo sistema de descripción e identificación, debe existir algún sistema de correspondencia entre lo que se muestra en el mapa y lo que se incíuye en los registros.

Parcela urbana

Por regla general esto significa que se debe asignar un número o dar un nombre a cada parcela de tierra. Estas referencias se conocen con el nombre de identificadores de la propiedad (IDP) o números de referencia de la parcela única (NRPU). Es posible elaborar diversos sistemas de referencia, entre ellos:

• El nombre del cesionario o el cedente
• Un número de título que siga una secuencia
• El volumen y los números de las hojas en que está registrada la parcela
• El nombre de una finca o localidad con un número de parcela individual
• El bloque de registro y números de parcelas individuales
• Una dirección postal
• Una referencia de índice de calles y el número de la parcela
• Una retícula coordinada o “geocódigo”

La referencia escogida deberá ser de fácil comprensión y fácil de recordar; fácil para su uso por el público y en computadoras; permanente de manera que no cambie con la venta de una propiedad, pero que pueda ser actualizada cuando, por ejemplo, se produce una subdivisión de la tierra; deberá ser única, precisa y su introducción ha de ser económica.

Es esencial que cuando estos números o nombres se introducen en un mapa no oscurezcan los detalles del mapa. El mapa catastral deberá indicar los límites de cada parcela de tierra, y en algunas jurisdicciones puede también mostrar su superficie y la longitud efectiva y la orientación de cada lindero. Obviamente, estas consideraciones pueden exigir la utilización de una escala algo mayor que la que se requiere para indicar simplemente cada parcela del levantamiento.

Mapa topográfico

Los mapas más conocidos son mapas topográficos a escalas de aproximadamente 1:50.000. Esos mapas permiten representar con exactitud (aunque no siempre a escala) la posición de carreteras, líneas ferroviarias, senderos, aldeas, ríos, arroyos, puentes, edificios importantes, límites administrativos y otras características semejantes, así como el relieve de la tierra, la profundidad del agua y las variaciones de nivel de las mareas.

Sin embargo, estos mapas son muy inadecuados para fines catastrales. Un simple ejemplo aclarará este punto. Una línea trazada cuidadosamente con un lápiz tendrá una anchura aproximada de medio milímetro. En un mapa a escala de 1:50.000 esta línea representará una línea de 25 metros de anchura en el terreno.

Hay muchos países, especialmente países montañosos, en los que existen parcelas de menos de 25 metros de anchura. En su mayor parte, los mapas catastrales deben tener una escala de 1:500 a 1:2.500, aunque en zonas densamente desarrolladas se necesitará tal vez una escala mayor, mientras que en campo abierto podrán utilizarse escalas mucho menores.

Plano topográfico

Inicialmente los planos a escala grande son mucho más costosos por unidad de superficie que los mapas a escala pequeña, pero debe tenerse siempre presente que una vez completado el reconocimiento a escala grande, de esos planos pueden derivarse mapas precisos en cualquier escala más pequeña.

En cambio, lo contrario no es cierto porque si bien es fácil levantar mapas a escala grande utilizando computadoras, estos mapas no pueden ser nunca más precisos que los datos originales a partir de los cuales fueron levantados.

Por regla general, los mapas catastrales son únicamente mapas “planimétricos”, es decir que no necesitan representar el relieve topográfico. Puede haber razones especiales para tener que registrar las alturas en esos mapas, pero normalmente lo que se necesita es un plano de lo que se ve, sin visión estereoscópica, desde un punto situado verticalmente sobre la parcela de tierra observada.

Las distancias registradas en esos planos son las distancias horizontales entre puntos y no las distancias de superficie medidas realmente en el terreno. De esta manera, la superficie registrada para una parcela en una ladera empinada será el equivalente horizontal que puede ser considerablemente inferior a la superficie real de la parcela.

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Puede considerarse que la línea divisoria entre la cartografía antigua y la moderna está trazada por tres grandes realizaciones.

Fotogrametría Terrestre: Existen dos tipos de fotogrametrias, la fotogrametría aérea y fotogrametría terrestre dependiendo del modo de obtención de las imágenes.

¿Qué es la fotogrametría? Se trata de una técnica en la cual se determinan las propiedades geométricas de diferentes objetos o situaciones espaciales a partir de fotografías. Estas imágenes obtenidas pueden captarse en largo o corto alcance.

Es una técnica para medir coordenadas en tres dimensiones (3D) muy utilizada en topografía. Esta técnica parte de la base de la medición sobre fotos, con una única fotografía obtenemos información bidimensional.

En cambio, con 2 o más fotografías se obtiene información tridimensional, es decir, una visión estereoscópica gracias a la zona de solape de las fotografías. De esta forma, se han ido perfeccionando nuevos métodos en la captura de imágenes en la fotogrametría aérea y fotogrametría terrestre.

Actualmente, cualquier cartografía, así como los levantamientos topográficos de una cierta magnitud, son realizados con técnicas de fotogrametría, a partir de fotografías aéreas. Si bien el concepto está implícitamente ligado a la producción de cartografía, comprende un ámbito de aplicación más amplio y se puede dividir en numerosas ramas que abarcan desde la Fotointerpretación hasta la Teledetección.

Fotogrametría Terrestre definición

La fotogrametría se define como “la técnica cuyo objeto es estudiar y definir con precisión la forma, dimensiones y posición en el espacio de un objeto cualquiera, utilizando esencialmente medidas hechas sobre una o varias fotografías de ese objeto”.

Una definición más actualizada que nos da la Sociedad Americana de Fotogrametría y Teledetección (ASPRS) es

“el arte, ciencia y tecnología para la obtención de medidas fiables de objetos físicos y su entorno, a través de grabación, medida e interpretación de imágenes y patrones de energía electromagnética radiante y otros fenómenos”

Esta última definición es más amplia, abarcando técnicas modernas, y eliminando casi las diferencias existentes entre la Fotogrametría y la Teledetección.

En cualquier caso podemos decir que la Fotogrametría es la ciencia que nos permite, a partir de fotografías ya sea aéreas o terrestres, obtener las medidas del objeto fotografiado.

Historia de la fotogrametría

La Fotogrametría va ligada a los avances de la ciencia. El inicio empieza con el descubrimiento de la fotografía en el año 1839 por parte de Arago, perfeccionada por Niepce y Daguerre.

Posteriormente, en el año 1850, Laussedat aprovecha la fotografía para realizar planos topográficos, diseñando y haciendo construir el primer fototeodolito, dando a esta técnica el nombre de metrofotografía.

En 1859 el arquitecto alemán Meydenbauer utiliza intersecciones a partir de fotografías para el levantamiento de edificios. A esta técnica la denominó fotogrametría, proviniendo de aquí el nombre.

En 1901 Pulfrich inventa el estereocomparador, resolviendo la identificación de puntos homólogos mediante la utilización de la visión estereoscópica. A raíz de este descubrimiento Von Orel construye el primer aparato de restitución, que permitía el trazado de curvas de nivel continuas.

Todos los desarrollos realizados anteriormente fueron aplicados a la fotogrametría terrestre, pero con la aparición de los aviones, en 1909 se realizan las primeras fotografías aéreas desde avión (se había hecho anteriormente desde globos aerostáticos), produciéndose su desarrollo a
partir de 1920.

¿Que es la fotogrametría?

La fotogrametría aérea es más compleja que la terrestre, ya que no se sabe ni la posición ni orientación de la cámara en el momento del disparo. El primero en resolver el problema de las orientaciones de la cámara fue Von Gruber en 1924, produciéndose el desarrollo de la fotogrametría analógica.

Con el desarrollo de los ordenadores, hacia 1960, se produce el inicio de la fotogrametría analítica, apareciendo el restituidor analítico, creado por el Finlandés Helava, cuyo punto álgido se alcanza en 1980. La diferencia fundamental entre un restituidor analógico y uno analítico, es que en el analógico los procesos de orientación se realizaban mediante métodos ópticos y mecánicos, mientras que en los analíticos se hacen mediante procesos en un ordenador.

Fotogrametría software

En la transición entre ambos restituidores aparecieron unos que se denominaron semianalíticos, que eran aparatos analógicos a los que se les añadieron unos sensores que captan las coordenadas terreno, y eran enviadas a un sistema CAD que permitía dibujar y almacenar datos.

Finalmente, en los años 90 aparecen los primeros restituidores digitales con el desarrollo de la informática y las posibilidades de rapidez de proceso para la orientación en tiempo real de imágenes digitales. El desarrollo de la fotogrametría digital se debe fundamentalmente al desarrollo de los ordenadores, discos duros de gran almacenamiento, tarjetas gráficas que manejan imágenes grandes, compresión y tratamiento de imágenes digitales, etc.

Fotogrametria analogica

La etapa actual en la que nos encontramos es una toma fotográfica convencional sobre película y un tratamiento posterior sobre imagen digital procedente del escaneado de la convencional (fotogrametría digital, pero no en el proceso de toma). Se empiezan a usar cámaras digitales aerotransportadas, multiespectrales y combinación de sensores de teledetección con técnicas de fotogrametría digital para cartografía, si bien su uso actualmente (2012) no está generalizado.

El futuro cartográfico de la fotogrametría es el uso de cámaras digitales aerotransportadas y la fotografía desde satélite (actualmente existen satélites que comercializan imágenes con resoluciones de hasta 0,6 m por píxel).

Cámara fotogramétrica

Un objetivo fotográfico es un sistema óptico centrado, formado por una serie de lentes o dioptrios con sus centros alineados. Sin embargo, no existe objetivo fotográfico ideal, no transforma un haz cónico de rayos que entran en el sistema en otro de salida en sentido estricto.

Por esto se dice que el sistema no es estigmático, la imagen de un punto formada sobre el plano focal o plano imagen se formará en una zona de estigmatismo aproximado. En general, cualquier deformación en la imagen del punto objeto se denomina aberración.

Se puede comprender por tanto que en una fotografía donde la finalidad fundamental es medir objetos, el objetivo es el elemento más importante de las cámaras fotogramétricas y el cual tiene que estar perfectamente corregido de imperfecciones. Asimismo, las lentes que forman el conjunto óptico han de estar perfectamente alineadas para formar lo que se denomina sistema óptico centrado, el cual forma una imagen perfecta en el plano focal (imagen nítida y geométricamente correcta).

Distancia Focal

Se denomina distancia focal f a la distancia en un sistema óptico entre el centro de proyección y el plano imagen o focal (donde se coloca el negativo). La variación de esta distancia nos da la escala de una fotografía, así como el campo de imagen que se va a fotografiar.

Centro del objetivo

Se denomina centro de proyección al punto O (centro del objetivo) y punto principal al punto intersección del plano focal con el eje principal.

Campo de imagen

El campo de imagen se mide como el ángulo bajo el cual se ve nítida la imagen en cada distancia focal. Un ejemplo de la denominación de los objetivos en función de la variación de estos elementos podría ser:

En fotogrametría aérea se suele usar un objetivo gran-angular. Este ángulo se define como el que contiene una semi-diagonal del fotograma desde el centro de proyección, de tal forma que para una fotografía estándar en fotogrametría de 23 x 23 cm (parte útil).

Obturador

El obturador es el mecanismo que abre y cierra en fracciones de segundo la entrada de luz al objetivo. El tiempo que permanece abierto el obturador se denomina tiempo de exposición. La apertura de unas laminillas de cierre entre las lentes del objetivo permiten tiempos de exposición de la película desde 1/100 hasta 1/1500 segundos en fotogrametría aérea, en la que los tiempos de exposición han de ser bajos para evitar desplazamientos de imagen debido a la velocidad del avión y las vibraciones.

Filtro

El filtro es el elemento exterior del objetivo, el cual básicamente es un cristal apropiado que cumple varias funciones. En primer lugar, reducir el efecto de luz difusa atmosférica, difundida por partículas atmosféricas que no deja pasar la luz procedente de partes en sombra. Por otro lado, contribuye a la distribución uniforme de la luz por todo el plano focal, a la vez que protege a las lentes principales del objetivo. En fotogrametría aérea, los filtros hacen que no sea necesario el uso del diafragma (función de atenuación del exceso de luz).

Todo este conjunto de lentes, diafragma, filtros y obturador constituyen en una cámara aérea lo que se denomina cono exterior o simplemente objetivo.

El cono interior es el espacio comprendido entre el conjunto anterior y el plano focal, que es donde se forma la imagen. En el plano focal, lógicamente, se coloca la película a impresionar y además de la imagen, se impresionan una serie de datos marginales en cada fotograma, variables según la cámara, que pueden ser:

• Marcas fiduciales: marcas fundamentales en las esquinas y en el medio de los bordes que como veremos posteriormente, son esenciales para determinar la geometría del fotograma.
• Altímetro: registra la altura de vuelo del avión.
• Nivel esférico: proporciona información aproximada de la inclinación del eje principal en el momento de la toma.
• Número y tipo de cámara.
• Distancia focal del objetivo.
• Fecha y hora de la fotografía.
• Número de fotografía (4 dígitos) dada correlativamente por un sistema contador a medida que avanza la película.
• Información adicional: espacio para anotar otros códigos, lo más normal es la zona o denominación del proyecto.

Fotogrametría aérea

Es fundamental para evitar distorsiones geométricas y ópticas que la película en el plano focal se encuentre perfectamente plana. Esto se consigue, además de por la presión de una plancha que sujeta la película contra el marco, por un sistema con una bomba de vacío de aire.

Un pequeño motor hace la secuencia completa de la toma fotográfica:

desconecta el sistema de vacío, hace avanzar la película, conecta el sistema de vacío, ilumina los sistemas de información marginal en el plano focal, abre el obturador y lo cierra.

En el almacén se aloja la película, normalmente de tipo rollo, con capacidad para almacenar películas de 120 a 150 metros. Con el formato estándar de 23 cm, un rollo de 120 metros permite casi 500 exposiciones.

Ventajas de la fotogrametría

Existen otros muchos mecanismos adicionales, como un compensador de movimiento de imagen, que produce un pequeño movimiento de la película en la dirección del vuelo (pero en sentido contrario) para compensar el movimiento de imagen debido al del avión. En alturas de vuelo pequeñas su función es más importante. La montura de la cámara con el fuselaje está realizada a través de un sistema amortiguador de vibraciones y suspendida de tal forma que permita giros en torno a tres ejes principales, de tal forma que el operador tiene la posibilidad de orientar o retocar la horizontalidad de la cámara en todo momento.

El visor permite al operador ver en cada momento la imagen del terreno a fotografiar y un intervalómetro hace que automáticamente la cámara vaya disparando en función del recubrimiento longitudinal (fracción de imagen común en una fotografía y la siguiente) que se haya seleccionado.

El exposímetro tiene como función seleccionar la velocidad de obturación y abertura del diafragma en función de la luz disponible y la sensibilidad de la emulsión, de una manera automática, al igual que se realiza en cualquier cámara fotográfica convencional.

Fotogrametría digital

La georreferenciación en lo posible del centro de proyección fotográfico se realizaba antiguamente con aparatos auxiliares de navegación, pero actualmente, en cualquier vuelo fotogramétrico de cierta magnitud, estos datos se registran con Sistemas de Posicionamiento Global GPS y sensores inerciales INS (Inertial Navigation System). Posteriormente veremos
para qué sirven estos datos y cómo se tratan.

En cuanto a los aviones fotogramétricos que se emplean, deben de cumplir unas características especiales en cuanto a estabilidad, velocidad reducida (en pequeñas alturas de vuelo, 200 km/hora), gran autonomía, buen acondicionamiento de los equipos fotogramétricos, etc. La tripulación suele estar formada por el piloto, un navegante que controla la ejecución del vuelo con respecto a un plan trazado y el fotógrafo.

Película fotográfica

LA PELÍCULA FOTOGRÁFICA: Es evidente que la calidad final de la imagen viene directamente condicionada por las propiedades de la película fotográfica en cuanto a granularidad y concentración de la emulsión, poder de resolución y sensitometría.

La estructura de la película está formada por un soporte de poliéster de 0.1 mm de espesor sobre el cual está la emulsión, una mezcla de cristales de bromuro de plata e ioduro de plata suspendidos en gelatina. Debajo del soporte hay una capa denominada antihalo que impide que por efecto de reflexiones en el soporte se formen zonas muy iluminadas.

Es de capital importancia que la película forme un conjunto no deformable en cuanto a forma y dimensiones por efecto de humedad o temperatura.
El poder de resolución o poder separador de una película es el número de líneas que podemos distinguir en un milímetro. Se suelen utilizar películas del orden de 75 líneas por milímetro.

La emulsión se acumula en lo que se denomina grano, de tal forma que el tamaño de este grano es lo que le da la principal característica a la película. Películas de grano grueso serán rápidas (necesitarán tiempos de exposición cortos) y tendrán una resolución o poder separador pequeños. Por el contrario, películas con grano fino producirán una imagen con mayor resolución, pero serán lentas (necesitarán tiempos de exposición largos).

Tiempo de exposición cámara

Esto produce una contradicción en fotogrametría aérea: los tiempos de exposición han de ser cortos para no producir desplazamientos de imagen debidos a la velocidad del avión, pero sin embargo, se requiere una gran resolución de imagen, por lo que es necesario llegar a un compromiso entre ambos factores. El tamaño del grano oscila entre medio y dos micrones. La granularidad mide el tamaño del grano por medio de un microdensitómetro.

La velocidad de una emulsión se mide por lo que se denomina su curva característica, que muestra las variaciones de densidad en función de los logaritmos de ciertas características de toma: duración de la exposición, iluminación y exposición. En fotogrametría aérea se utilizan emulsiones de gran velocidad, ya que las exposiciones han de ser cortas y la luz, escasa. Cada emulsión tendrá su familia de curvas características para diferentes tiempos de revelado. La escala más utilizada para su denominación es la ASA (American Standar Association).

Tipos de película fotográfica

En cuanto a la sensibilidad que tiene la emulsión o respuesta frente a diferentes radiaciones, podemos clasificarlas en:

• Ortocromáticas: sensibles al rojo y al violeta (hasta 0.6 micras de longitud de onda).
• Pancromáticas: sensibles a todo el espectro visible (máximos en violeta, rojo y amarillo).
• Infrarrojos: sensibles hasta el infrarrojo, normalmente al cercano o próximo (hasta 1.5 micras de longitud de onda).

Normalmente se utilizan emulsiones en blanco y negro, ya que tienen mayor contraste para su posterior tratamiento, aunque los fotogramas en color tienen mayores posibilidades en cuanto a fotointerpretación de elementos. También la combinación filtro-película ofrece un mayor interés en fotointerpretación para fenómenos localizados en una determinada zona espectral.

Visión estereoscópica

LA VISIÓN ESTEREOSCÓPICA: La visión estereoscópica es la propiedad que tenemos para la observación de objetos en tres dimensiones y es el fundamento y la condición fundamental para obtener la tercera coordenada o altura en el proceso fotogramétrico. El ojo humano normal recibe la información tridimensional de un objeto por la diferencia de imágenes captada por los ojos respecto a un mismo objeto. Esta diferencia se debe a que la imagen formada en cada ojo es una proyección central con centro de proyección diferente.

Esta propiedad permite que al observar dos fotografías de una misma zona, pero tomadas en el vuelo fotogramétrico desde dos puntos diferentes (fotogramas consecutivos con una parte común denominada recubrimiento) y bajo unas ciertas condiciones, podemos obtener una sensación tridimensional de la zona. Como se ha dicho, este es el fundamento de la fotogrametría.

¿Qué es un levantamiento Fotogramétrico?

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Batimetría es una noción que se forma a partir del vocablo griego bathýs (que puede traducirse como “profundo”) y del sufijo metría. El concepto se utiliza en el ámbito de la geología para denominar al análisis de las profundidades marinas.

Una batimetría es el levantamiento del relieve de superficiales subacuático, pudiendo ser esta el fondo del mar, de los lagos o de un embalse. Para complementar esta definición podríamos decir que es la cartografía de los fondos cubiertos de agua, tal y como si se tratara de una superficie o terreno seco.

Tipos de Batimetría

Al igual que en los levantamientos convencionales, se hallará las coordenadas (X, Y, Z), de manera que pueda describirse los fondos y todas aquellas anomalías que en ellos puedan existir. Desde siempre han destacado las cartas de navegación, donde se plasmaban las zonas donde era posible navegar y donde era imposible saberse de otra manera.

Las batimetrías tienen su origen hace cientos de años cuando los egipcios arrojaban al fondo piedras atadas a una cuerda para comprobar la profundidad existente. Hoy en día la topografía es algo muy exacto y este tipo de levantamientos se realizan mediante el uso del sistema de posicionamiento global (GPS) y técnicas sónicas que nos ofrecen una precisión muy buena.

Entre las piedras de los egipcios y el GPS han existido muchas formas de llevar a cabo batimetrías, pero hoy en día salvo casos muy excepcionales no tienen demasiado sentido.

Simplemente para que quede constancia debemos de decir que existen los siguientes métodos de batimetría: 

• batimetría fotogramétrica
• batimetría por procedimientos fotográficos
• batimetrías mediante Láser
• batimetría mediante Teledetección

Batimetría fotogramétrica

Limitado a aguas muy poco profundas, donde se obtiene un error muy pequeño.

Batimetría por procedimientos fotográficos

Consiste en estudiar la variación del espectro visible, con fotografías en diversas condiciones desde aeroplanos. Se limita a aguas poco profundas también.

Batimetría mediante Láser

Se trata de un sonar que funciona con láser, permitiendo determinar profundidades entre 2 y 30 metros, con errores de un 1 metro como máximo.

Batimetría mediante Teledetección

Con el uso de ésta, se han determinados resultados bastante satisfactorios en mares poco profundos, haciendo uso de satélites como GEOSAT, LANDSAT MMS, SPOT o RADARSAT.

Una batimetría es un método desconocido para la mayoría de personas que no tienen ninguna relación con el mundo de la topografía o por ejemplo de la navegación marítima, pero hoy en día es algo imprescindible para por ejemplo evitar tragedias en el mar o para determinados procesos que tienen como protagonistas al mar o a un lago.

Fondo del mar

El fondo marino es el sustento de la vida marina. Hasta no hace mucho, muchos científicos pensaban que el fondo marino era una llanura inmensa, sin vida y sin corrientes. En la década de los 60, los primeros sumergibles utilizados por los científicos permitieron descubrir que el lecho marino contiene peculiaridades como grandes llanuras, profundos cañones, cadenas montañosas y grandes colinas conocidas como montañas submarinas.

Al igual que en tierra firme, la vida en los distintos ecosistemas oceánicos está interrelacionada. Lamentablemente los científicos comprenden cómo funcionan estas relaciones cuando una especie marina se agota o desaparece por completo. Sin embargo, sí que sabemos que mientras que muchos peces y mamíferos marinos viajan miles de kilómetros, otros se localizan en zonas muy limitadas y no pueden sobrevivir si su hábitat especial desaparece.

Mapa batimétrico

Puede decirse que la batimetría se encarga de trazar mapas (los mapas batimétricos) para presentar información sobre el fondo oceánico o lacustre, midiendo las profundidades. En sus orígenes, se hacía descender un cable con un gran peso desde una embarcación: cuando llegaba al fondo, se realizaba la medición. Este método solo permitía medir la profundidad en un único punto y sus resultados estaban sujetos a las corrientes, las mareas y otras variables.

En la actualidad la batimetría apela a un sonar que se instala en un barco y que emite ondas sonoras hacia el fondo del océano. La medición de la profundidad se realiza a través del tiempo que demora el sonido en descender hasta el fondo, rebotar y regresar al dispositivo. Junto al sonar es habitual que se empleen sistemas GPS que informan acerca de la ubicación exacta de la embarcación en cuestión.

Estudio Batimétrico

Las mediciones batimétricas, tienen sus orígenes en el pueblo egipcio, quien con el uso de piedras atadas a cuerdas, examinaban la profundidad del fondo y han ido evolucionando hasta la fecha, donde haciendo uso del sistema de posicionamiento global (GPS) y técnicas sónicas utilizadas a la vez, se hallan las coordenadas al instante. 

Esta batimetría ha ido evolucionando mucho en Topografía. Hasta la aparición de GPS, la batimetría se dividía, como todos los trabajos, en la obtención de la planimetría por una parte y la altimetría por la otra, lo que podemos denominar, Topografía clásica. En ésta, primero, se realizaban una serie de trabajo topográficos para poder representar la línea de costa y en la segunda fase, se realizaba el levantamiento submarino.

Una vez determinadas las bases desde la costa, se hallará el levantamiento batimétrico en dos fases:
  – Determinación de la posición de la embarcación.
  – Determinar la cota submarina o Sondar.
Estos datos, se representarán gráficamente sobre un plano, formando el plano submarino referido a la costa.

Carta batimétrica

La Carta Batimétrica General de los Océanos (en inglés, General Bathymetric Chart of the Oceans, también conocida por el sigloide GEBCO) es una organización internacional sin fines de lucro, que opera bajo el auspicio de la Comisión Oceanográfica Intergubernamental (COI) de la UNESCO y la Organización Hidrográfica Internacional (OHI), con el objetivo es unificar y proporcionar batimetría (representaciones gráficas del relieve) de los océanos mundiales, con la misión de que esta sea «la más autorizada disponible para público».

GEBCO se define a sí misma alternativamente como un «proyecto». Las actividades de GEBCO tienen como sede central habitual en las oficinas del International Hydrographic Bureau, en Mónaco.

La cartografía batimétrica del piso oceánico es la equivalente a la cartografía topográfica para la superficie continental. Tanto la topográfica como la batimétrica son cartas base (o capas básicas en el caso de los Sistemas de Información Geográfica), para una amplia variedad de propósitos, incluyendo la investigación científica, modelado, exploración de recursos naturales, establecimiento de políticas ambientales y educación. 

Cartografia nautica

Un modelo batimétrico es la fuente esencial de información para el conocimiento del medio marino, y es la base principal a tener a la hora de iniciar cualquier proyecto a partir de cartografía marina.

La batimetría, aplicada al medio marino, es la medición de las profundidades marinas para determinar la topografía del fondo del mar. Su medición implica la obtención de datos con los valores de la profundidad y la posición de cada uno de los puntos muestreado. Estos puntos de posición, al igual que ocurre con la altimetría, están formados por coordenadas de puntos X,Y,Z.

A partir de los puntos muestreados, se pueden definir líneas con el mismo valor de profundidad, estas líneas reciben el nombre de isóbatas. El conjunto de todas las isóbatas de una determinada zona daría lugar al modelo batimétrico que determinará cómo se estructura el fondo marino.

Nota: La isóbata es una curva que se utiliza para la representación cartográfica de los puntos de igual profundidad en el océano y en el mar, así como en lagos de grandes dimensiones.

Cartografia maritima

Además de obtener información sobre la profundidad de cada uno de los puntos medidos, el análisis completo de la batimetría de una determinada zona de estudio, permite obtener información muy detallada sobre la forma y estructura del lecho marino sobre cómo es su estructura geológica y geomorfológica. Esta información es esencial para el análisis cartográfico del medio marino, dado que de esta información es la base para la realización de numerosos análisis que pueden realizarse a posteriori y para la extracción de numerosa información sobre el medio marino.

El estudio de la batimetría se lleva a cabo mediante diferentes técnicas, el uso de cada una de ellas puede dar diferentes resultados en función de la precisión utilizada. Entre las técnicas más usadas destacan las ecosondas Monohaz y Multihaz. Este sistema permite emitir ondas de sonido que miden la distancia entre la superficie del agua y el fondo marino, así como objetos suspendidos en ésta o que reposan en el fondo.

La información obtenida posteriormente es analizada y procesada por un sistema informático específico que nos da como resultado a un modelo digital del terreno muy detallado con la estructura del fondo marino. A partir de este producto podemos trabajar usando Sistemas de Información Geográfica para la obtención de más información.

Batimetría satelital

Actualmente, gracias a los avances tecnológicos y las mejoras que están teniendo los satélites para el estudio del medio marino, se realizan levantamientos topográficos mediante satélites y el uso de teledetección. Esta tecnología permite el uso de imágenes satelitales de alta resolución para determinar rangos de profundidad en función de la longitud de onda de las bandas espectrales de la imagen.

Si te interesan las herramientas SIG aplicadas a la oceanografía te recomendamos el curso Aplicación de los SIG a Estudios del Litoral y Medio Marino que se imparte en el campus virtual de ISM .

Batimetría es una noción que se forma a partir del vocablo griego bathýs (que puede traducirse como “profundo”) y del sufijo metría. El concepto se utiliza en el ámbito de la geología para denominar al análisis de las profundidades marinas.

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Levantamiento Topografico

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Equipos Topograficos

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El Levantamiento Topografico; apuntes iniciales: Desde tiempos muy antiguos el hombre ha buscado vivir en un terreno mucho más cómodo en lo que se refiere a la textura del suelo, es así que poco a poco fue ideando una manera de poner a un mismo nivel un pequeño terreno para poder construir sus viviendas más estables y con menos posibilidades de colapso.

En este proceso uso muchos instrumentos que ayudaron de mucho en su trabajo. Es así como poco a poco se creó la topografía, que viene a ser el estudio de la superficie de latierra con sus formas y detalles.

En la actualidad el hombre sigue teniendo las mismas necesidades, con la diferencia que actualmente es mucho más fácil llevar a cabo ciertos procesos con la ayuda de instrumentos y tecnologías el hombre ahora puede hacer de un terreno inaccesible en uno completamente nivelado y accesible.

• El principal objetivo de un levantamiento topográfico es determinar la posición relativa entre varios puntos sobre un plano horizontal.
• Identificar y comprender los diferentes tipos de levantamientos.
• Determinar con precisión qué tipo de levantamiento utilizar en diferentes tipos de terreno.

Levantamiento Topografico con Teodolito

Se entiende por levantamiento Topográfico al conjunto de actividades que se realizan en el campo con el objeto de capturar la información necesaria que permita determinar las coordenadas rectangulares de los puntos del terreno, ya sea directamente o mediante un proceso de cálculo, con las cuales se obtiene la representación gráfica del terreno levantado, el área y volúmenes de tierra cuando así se requiera.

Un levantamiento topográfico consiste en hacer una topografía de un lugar, es decir, llevar a cabo la descripción de un terreno en concreto. Mediante el levantamiento topográfico, un topógrafo realiza un escrutinio de una superficie, incluyendo tanto las características naturales de esa superficie como las que haya hecho el ser humano.

Datos topográficos

Con los datos obtenidos en un levantamiento topográfico se pueden trazar mapas o planos en los que aparte de las características mencionadas anteriormente, también se describen las diferencias de altura de los relieves o de los elementos que se encuentran en el lugar donde se realiza el levantamiento.

De aquí la clasificación de levantamientos regulares e irregulares; en los primeros se utilizan instrumentos, más o menos precisos, que con fundamento científico permiten obtener una representación del terreno de exactitud variable, pero, de tal naturaleza, que se compute siempre como de igual precisión en cualquier punto de la zona levantada.

La exactitud de los levantamientos regulares depende, desde luego, de la habilidad del operador, pero es debida,principalmente, a la precisión de los instrumentos empleados.Existen diferentes tipos de levantamientos que dependen de los tipos de terrenos en los que se realicen.

Clases de levantamiento topográfico

Un levantamiento topográfico permite trazar mapas o planos de un área, en los cuales aparecen:

• Las principales características físicas del terreno, tales como:
  • ríos
  • lagos
  • reservorios
  • caminos
  • bosques
  • formaciones rocosas
• Los diferentes elementos que componen la superficie:
  • casas
  • granjas
  • estanques
  • represas
  • diques
  • fosas de drenaje
  • canales de alimentación de agua
• Las diferencias de altura de los distintos relieves, tales como
  • valles
  • llanuras
  • colinas
  • pendientes
• La diferencia de altura entre los elementos. Estas diferencias constituyen el perfil vertical.

Principales estudios topográficos

• Levantamiento Topográfico Planimétrico
• Levantamiento Topográfico
• Perfil longitudinal
• Levantamiento Hidrográfico
• Topografia minera
• Levantamiento topográfico Catastral
• Levantamiento Urbano
• Levantamiento Fotogramétrico
• Levantamiento de vias de comunicacion
• Levantamientos catastrales y urbanos
• Levantamiento batimétrico

Levantamiento topográfico de una carretera

Son los levantamientos que sirven para estudiar y construir vías de transporte o comunicaciones como carreteras, vías férreas, canales, líneas de transmisión, acueductos, etc. Las operaciones son las siguientes:

• Levantamiento topográfico de la franja donde va a quedar emplazada la obra tanto en planta como en elevación (planimetría y altimetría simultáneas).
• Diseño en planta del eje de la vía según las especificaciones de diseño geométrico dadas para el tipo de obra.
• Localización del eje de la obra diseñado mediante la colocación de estacas a cortos intervalos de unas a otras, generalmente a distancias fijas de 5, 10 o 20 metros.
• Nivelación del eje estacado o abscisado, mediante itinerarios de nivelación para determinar el perfil del terreno a lo largo del eje diseñado y localizado.
• Dibujo del perfil y anotación de las pendientes longitudinales
• Determinación de secciones o perfiles transversales de la obra y la ubicación de los puntos de chaflanes respectivos.
• Cálculo de volúmenes (cubicación) y programación de las labores de explanación o de movimientos de tierras (diagramas de masas), para la optimización de cortes y rellenos hasta alcanzar la línea de subrasante de la vía.
• Trazo y localización de las obras respecto al eje, tales como puentes, desagües,alcantarillas, drenajes, filtros, muros de contención, etc.
• Localización y señalamiento de los derechos de vía ó zonas legales de paso a lo largo del eje de la obra.

Levantamiento topografico georeferenciado

GPS para levantamientos topográficos

El uso de nuevas tecnologías ha alcanzado innumerables áreas del conocimiento entre ellas la topografía. Aun cuando la tecnología GPS ha estado disponible hace más de 30 años, su uso, manipulación y manejo de la información sigue prestando innumerables dudas, especialmente a los nuevos usuarios.

El sistema de posicionamiento global (GPS) es una red de satélites que orbitan la Tierra en puntos fijos por encima del planeta y transmiten señales a cualquier receptor GPS en la Tierra. Estas señales llevan un código de tiempo y un punto de datos geográficos que permite al usuario identificar su posición exacta, la velocidad y el tiempo en cualquier parte del planeta.

EL SPG O GPS (ETREX VISTA HCX) Sus iniciales significan:(Global Positioning System o sistema de posicionamiento global). 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.

Levantamiento topográfico por coordenadas

Levantamiento topografico con GPS

La medición en un receptor GPS es representada mediante Vectores tridimensionales que contienen distancia, dirección y un diferencial de altura entre los puntos de la medición.

No necesita línea directa de vista entre los puntos de estudio, pero sí necesita tener una línea directa de vista a un número suficiente de satélites para que el software pueda generar el vector como la diferencia entre las coordenadas X, Y, Z de un sistema dado.

El receptor hace sus mediciones desde el centro de su antena y nosotros usamos la altura de la antena para corregir la medida al punto que está debajo del instrumento. Esto quiere decir que la altura de la antena es una parte muy importante de nuestras mediciones.

En la topografía convencional (mediante estación total), a menudo se separan las partes de las dimensiones tanto horizontal (ángulo y distancia) y vertical (la elevación). Sin embargo, una medida proporcionada por GPS, es totalmente tridimensional, y no podemos manejar los componentes horizontal y vertical por separado. El componente horizontal afecta al vertical y viceversa, por ello es necesario contar con una base fija para realizar el levantamiento topográfico en RTK

Un ejemplo de equipo completo estaría compuesto por:

• Antena base y antena móvil GPS con radios internos.
• Antena de triple banda conectada a batería
• Controladora inalámbrica para GPS.
• Tripié con plato nivelante y plomada óptica
• Bastón telescópico

Primeramente debemos saber en qué sistema de coordenadas vamos a trabajar (Cartesianas, Geodésicas, Locales). En base a esto, se seleccionan los vértices que nos van a servir de control y se diseña la red básica de trabajo para realizar las observaciones con GPS.

GPS para topografia

Ya en campo, la obtención del levantamiento de detalle, la metodología de observación con GPS en tiempo real, es un método rápido, cómodo y capaz de dar la precisión requerida para el trabajo.

El método de trabajo con GPS en tiempo real se compone de un GPS fijo de referencia y un GPS en movimiento. El receptor fijo lo situamos sobre un punto de la red básica, de coordenadas conocidas en el sistema de referencia de coordenadas elegido, el cual servirá como vértice de control. A esta estación se le llama Estación Base.

La topografía con GPS es radial, es decir, estamos haciendo radiaciones relativas a nuestra estación base. Tras poner en funcionamiento este receptor, se ha de esperar a que resuelva su posición antes de

proceder a la obtención de datos de los puntos del levantamiento. Si el número de satélites sobre el horizonte es el adecuado (entre mayor sea el número de satélites observado, mayor será la precisión y menor el tiempo), el receptor de referencia fijará sus coordenadas en pocos minutos. Una vez realizada esta operación el cálculo de coordenadas de los demás puntos será casi instantáneo.

Equipos gps para levantamientos topográficos

La comunicación entre el receptor de referencia y los receptores móviles, es posible gracias al sistema de telecomunicaciones utilizado para la transmisión, con un alcance de 2 Km aproximadamente entre ambos receptores, es por esto que no es necesario que los puntos sean visibles entre sí. Para evitar problemas de comunicación entre receptores, la estación base debe ser colocada en un punto lo más alto posible, y el estadal donde estará situada la antena móvil, de igual manera se debe poder elevar de acuerdo a las necesidades de los puntos que se deseen tomar.

Las coordenadas del levantamiento se obtienen con una precisión de 20 mm +- 1ppm es importante hacer notar que este error se mantiene constante en todo el levantamiento, o sea que no es acumulable al alejarse del banco de nivel, y como los errores no son acumulables y no se tienen restricciones visuales o meteorológicas, se trabaja por lo menos al doble de velocidad y exactitud de los topógrafos tradicionales.

Métodos de levantamiento topográfico

Cuando se prepara un levantamiento topográfico, la regla fundamental es proceder de lo general a lo particular.

• Se debe tener presente el trabajo en su conjunto cuando se dan los primeros pasos.
• Los diferentes tipos de levantamientos topográficos requieren precisiones diversas, pero es importante determinar con la mayor precisión posible los primeros puntos de cada levantamiento.
• Los trabajos sucesivos se ajustan en relación a dichos primeros puntos.

Las coordenadas de los puntos, se obtienen en el sistema de referencia WGS84. La metodología RTK permite asociar una proyección y un sistema de referencia distinto, podemos obtener las coordenadas de los puntos directamente en la proyección UTM. También podrían obtenerse en cualquier otro sistema de referencia local con respecto al cual se haya realizado la georeferenciación

Las precisiones obtenidas en las coordenadas del levantamiento dependen de varios factores, tales como condiciones climáticas (nublado o despejado influye en la visibilidad de los satélites), precisión de los equipos utilizados, número de satélites disponibles al momento de realizar el levantamiento, errores accidentales cometidos, etc. De esta forma, la precisión de los puntos del levantamiento puede llegar a ser del orden de los 2 cm de manera no acumulativa.

El levantamiento se lleva a cabo por dos operarios y dos receptores, uno de referencia (estación base) y otro móvil. Uno de los operadores se encarga de la toma de puntos con el receptor móvil, así como anotando el número de punto y su correspondiente descripción, quedando así definido cualquier tipo de elemento a representar mientras que el otro operario está a cargo de la vigilancia del receptor fijo.

Dependiendo de lo que nos interese verificar en el levantamiento, se toman las lecturas de los elementos necesarios, tales como registros de luz, aceras, carreteras, árboles, y los accidentes del terreno como por ejemplo los taludes

Levantamiento topográfico ejemplo

Por ejemplo, el levantamiento de una carretera se efectuaría mediante secciones transversales, a una equidistancia promedio de 10 m y en puntos obligados donde se hagan cambios de pendiente, además de ir tomando en cada una de las estaciones los diferentes elementos que la componen

Al final de cada día los puntos observados en campo se importan a la computadora, observando que los puntos levantados hayan cubierto toda la zona de interés y evitando que queden zonas sin el número de puntos adecuado, para tener una buena configuración de terreno.

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