SISTEMAS DE INFORMACION GEOGRAFICA

TEMA # 12 SISTEMAS DE INFORMACION GEOGRAFICA

INTRODUCCION.

Un sistema de información geográfica (SIG) es un sistema empleado para describir y categorizar la Tierra y otras geografías con el objetivo de mostrar y analizar la información a la que se hace referencia especialmente. Este trabajo se realiza fundamentalmente con los mapas.

El objetivo de SIG consiste en crear, compartir y aplicar útiles productos de información basada en mapas que respaldan el trabajo de las organizaciones, así como crear y administrar la información geográfica pertinente.

Los mapas representan colecciones lógicas de información geográfica como capas de mapa. Constituyen una metáfora eficaz para modelar y organizar la información geográfica en forma de capas temáticas. Asimismo, los mapas SIG interactivos ofrecen la interfaz de usuario principal con la que se utiliza la información geográfica.

CARACTERÍSTICAS DE UN SISTEMA DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICA.

Pissinou realiza un análisis sobre las características que debe tener un SIG

El autor afirma que es necesario para la funcionalidad de estos sistemas, diferentes características, independientemente del ambiente al que de soporte.

Entre estas características, destaca el soporte a la toma de decisiones, por medio de módulos especializados. Por otro lado, Ramesh Subramanian y Nabil R. Adam [Subramanian 93], concluyen que, dentro del conjunto de funcionalidades, de un modelo de datos espaciales, se debe soportar diferentes características.

Entre ellas está la facilidad para representar las relaciones entre los objetos espaciales y la implementación de operadores espaciales tal como "cerca-de," "entre" o "adyacente-a".  

Otros autores como Max Egenhofer [Egenhofer 96], Dimitris Papadias [Papadias 99], Bernard Jansen [Jansen 98] y Gísli Hjaltanson [Hjaltanson 99], se han dedicado al desarrollo de nuevos modelos que permiten el análisis de datos espaciales, por la importancia que tiene el proporcionar un apoyo adecuado a los usuarios al tomar sus decisiones.

En nuestro sistema con el Componente de Consultas Espaciales, se ha logrado obtener una herramienta que cumple con esta característica importante.

 El componente cuenta con un lenguaje visual y nos permite encontrar un conjunto de relaciones entre los objetos geométricos que forman nuestros mapas.

Nuestro sistema SIG está formado por un conjunto de componentes distribuidos, los cuales emplean diferentes estándares y modelos en su integración. La interacción de este componente con el sistema es importante, por lo que, en este documento, se explica cómo se logró esta interacción e intercambio de datos, con los otros componentes.

FUNCIONAMIENTO DE UN SIG. 

El SIG funciona como una base de datos geográfica (datos alfanuméricos) asociada a los objetos existentes en un mapa digital y dan respuesta a las consultas interactivas de los usuarios, analizando y relacionando diferentes tipos de información con una sola localización geográfica. Esto es, conectando mapas con bases de datos. De esta forma, señalando un objeto se conocen sus atributos, e inversamente, preguntando por un registro de la base de datos se puede saber su localización en la cartografía.

El sistema permite separar la información en diferentes capas temáticas y las almacena independientemente, permitiendo trabajar con ellas de manera rápida y sencilla, y facilitando la posibilidad de relacionar la información existente para la obtención de resultados.

El método más utilizado para la creación de datos es la digitalización, donde a partir de un mapa impreso o con información tomada en campo, se transfiere a un medio digital por el empleo de un programa de Diseño Asistido por Ordenador (DAO o CAD) con capacidades de georreferenciación.

Los datos SIG representan los objetos del mundo real (carreteras, usos del suelo, altitudes). En función de la forma de representar el espacio, hay dos formas de almacenar los datos en un SIG: Raster y Vectorial. Son formas intuitivas y versátiles de ilustrar el espacio y ayudan a comprender mejor los elementos objeto de estudio según su naturaleza. La mayoría de los elementos que existen en la naturaleza se pueden representar mediante formas geométricas (puntos, líneas o polígonos), esto es, de forma Vectorial o, mediante celdillas es decir, en forma Raster. La elección de un modelo u otro dependerá de si las propiedades topológicas son importantes para el análisis; sí es así, el modelo de datos vectorial es la mejor opción, aunque esto puede hacer lento el proceso. Por ello, si el análisis que nos interesa no requiere acudir a las propiedades topológicas, es mucho más rápido, sencillo y eficaz el uso del formato raster.

El campo de aplicación de los Sistemas de Información Geográfica es muy amplio, pudiendo utilizarse en cualquier actividad con un componente espacial. De los campos más utilizados actualmente son:

INFRAESTRUCTURA: ayuda a optimizar sistemas de mantenimiento (agua, gas, teléfono, alcantarilla, etc.) o auxiliar en la planificación de redes, entre otros usos.

MEDIO AMBIENTE: evalúa el impacto ambiental en proyectos de reforestación, riego, agrícolas, ecosistemas, etc.

RECURSOS MINERALES: analiza elementos puntuales y apoya a la interpretación de fallas y formaciones geológicas.

CARTOGRAFÍA: interviene en la elaboración de cobertura de datos, clasificación de información sobre el terreno, sistemas de planificación (urbana, arquitectura, municipios, entre muchos otros.)

INFORMACION DE RUTAS: obtención de modelos de tráfico y vías, planificación de sistemas de transporte, etc.

GEOMARKETING puede determinar áreas de alcance de clientes potenciales, análisis estratégico de mercados y otros usos.

EL ILWIS.

ILWIS (acrónimo inglés de Integrated Land and Water Information System, Sistema Integrado de Información deTierra y Agua) es un Sistema de Información Geográfica (SIG) y software de percepción remota para el manejo deinformación geográfica vectorial y raster. Las características de ILWIS incluye digitalización, edición, análisis y representación de geodatos, así como la producción de mapas de calidad.

Inicialmente ILWIS fue desarrollado y distribuido por ITC Enschede (International Institute for Geo-Information Science and Earth Observation) bajo la modelidad shareware en los Países Bajos, pero desde el 1 de julio de 2007se distribuye de conformidad con los términos de la licencia de documentación libre GNU, pasando a ser software libre.

A pesar de que las capacidades del software van por detrás al de otros programas informáticos comerciales similares, se espera que las funcionalidades de ILWIS se incrementen tras la liberación de su código fuente. Similaren muchos aspectos al SIG, también de software libre, GRASS GIS, a diferencia de este ILWIS por el momento únicamente está disponible de forma nativa bajo sistema operativo Microsoft Windows.

EL ILWIS, SUS CARACTERÍSTICAS.

ILWIS:  the Integrated Land and Water Information System

• Integración de SIG y herramientas para el procesamiento y análisis de productos generados por sensores remotos

• Desarrollado por ITC

• Diseñado originalmente en 1985 para un proyecto de zonificación de uso del suelo y manejo de cuencas en Sumatra

• Desde 1989 ± 5000 sistemas instalados en > 100 países

• Usado extensivamente en cursos dictados en y por fuera del ITC, proyectos e investigación

• El sistema incluye:

– Procesamiento de imágenes

– Análisis espacial

– Preparación de mapas

• Fácil de aprender y usar:

– Ayuda completa “en-línea” (online)

– Tutoriales para uso directo en los cursos

– 25 “estudios de caso” que incluyen varias disciplinas

¿QUE SE PUEDE HACER CON ILWIS?

• Entrada de datos

• Administración de datos

• Análisis de datos

• Preparación de resultados: mapas (data

output)

– Los datos son geográficamente referenciados: La información es identificada de acuerdo a su localización.

BIBLIOGRAFIA.

http://www.esacademic.com/dic.nsf/eswiki/591205

https://www.sgm.gob.mx/Web/MuseoVirtual/SIG/Introduccion-SIG.html

https://docplayer.es/1326131-Ilwis-3-11-introduccion.html

INSRUMENTOS MODERNOS DE MEDICION

TEMA # 11 INSRUMENTOS MODERNOS DE MEDICION

DISTANCIOMETROS DE RAYOS INFRARROJOS

 

¿Cómo funciona el medidor de distancias láser?

Los diminutos distanciómetros láser de la actualidad derivan de instrumentos electrónicos de mucho mayor tamaño que aparecieron en el mercado hace unos 65 años, justamente para salvar las dificultades que planteaba el hecho de medir grandes distancias de manera precisa.

El fundamento que rige el funcionamiento de los instrumentos electrónicos para medir distancias consta de tres pasos básicos:

1. Emisión de una onda que, dependiendo del instrumento, puede ser de alguno de los siguientes tipos: microondas, ultrasonido, infrarrojo o láser;
2. Medición del tiempo que tarda esa onda en ir desde el instrumento emisor hasta el objeto cuya distancia queremos medir y en regresar al instrumento emisor, y
3. Conversión de ese tiempo en distancia.

De los cuatro tipos disponibles, los medidores basados en ondas láser son no sólo los más modernos, sino también los que tienen la mejor precisión, los que miden las mayores distancias (hasta 250 metros, según modelo y fabricante) y los que ofrecen una gama más amplia de prestaciones, compensando así, su precio algo más elevado con respecto a los demás.

Con un distanciómetro a láser NO debemos preocuparnos por:

• La presencia de obstáculos, tales como árboles, matorrales, cables, caños o mobiliario en el trayecto que deseamos medir
• La solidez, textura o inclinación del objeto a medir
• El grado de luminosidad del ambiente o la hora del día para efectuar una medición en exteriores
• Las condiciones climatológicas (lluvia, viento, nieve, etc.) en el momento de efectuar la medición
• Subir escaleras o pendientes empinadas y peligrosas para medir una distancia al techo o hasta la terraza de un edificio de varios pisos
• Contar con la ayuda de otra persona para sostener el otro extremo de una cinta métrica
• Efectuar anotaciones y cálculos

Si existe una línea de visión hasta nuestro objetivo y este se encuentra dentro del rango de alcance del aparato, siempre podremos saber exactamente a qué distancia se encuentra. Incluso podemos medir el ancho o la altura de un edificio desde la vereda de enfrente o desde una distancia razonable.

ESTACION TOTAL

   

Se denomina estación total a un instrumento electro-óptico utilizado en topografía, cuyo funcionamiento se apoya en la tecnología electrónica. Consiste en la incorporación de un distanciómetro y un microprocesador a un teodolito electrónico.

Algunas de las características que incorpora, y con las cuales no cuentan los teodolitos, son una pantalla alfanumérica de cristal líquido (LCD), leds de avisos, iluminación independiente de la luz solar, calculadora, distanciómetro, trackeador (seguidor de trayectoria) y la posibilidad de guardar información en formato electrónico, lo cual permite utilizarla posteriormente en ordenadores personales. Vienen provistas de diversos programas sencillos que permiten, entre otras capacidades, el cálculo de coordenadas en campo, replanteo de puntos de manera sencilla y eficaz y cálculo de acimutes y distancias

FUNCIONAMIENTO DE UNA ESTACION TOTAL

Vista como un teodolito, una estación total se compone de las mismas partes y funciones. El estacionamiento y verticalización son idénticos, aunque para la estación total se cuenta con niveles electrónicos que facilitan la tarea. Los tres ejes y sus errores asociados también están presentes: el de verticalidad, que con la doble compensación ve reducida su influencia sobre las lecturas horizontales, y los de colimación e inclinación del eje secundario, con el mismo comportamiento que en un teodolito clásico, salvo que el primero puede ser corregido por software, mientras que en el segundo la corrección debe realizarse por métodos mecánicos.

El instrumento realiza la medición de ángulos a partir de marcas realizadas en discos transparentes. Las lecturas de distancia se realizan mediante una onda electromagnética portadora con distintas frecuencias que rebota en un prisma ubicado en el punto a medir y regresa, tomando el instrumento el desfase entre las ondas. Algunas estaciones totales presentan la capacidad de medir "a sólido", lo que significa que no es necesario un prisma reflectante.

Este instrumento permite la obtención de coordenadas de puntos respecto a un sistema local o arbitrario, como también a sistemas definidos y materializados. Para la obtención de estas coordenadas el instrumento realiza una serie de lecturas y cálculos sobre ellas y demás datos suministrados por el operador.

Las lecturas que se obtienen con este instrumento son las de ángulos verticales, horizontales y distancias. Otra particularidad de este instrumento es la posibilidad de incorporarle datos como coordenadas de puntos, códigos, correcciones de presión y temperatura, etc. La precisión de las medidas es del orden de la diezmilésima de gonio en ángulos y de milímetros en distancias, pudiendo realizar medidas en puntos situados entre 2 y 5 kilómetros según el aparato y la cantidad de prismas usada.

TEODOLITO ESTACION TOTAL  Y GPS

Genéricamente se los denomina estaciones totales porque tienen la capacidad de medir ángulos, distancias y niveles, lo cual requería previamente de diversos instrumentos. Estos teodolitos electro-ópticos hace tiempo que son una realidad técnica accesible desde el punto de vista económico.

Su precisión, facilidad de uso y la posibilidad de almacenar la información para descargarla después en programas de CAD ha hecho que desplacen a los teodolitos, que actualmente están en desuso. Por otra parte, desde hace ya varios años las estaciones totales se están viendo desplazadas por el GPS en trabajos topográficos.

Las ventajas del GPS topográfico con respecto a la estación total son que, una vez fijada la base en tierra no es necesario más que una sola persona para tomar los datos, mientras que la estación requería de dos, el técnico que manejaba la estación y el operario que situaba el prisma. Por otra parte, la estación total exige que exista una línea visual entre el aparato y el prisma, lo que es innecesario con el GPS.

Sin embargo, no siempre es posible el uso del GPS, principalmente cuando no puede recepcionar las señales de los satélites debido a la presencia de edificaciones, bosque tupido, etc. Además, la mayor precisión de la estación (pocos milímetros frente a los centímetros del GPS) la hacen todavía necesaria para determinados trabajos, como la colocación de apoyos de neopreno bajo las vigas de los puentes, la colocación de vainas para hormigón postensado, el replanteo de vías férreas, etc.

MÉTODOS PARA EL PROCESAMIENTO DE DATOS GPS

Una de las actividades sustantivas del área de geodesia del INEGI es el procesamiento diferencial de los datos de levantamientos GPS realizados con receptores de una o doble frecuencia. Esta actividad se lleva a cabo para minimizar o eliminar los errores más significativos inherentes al sistema de posicionamiento, así como para incorporar los nuevos levantamientos al marco de referencia

Modelos de tectónica de placas Investigadores y diferentes agencias internacionales han desarrollado modelos globales de desplazamientos de las placas tectónicas, con los que se pueden inferir los desplazamientos horizontales por movimiento de las placas en puntos sobre la superficie de la corteza terrestre. Algunos de estos modelos globales son NNR-NUVEL1A (DeMets et al., 1990, 1994), APKIM (Drewes, 1998, 2009), REVEL (Sella, et al., 2002), ITRF2005 (Altamimi et al., 2007) y el del SOPAC (Scripps Orbit and Array Center). Los modelos se realizan en base a técnicas geofísicas y/o técnicas geodésicas satelitales.

BIBLIOGRAFIA

-http://www.demaquinasyherramientas.com/herramientas-de-medicion/introduccion-al-medidor-de-distancia-a-laser

- http://www.topoequipos.com/dem/que-es/terminologia/que-es-una-estacion-total

TAQUIMETRIA

TEMA # 10 TAQUIMETRIA

INTRODUCCIÓN.-

La taquimetría. -es un procedimiento rápido y eficiente con el que se determina en forma indirecta las distancias horizontales y los desniveles en el campo mediante el uso del teodolito y la mira o estadal (regla graduada). Este método se emplea cuando no se requiere gran precisión o cuando se necesita precisión en el empleo de la cinta métrica para la medición de distancias. En estos casos la precisión relativa oscila alrededor de 1: 400 - 1: 500, mientras que las diferencias de elevación o desniveles se puede lograr hasta ± 0,03 m (30 mm). La precisión aplicada depende del tipo de instrumento utilizado, de la habilidad del observador, de las condiciones atmosféricas y de la longitud de las lecturas. La taquimetría se utiliza en el trazado de poligonales y en la nivelación de levantamientos topográficos, en el levantamiento de los detalles para estos últimos, así como en levantamientos hidrográficos.

EQUIPO TAQUINOMETRICO.-

1.                 ·         Teodolito

2.                 ·         Trípode

3.                 ·         Cinta métrica de () metros

4.                 ·         Mira

5.                 ·         Libreta topográfica

6.                 ·         Marcador indeleble

PROCEDIMIENTO DE TRABAJO DE CAMPO.

1.Hacemos un reconocimiento del terreno y ubicamos los vértices que lo delimitan haciendo un croquis a mano alzada de la poligonal.

2.se ubica en primer lugar un punto fijo (Por ejemplo: sardinel) el cual servirá como base para estacionar el teodolito

3. Se abre el trípode y se aflojan los tornillos de sujeción del trípode a fin de alargar las patas.

 Las 3 en simultaneo y se alargan hasta la altura del mentón del operador.

4. Luego se lleva sobre el E1. se abren las patas de modo que queden equidistantes sobre el E1. No tan abiertas que sea muy bajito, ni tan juntas que no tengan estabilidad.

5. Si el terreno es plano, la plataforma del trípode quedara horizontal y casi sobre el E1. Se puede comprobar mirando desde el centro de la plataforma hacia abajo.

6. Se coloca el teodolito sobre la parte superior del trípode y se fija.

7. Se fija una de las patas del trípode en el terreno de tal manera que pueda servir como un eje inmóvil en el paso siguiente.

8. Se levantan ligeramente las patas que no estén fijas y mirando por la plomada se gira utilizando como eje la pata que esta fija hasta llegar a ver el punto de referencia(E1).

9. Se mira el nivel de burbuja (también llamado ojo de pollo) para ver hacia qué lado está más inclinado, se desliza estratégicamente las patas del trípode (una a la vez) hasta que el nivel de burbuja este centrado.

10. Se mira nuevamente por la plomada para ver si con el paso anterior nos alejamos del punto de referencia, si es así podemos aflojar el tornillo de fijación entre el teodolito y el trípode y deslizar cuidadosamente el teodolito hasta llegar al centro del punto de referencia (E1).

11. Cuando la burbuja esta entre trazos: Se pone el nivel tubular en dirección paralela a 2 tornillos nivelantes. Y luego con movimientos simultáneos (de los dos tornillos) o bien hacia adentro o bien hacia afuera se deja la burbuja al centro del nivel tubular.

Una vez al centro, se gira el equipo 90° y con el 3er tornillo que queda centrar la burbuja al medio del nivel tubular.

12.De esta manera queda centrado tanto el nivel tubular como circular.

13. Se comprueba si la plomada óptica marca el E1. El punto debe esta sobre el E1.

14. Para comprobar se gira el equipo horizontalmente varias vueltas y a final debe quedar centrado tanto en el nivel circular como tubular. Si algo se mueve se nivela rápidamente el nivel tubular de la forma indicada y ahí queda estacionado

15. Luego el teodolito se orienta al norte magnético y se dirige el lente del equipo a esa dirección estableciéndose el norte. Se pone en el equipo cero grados el Angulo horizontal.

16. Medir la altura de instrumento, desde el punto de estación hasta la altura del anteojo del teodolito.

17. Con lo anunciado hasta aquí estaremos aptos para efectuar las medidas de ángulos, distancias y tomar nota de ellas en la libreta de campo.

18. Determinar el BM (banco de marca) de donde obtendremos nuestra cota de terreno; si se cuenta con GPS se podría obtener las coordenadas norte y este.

19. Se ubica la mira de manera vertical, siendo esta perpendicular con el terreno en el punto BM.

20. Giramos el lente del equipo en dirección a la mira que se encuentra ubicada sobre el BM y de esta manera formamos nuestro primer ángulo horizontal.

21. Se procede a ubicar el hilo vertical de la retícula del anteojo del aparato en el centro de la graduación de las E de la mira. Por lo tanto, el movimiento horizontal permanece cerrado, para garantizar la alineación al vértice solo se procederá a mover el anteojo hacia arriba o hacia abajo hasta ubicar el hilo central de la retícula en la graduación de la altura del instrumento sobre la mira.

22. Luego se procede a leer el respectivo hilo inferior y superior de la retícula del anteojo y la lectura del ángulo vertical y horizontal en el punto BM.

23. Ahora procedemos a ubicar la mira en nuestro punto número uno y giramos el lente del equipo partiendo de 00°00’00” en el ángulo horizontal y volvemos a realizar el procedimiento para hacer la lectura del hilo superior e inferior y del ángulo horizontal y vertical.

24. Una vez concluido nuestra poligonal cerrada. Pasamos a hacer lectura de los puntos interiores de la berma central, postes y palmeras.

25. Con la cinta métrica acotamos las medidas del ancho de la vereda, ancho de la pista, ancho del sardinel, ancho del jardín y el ancho de la berma central.

TRABAJO DE GABINETE: CALCULO DE DISTANCIAS HORIZONTALES, VERTICALES Y DETERMINACIÓN DE COTAS AJUSTE DE UNA POLIGONAL CERRADA, CALCULOS DE ÁREAS.

El método de taquimetría es un procedimiento rápido y sencillo, utilizado en las mediciones topográficas, en el trazo de poligonales, en nivelaciones y en detalles de levantamientos planimétricos en los que no se requiera gran precisión. Consiste en la determinación indirecta de desniveles y distancias reales o inclinadas, horizontales y verticales entre puntos, para lo cual se necesita un teodolito que tenga en su retícula (hilos taquimétricos) y una estadía donde se proyectará la visual del teodolito y los hilos taquimétricos del mismo. Se debe conocer un BM (Punto de Control) con información de coordenadas, para el caso de levantamientos planimétricos y con información de cotas, para el caso que el levantamiento planialtimétricos.

METODOLOGIA DE CÁLCULO

Básicamente se manejan dos escenarios para el calculo de los desniveles que estarán en función del ángulo cenital, es decir si en ángulo cenital esta entre 0º y 90º (angulo de elevación) se manejara un primer escenario y si el angulo esta entre 90º y 180º (ángulo de depresión) se manejara un segundo escenario como se muestra a continuación.

EQUIDISTANCIAS REAL Y GRÁFICA.

INTERPOLACION

Como de la simple inspección del plano no puede deducirse la forma del terreno comprendido entre dos curvas de nivel, se admite que la pendiente entre dos curvas es constante. Fundándonos en esto, si queremos hallar la altitud de un punto b, situado entre dos curvas de nivel (Figura 4), bastará trazar la línea de máxima pendiente AB que pasa por P, cuyos extremos A y B tienen cotas conocidas e iguales a las de las curvas de nivel en que se apoyan, reduciéndose el problema a determinar la cota de un punto de una recta, conociendo la proyección P del punto, pudiéndose aplicar, por tanto, el procedimiento gráfico o numérico.

Pendiente de un terreno, en un punto situado entre dos curvas de nivel, a lado la línea de máxima pendiente que pasa por él.

En el caso de la figura, la pendiente en el punto P es la recta HK.

MÉTODO GRÁFICO

PLOTEO DE LAS CURVAS

    

CURVAS DE NIVEL.

Es la proyección ortogonal de la línea curva generada por la intersección de la representación de la superficie terrestre con un plano horizontal.

BIBLIOGRAFIA

https://dibujotecnicoudo.es.tl/TEMA-9.htm

http://topouniguajira.blogspot.com/p/corte-2-poligonales.html

https://es.slideshare.net/DPTOVIALIDADUNEFM/practica-4-taquimetra