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Geodesia y Topografía - Monografía



 
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Instrumentos topográficos. Teodolito. Acimutal. Aplicaciones informáticas topográficas. Red de triangulación en la República Dominicana. SIG (Sistemas de Información Geográfica). GPS (Global Position System)



INTRODUCCION



El estudio de la tierra es algo muy importante para las construcciones, ya que de este depende el éxito de la misma, por eso, la topografía y la geodesia son utilizadas para  la realización de  obras.

En este trabajo se dan a conocer algunos puntos relacionados con estos dos temas, como son el significado de dichas ciencias, así como la instrumentación utilizada para la realización de los trabajos topográficos en el país.
En el desarrollo de este trabajo se le explicará de manera resumida y exacta lo que es la topografía y la geodesia, así como algunos sistemas utilizados en su práctica.


Origen y Diferencia entre topografía y geodesia



Topografía



El origen de la topografía procede del griego “topo” que quiere decir lugar y “grafos” que quiere decir dibujo.
Esta ciencia es una ciencia muy importante, toma ayuda de las matemáticas para la realización de su trabajo, ayudándonos a representar gráficamente mediante el dibujo un lugar o un terreno determinado, ya sean naturales o artificiales.
La topografía es una ciencia que estudia un conjunto de procedimientos , los cuales sirven para representar las posiciones relativas sobre los puntos que existen en la superficie de la tierra y debajo de ella combinándose las medidas según los elementos del espacio que son: elevación, distancia y dirección.

La topografía explica los procedimientos y operaciones del trabajo de campo, los métodos de cálculo o procesamiento de datos y la representación del terreno en un plano o dibujo topográfico a escala. La topografía necesita apoyarse en la geodesia para su fin. Estudia el conjunto de principios y procedimientos que tienen por objeto la representación gráfica de una parte de la superficie terrestre, con sus formas y detalles, tanto naturales como artificiales.

La topografía necesita apoyarse en la geodesia para su fin. Estudia el conjunto de principios y procedimientos que tienen por objeto la representación gráfica de una parte de la superficie terrestre, con sus formas y detalles , tanto naturales como artificiales .Va a ser una representación plana , se considera que es el plano tangente al centro de la superficie terrestre a representar , proyectando todos los puntos de la superficie terrestre sobre dicho plano tangente , y no todos , sino los más interesantes , en relación al fin al que está orientado el plano , al lado de los puntos representados se consigna la altura , pero como generalmente los puntos son numerosos , se sustituyen los números por líneas de nivel , que permiten ver mejor el relieve. La representación plana se llama PLANO TOPOGRÁFICO, y está siempre a escala.

GEODESIA



La geodesia se deriva del griego “geo” que significa tierra y “daio” que significa dividir. La geodesia es una ciencia que se encarga por los medios matemáticos, la forma y las dimensiones de la tierra como objetos de estudio y puntos distribuidos por toda la tierra que se llaman puntos geodésicos y que forman parte de la tierra. La geodesia estudia la forma y dimensiones de la tierra, considerándola en su totalidad. Se ocupa principalmente de su medida, para este fin se apoya en la tecnología actual. Cuando utiliza métodos geométricos se denomina G. matemática, cuando utiliza métodos indirectos (p ej. métodos gravitatorios) se denomina G. dinámica, cuando utiliza la astronomía de posición se denomina G. astronómica.

La diferencia entre ambas ciencias es que la topografía son un conjunto de posiciones que se utilizan para determinar posiciones de puntos, sobre la superficie de la tierra por medio de medidas según los tres elementos del espacio que son el largo, ancho y alto. Mientras que la geodesia se dedica a dividir geométricamente la tierra y determinar formas y dimensiones, dependiendo de lo que se valla a  estudiar.

INSTRUMENTACION UTILIZADA EN LOS LEVANTAMIENTOS TOPOGRAFICOS



En los levantamientos topográficos se pueden encontrar muchos, los cuales se clasifican en  tres equipos:

- Para medir los ángulos utilizamos la brújula, el transito y  el teodolito.
- Para medir distancias se utiliza la cinta métrica, el odómetro y el distanciometro.
- Para medir pendientes utilizamos el nivel de mano, el riel, el fijo, basculante, automático.

El Teodolito:

Es el instrumento universal y se emplea principalmente para la medición de ángulos horizontales y verticales, para medir distancias con Estadía y para prolongar alienaciones. El Teodolito lleva un anteojo capaz de girar alrededor de un eje vertical y de otro horizontal ordinariamente esta provisto de una brújula magnética y va montado en un trípode. El primer teodolito fue construido hacia el año 1571 por el ingles Leonardo Digges. Se utiliza para la medición de ángulos horizontales y verticales, y para prolongar alienaciones.

Teodolito con brújula:

Muchos constructores, especialmente los alemanes, adaptan la brújula al teodolito fijándola sobre el plano horizontal en que se apoyan los soportes del anteojo, de modo que gira con la aliada, o también apoyándola por medio de dos horquillas en los extremos del eje horizontal.
La brújula esta provista de una graduación propia, y puede funcionar no solo como simple declaratoria magnética, sino, unida al instrumento, también como brújula topográfica.

Teodolito moderno:

Ofrecen la particularidad de no llevar nivel en el círculo vertical; en vez de nivel tiene un dispositivo de colocación automática del índice, constituido por un prisma líquido sin pieza mecánica alguna. El anteojo, de 15 cm. de longitud, es de enfoque interno y tiene 27 aumentos. Este teodolito esta provisto de plomada óptica: sus círculos graduados son de vidrio, divididos en grados enteros, mientras que los micrómetros de lectura llevan divisiones de 20″.

- Teodolito moderno:

Ofrecen la particularidad de no llevar nivel en el círculo vertical; en vez de nivel tiene un dispositivo de colocación automática del índice, constituido por un prisma líquido sin pieza mecánica alguna. El anteojo, de 15 cm. de longitud, es de enfoque interno y tiene 27 aumentos. Este teodolito esta provisto de plomada óptica: sus círculos graduados son de vidrio, divididos en grados enteros, mientras que los micrómetros de lectura llevan divisiones de 20″.

b) Acimutal:

Un acimutal destinado solo a la medida de ángulos horizontales debe estar constituido necesariamente por:

1)    Un basamento metálico.
2)    Un círculo Graduado horizontal.
3)    Un colimador.
4)    Uno o varios índices.
5)    Un nivel.
6)    Una plomada.

c) Acimutales de aliada de pínulas: (Pantómetra):

Se compone de dos cilindros rectos del mismo diámetro, formados con chapa de latón, cerrados por una sola de sus bases, de fondo plano, y empalmados por las bases libres, con objeto de formar una sola superficie cilíndrica.

d) Acimutales de antojo:

De los grandes Acimutales que se emplean para observaciones de alta geodesia, con microscopios micrométricos que dan hasta la décima de segundo, se pasa a los goniométricos topográficos con nonios o con microscopios de estima cuya sensibilidad puede variar entre dos minutos y diez segundos.
Los Acimutales de anteojo pueden dividirse en dos clases, que son: Acimutales con anteojo no invertible y Acimutales con anteojo invertible.

e) Brújulas topográficas de colimador concéntrico:

Las brújulas topográficas forman una categoría de instrumentos especiales.
Aparte de los trabajos expedidos de topografía ordinaria, la brújula topográfica es empleada por los exploradores, geólogos, geógrafos, en los reconocimientos militares, en el levantamiento de los bosques y principalmente en los trabajos de minería. Entre las brújulas topográficas con colador de aliada de pínulas, la de Kater o de Schumalkalder es para el topógrafo acaso el mejor.

f) Brújulas de anteojo:

Sirve para medir ángulos horizontales y verticales, leídos por medio de los correspondientes microscopios. El anteojo puede dar vuelta completa alrededor de un eje horizontal. Este instrumento, de gran precisión, puede utilizarse con éxito tanto para medir acimutes como para nivelaciones.

g) Existen también instrumentos electrónicos

de medir distancia, entre ellos, el Electrotipo, el Telurómetro y el Distomap.

h) Cintas:

Las cintas métricas se hacen de distintos materiales, con longitud y pesos muy variables. Se usan para medir distancias.

i) Piquetes:

Son generalmente de unos 25 a 35 cms de longitud, están hechos de varilla de acero y provistos en un extremo de punta y en el otro de una argolla que les sirve de cabeza.

j) Jalones:

Son de metal o de madera y tienen una punta de acero que se clavan en el terreno. Sirven para indicar la localización de puntos o la dirección de líneas.

k) Escuadra de agrimensor:

Se emplea en el levantamiento, de poca precisión, para lanzar visuales a cierta altura sobre el suelo.

l) Plomada:

Pesa metálica utilizada para marcar la proyección horizontal de un punto situado a cierta altura sobre el suelo.

m) Brújula de Agrimensor:

Consiste en una brújula magnética montada en trípode y provista de visor. Sirve para determinar el rumbo de las alienaciones.

n) Plancheta:

Tablero de dibujo montado sobre un trípode, posee una aliada que puede moverse alrededor del tablero. Se usa para dibujar directamente planos topográficos.

o) Rodete:

Es una cinta métrica, flexible, que sirve para medir distancias.

p) Agujas:

Son una varillas de acero, terminadas en puntas de unos 30 cms de longitud, para ir señalando el extremo de la cinta métrica a medida que esta se va extendiendo sucesivamente sobre el terreno para determinar una distancia.

q) Trípode:

Es donde va montado los equipos, o sea, transito, teodolito, estación total.

r) Estadias:

Es una regla de madera, de sección rectangular y con divisiones que permiten medir alturas o desniveles. El extremo inferior de la estadia va provisto de un regatón de metal, y ordinariamente en este extremo es que se encuentra el cero de graduación de la estadia.
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Estos son algunos de los instrumentos utilizados en topografía.

COMENTARIO ACERCA DE LOS SOFTWARE UTILIZADOS EN TOPOGRAFIA Y GEODESIA



Los sistemas utilizados en la topografía y la geodesia son todos diferentes, en nuestro país se utilizan varios en lo que es catastro nacional, Instituto Cartográfico Militar, etc. utilizan.
Entre estos software se mencionan los que se utilizan en el país y alrededor del mundo tenemos los siguientes:

- Autocad 13 con ERPoint.
- Autocad 2000.
- Para fines de topografía ( Jelly) escrito por el agrimensor Jesús Armando Cruz Rijo.

En el mercado existe una gran variedad de software destinados a resolver problemas de cartografía y agrimensura. Muchos de estos programas son muy buenos para realizar tareas de topografía. Otros, por ejemplo, son específicos para carreteras y otros para mapas. Entre estos software podemos mencionar:

- Landesing
- Landview
- TFR
- AutoCad Map
- MacRoad
- Microstation
- MiniCad


BREVE RESEÑA DE LOS SISTEMAS GPS Y GIS



GPS:



Sistema de posicionamiento global (Global Positioning System), hay dos tipos:

NAVEGADORES GPS.



Estos son mas para fines recreativos y aplicaciones que no requieren gran precisión, consta de un dispositivo que cabe en la palma de la mano, tienen la antena integrada, su precisión puede ser de ±15 mts, pero si incorpora el sistema WAAS puede ser de ±5 mts.

GPS TOPOGRÁFICOS



Estos equipos tienen precisiones desde varios milímetros hasta menos de medio metro.
Existen GPS de una banda (L1) y de dos bandas (L1, L2), la diferencia es que para los GPS de una banda se garantiza la precisión milimétrica para distancias menores a 40km entre antenas, en los GPS de dos bandas es de hasta 300km, si bien se pueden realizar mediciones a distancias mayores, ya no se garantiza la precisión de las lecturas.

GIS:  Sistema de posicionamiento global



Este sistema se interrelaciona con la información.
El Sistema de Información Geográfica (GIS) es un sistema informático capaz de realizar una gestión completa de datos geográficos referenciados. Por referenciados se entiende que estos datos geográficos o mapas tienen unas coordenadas geográficas reales asociadas, las cuales nos permiten manejar y hacer análisis con datos reales como longitudes, perímetros o áreas. Todos estos datos alfanuméricos asociados a los mapas más los que queramos añadirle los gestiona una base de datos integrada con el GIS.

BREVE RESEÑA DEL ORIGEN DE LA RED DE TRIANGULACION EN REP. DOM.



La red de triangulación en Rep. Dom. se inicio en 1916 con la introducción de la tropa marina de los Estados Unidos hasta el 1918, en 1921 se dieron cuenta de que no existían mapas de predicción en el  país, así que decidieron establecerse en Santo Domingo y otra en las Matas de Farfán.
Existen líneas, las cuales se encuentran en Santo Domingo, Esperilla, Malecón.
En la triangulación geodésica, se seleccionan dos puntos separados por varias millas, llamados estaciones, y la latitud y longitud de cada uno se determina astronómicamente. La línea entre estos dos puntos, la línea base, se mide con un alto grado de precisión. La posición de la tercera estación se determina por el ángulo que forma con cada vértice de la línea base. Este proceso, llamado triangulación, se continúa hasta que toda el área a ser investigada esté en mapa.
Las líneas bases que se encuentran en el país las tenemos en Barahona, Salcedo y Higuey. En el mapa que sigue mostramos la red de triangulación en el país, así como las líneas bases en la red en le país.

BREVE RESEÑA DE LA RED DE GEODESIA RECIEN INSTALADA EN LA REPUBLICA DOMINICANA



La red de geodesia se inicia en el país en el año 1962 y finaliza en el año 1962, consta de aproximadamente 450 vértices de control entre ellos de primer orden, segundo y tercer orden.

- Para el de primer orden este sistema consta con un lente directo y un lente invertido, y mediante este sistema se hacen no mínimo de 28 lecturas para su mayor presición, estas con un tiempo no superior a un segundo. Siendo  14 directas y 14 invertidas.
-    para la de segundo orden se hacen 12 lecturas inversas y 12 lecturas directas, todas colocadas en una misma posición.
-    Para la de tercer orden se utilizan la clase A y la clase B la cual tiene 4 lecturas directas y 4 lecturas inversas.

La red de geodesia instalada en el país recientemente  consta de 60 estaciones de las cuales 4 de ellas son permanentes y se encuentran localizadas en Barahona, Santiago, La Vega y San Pedro de Macorís. Esta reciben señales cada un segundo por los satélites artificiales, llámense estos sustitutos de las estrellas que vendrían siendo satélites, aunque estos son artificiales, así le envían  las señales a las estaciones para la preparación de  las mismas.

Los puntos donde están localizados las estaciones de la red de geodesia se la presentamos a continuación.

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CONCLUSION



Al darle terminación a este trabajo, concluyo con la idea de los contextos expresados anteriormente en el desarrollo del trabajo referentes a la topografía y la geodesia, así como los instrumentos utilizados en la realización de los trabajos hechos por estas dos ciencias. También lo que son los sistemas  utilizados en la red de geodesia y la triangulación y los sistemas GPS y GIS.
En concusión a este trabajo finalizo con la idea de que ambas ciencias son importantes para lo que son las construcciones y la impresión de los mapas que sirven de ubicación de los terrenos en la geodesia y la topografía.

BIBLIOGRAFIA



Este trabajo ha sido realizado con la ayuda de los siguientes colaboradores:

Instituto Cartográfico Dominicano
Instituto Nacional de Recursos Hidráulicos
Instituto General de Catastro Nacional
Instituto Nacional de Mensuras Catastrales
www.googe.com.do
www.altavista.com
www.monografias.com
Folletos
La colaboración del primer teniente del Ejercito Nacional el señor Eugenio Taveras.

Autor:

Alicia Reyes





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