ESTUDIO TOPOGRÁFICO (LEVANTAMIENTO LIDAR)€¦ · topográfico, presentada en el documento...

ESTUDIO TOPOGRÁFICO (LEVANTAMIENTO LIDAR)

CONTRATO Nº 1352 DE 2017

VOLUMEN 2 DE 2

REVISIÓN 1

BOGOTÁ D.C., SEPTIEMBRE DE 2018

FACTIBILIDAD Y ACTUALIZACIÓN, COMPLEMENTACIÓN, AJUSTES DE LOS ESTUDIOS Y DISEÑOS, Y ESTUDIOS Y DISEÑOS PARA LA AMPLIACIÓN Y EXTENSIÓN DE LA AVENIDA CIUDAD DE CALI AL SISTEMA TRANSMILENIO, ENTRE LA AVENIDA CIRCUNVALAR DEL

SUR Y LA AVENIDA CALLE 170 Y DE LOS EQUIPAMIENTOS URBANOS COMPLEMENTARIOS, EN BOGOTÁ D.C.

DTACC-FAC-CP01-R1

VOL 2 DE 2 INFORME DE ESTUDIO TOPOGRÁFICO REV. 01

INFORME ESTUDIO TOPOGRAFICO – FACTIBILIDAD (LEVANTAMIENTO LIDAR) REV 1 07-09-2018 DTACC-FAC-CP01-R1 Vol 2 de 2

CONTRATO IDU 1352 DE 2017

INFORME DE ESTUDIOS TOPOGRÁFICOS

Control de Versiones

Versión Fecha Descripción Modificación Folios

0 01-08-2018 Versión original 97

1 07-09-2018 Se atienden las observaciones del informe, ajustes solicitados por el

IDU – Tramo 1 CONPES

98

Consultor

Interventoría

Validado por Aprobado por

Héctor Alonso Garzón Romero Especialista en Topografía

Juan José Franco Zuluaga Director de Interventoría

Ejecutado por Aprobado por

José Wilches Especialista en Topografía

Fabio Amaya Rey Director de Consultoría

INFORME ESTUDIO TOPOGRAFICO – FACTIBILIDAD (LEVANTAMIENTO LIDAR) REV 1, 07-09-2018 DTACC-FAC-CP01-R1 Vol 2 de 2

TABLA DE CONTENIDO

1 INTRODUCCIÓN ......................................................................................................................... 1

2 OBJETIVOS ................................................................................................................................. 2

2.1 OBJETIVO GENERAL .......................................................................................................... 2

2.2 ALCANCE DEL ESTUDIO TOPOGRÁFICO ........................................................................ 2

3 DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO ............................................................................................... 3

4 LEVANTAMIENTO LIDAR Y ORTOFOTO .................................................................................. 4

4.1 RED GEODÉSICA ................................................................................................................ 4

4.1.1 Red de apoyo ........................................................................................................................ 5

4.1.2 Resumen de coordenadas proyectadas en época 1995.4 y cotas red geodésica ............... 6

4.2 SISTEMA LIDAR AÉREO Y FOTOGRAMETRICO ............................................................10

4.2.1 Descripción de la tecnología LIDAR ................................................................................... 10

4.2.2 Equipos y organización de los trabajos de topografía ........................................................ 12

4.2.2.1 Escáner Laser ................................................................................................................. 13

4.2.2.2 Unidad de Medida Inercial (IMU) .................................................................................... 14

4.2.2.3 Cámara Digital PHASEONE IXA 180 SPECS ................................................................ 15

4.2.2.4 Unidad de distribución de Potencia y Control (UPC) ...................................................... 16

4.2.2.5 Unidad de coordinación y control .................................................................................... 17

4.2.2.6 Receptor TRE-G3T (GNSS) ............................................................................................ 18

4.2.2.7 Antena ANTCOM CORP G5Ant-42AT1 .......................................................................... 19

4.2.2.8 Ordenador y Pantalla ...................................................................................................... 20

4.2.3 Software .............................................................................................................................. 21

4.2.3.1 Software de Control de vuelo .......................................................................................... 21

4.2.3.2 Software Post-Proceso - Red Geodésica - Cálculo Inercial ........................................... 22

4.2.3.3 Software de obtención de puntos láser ........................................................................... 23

4.2.3.4 Software de clasificación y edición de puntos láser ........................................................ 23

4.2.3.5 Software de Aero-triangulación ....................................................................................... 24

4.2.3.6 Software de orto-rectificación .......................................................................................... 25

4.3 PLAN DE VUELO – MONTAJE Y CALIBRACIÓN DEL SISTEMA LIDAR ........................25


4.3.1 Plan vuelo fotogramétrico y LIDAR ..................................................................................... 26

4.3.2 Montaje del sistema LIDAR en la aeronave ....................................................................... 28

4.3.3 Calibración del sistema LIDAR ........................................................................................... 29

4.4 EJECUCIÓN DE VUELOS Y TOMA DE DATOS. ..............................................................30

4.4.1 Toma de datos GNSS ......................................................................................................... 30

4.4.2 Toma de datos IMU ............................................................................................................ 31

4.4.3 Toma de fotografías aéreas ................................................................................................ 31

4.4.4 Toma de datos láser ........................................................................................................... 31

4.4.5 Modelo de Aero triangulación ............................................................................................. 32

4.4.6 Modelo Geoidal Local ......................................................................................................... 36

4.4.7 Clasificación de los puntos ................................................................................................. 41

4.4.8 Modelo digital del terreno (DTM) ........................................................................................ 42

4.4.9 Modelo digital de superficie (DSM) ..................................................................................... 43

4.4.10 Ortofoto ............................................................................................................................... 44

4.4.11 Precisión Metadatos ........................................................................................................... 47

4.4.12 Software .............................................................................................................................. 47

4.5 ANALISIS DE LAS PRESICIONES ....................................................................................48

4.5.1 EVALUACIÓN PRECISIÓN RED GEODÉSICA ................................................................. 50

4.5.1.1 Georreferenciación: <0.03 m........................................................................................... 50

4.5.1.2 Poligonales: 1:25.000 ...................................................................................................... 50

4.5.1.3 Nivelaciones geométricas: 0.012 m/km .......................................................................... 51

4.5.1.4 Evaluación precisión orto imágenes digitales, datos planimétricos y conjuntos de datos de elevación ...................................................................................................................................... 53

4.5.1.5 Análisis de precisión de la interpolación coordenadas 3d (x, y, z). ................................ 54

4.5.1.6 Análisis de precisión Z .................................................................................................... 56

4.5.1.7 Análisis de precisión x y. ................................................................................................. 61

4.5.1.8 Casos particulares con desviaciones representativas. ................................................... 67

5 FACTIBILIDAD ALTERNATIVA TRAMO 1 - CONPES .............................................................83

5.1 LEVANTAMIENTO LIDAR EJECUCIÓN DE VUELOS Y TOMA DE DATOS. ...................83

5.1.1 Red geodésica .................................................................................................................... 83


5.1.2 Plan de vuelo – montaje y calibración del sistema lidar ..................................................... 84

5.1.3 Procesamiento de los datos ............................................................................................... 84

6 CONCLUSIONES ......................................................................................................................85


LISTA DE TABLAS

Tabla 4.1 resumen de coordenadas y cotas red geodésica ............................................................... 7 Tabla 4.2 Componentes del sistema LIDAR ..................................................................................... 12 Tabla 4.3 Conexiones unidad de potencia y control ......................................................................... 17 Tabla 4.4 Especificaciones – Tarjeta GNSS JAVAD TRE-G3T ........................................................ 18 Tabla 4.5 Precisiones establecidas por el sistema GNSS empleado ............................................... 19 Tabla 4.6 Características principales de la PC ................................................................................. 20 Tabla 4.7 Características principales de la pantalla.......................................................................... 21 Tabla 4.8 Condiciones principales del plan de vuelo diseñado ........................................................ 26 Tabla 4.9 Parámetros de diseño de los ejes de vuelo proyectados ................................................. 27 Tabla 4.10 Lever Arms montaje sistema LIDAR ............................................................................... 29 Tabla 4.11 Calculo RMS ortofoto ...................................................................................................... 34 Tabla 4.12 Calculo Modelo Geoidal Local ........................................................................................ 37 Tabla 4.13 Clasificación de los datos ................................................................................................ 41 Tabla 4.14 Clasificación de puntos LIDAR según ASPRS ............................................................... 42 Tabla 4.15 Datos excluidos ............................................................................................................... 47 Tabla 4.16 Precisiones Capitulo 1 Estudio topográfico..................................................................... 48 Tabla 4.17 Precisiones georreferenciación ....................................................................................... 50 Tabla 4.18 Precisiones nivelación geométrica .................................................................................. 51 Tabla 4.19 Precisiones red geodésica .............................................................................................. 55 Tabla 4.20 Precisiones red geodésica GPS ..................................................................................... 55 Tabla 4.21 Precisiones z ................................................................................................................... 56 Tabla 4.22 Diferencias vectores ........................................................................................................ 56 Tabla 4.23 Desviaciones ................................................................................................................... 57 Tabla 4.24 Precisiones ASPRS ......................................................................................................... 57 Tabla 4.25 Datos clasificados muestra ............................................................................................. 58 Tabla 4.26 Puntos verificación (174) ................................................................................................. 59 Tabla 4.27 Consolidado análisis de precisión ................................................................................... 60 Tabla 4.28 precisión en X e Y en los GCP´s ..................................................................................... 65 Tabla 4.29 Puntos (6) que requieren ajuste ...................................................................................... 70 Tabla 4.30 Puntos no usados ............................................................................................................ 70 Tabla 4.31 Puntos (595) interventoria ............................................................................................... 73 Tabla 4.32 Puntos de la vectorización actualizados ......................................................................... 81 Tabla 4.33 Consolidada del precisión X, Y, ...................................................................................... 82


LISTA DE FIGURAS

Figura 3.1 Localización general .......................................................................................................... 3 Figura 4.2 Localización de la red geodésica ....................................................................................... 5 Figura 4.3 Localización general vértices IGAC ................................................................................... 6 Figura 4.4 Localización general de la red geodésica .......................................................................... 6 Figura 4.5 Componente sistema LIDAR ........................................................................................... 12 Figura 4.6 Escáner Laser VQ-480i .................................................................................................... 13 Figura 4.7 Especificaciones escáner Laser VQ-480i ........................................................................ 14 Figura 4.8 Especificaciones Unidad de Medida Inercial (IMU) ......................................................... 15 Figura 4.9 Cámara Digital PHASEONE IXA 180 SPECS ................................................................. 15 Figura 4.10 Especificaciones Cámara Digital PHASEONE IXA 180 SPECS ................................... 16 Figura 4.11 Unidad de distribución de Potencia y Control (UPC) ..................................................... 17 Figura 4.12 Unidad de coordinación y control ................................................................................... 18 Figura 4.13 Especificaciones - Antena ANTCOM CORP G5Ant-42AT1 .......................................... 19 Figura 4.14 Ordenador PC ................................................................................................................ 20 Figura 4.15 Monitor de vuelo ............................................................................................................. 21 Figura 4.16 Software Aerolsar ........................................................................................................... 21 Figura 4.17 Software de post-proceso - red geodésica - cálculo inercial ......................................... 22 Figura 4.18 Software obtención puntos láser .................................................................................... 23 Figura 4.19 Software obtención puntos láser .................................................................................... 24 Figura 4.20 Software Point Measurement ......................................................................................... 24 Figura 4.21 Software Agisoft Photo Scan ......................................................................................... 25 Figura 4.22 Plan de vuelo ................................................................................................................. 28 Figura 4.23 Montaje sistema LIDAR ................................................................................................. 28 Figura 4.24 Calibración sistema LIDAR ............................................................................................ 29 Figura 4.25 Toma de datos laser ...................................................................................................... 32 Figura 4.26 Ajuste de las imágenes en el modelo ............................................................................ 33 Figura 4.27 Diálogo de griget_1min.exe de la extracción ................................................................. 37 Figura 4.28 Planimetria 3D borde de vía borde de sardinel y anden ................................................ 45 Figura 4.29 Planimetría 3D Anden y materas ................................................................................... 45 Figura 4.30 Nube de puntos DTM definición vectores (Z) ................................................................ 45 Figura 4.31 DTM sitios especiales definición escaleras ................................................................... 46 Figura 4.32 Vectores 3D escaleras ................................................................................................... 46 Figura 4.33 Vectores 3D en zonas de escaleras .............................................................................. 46


LISTA DE ANEXOS LEVANTAMIENTO TOPOGRAFIA

Anexo 1 - F.2.2.1.1 ALISTAMIENTO ............................................................................................... 87 Anexo 2 - F.2.2.1.2 LEVANTAMIENTO INFORMACION DE CAMPO ............................................. 88 Anexo 3 - F.2.2.1.3 PRODUCCIÓN .................................................................................................. 89 Anexo 4 - F.2.2.1.4 ENTREGABLES ................................................................................................ 90

FACTIBILIDAD Y ACTUALIZACIÓN, COMPLEMENTACIÓN, AJUSTES DE LOS ESTUDIOS Y DISEÑOS, Y ESTUDIOS Y DISEÑOS PARA LA AMPLIACIÓN Y EXTENSIÓN DE LA AVENIDA CIUDAD DE CALI AL SISTEMA TRANSMILENIO, ENTRE LA AVENIDA CIRCUNVALAR DEL SUR Y LA AVENIDA CALLE 170 Y DE LOS EQUIPAMIENTOS URBANOS

COMPLEMENTARIOS, EN BOGOTÁ D.C


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1 INTRODUCCIÓN

El Consorcio Troncales Bogotá, en desarrollo del contrato 1352 de 2017, el cual tiene como objeto la FACTIBILIDAD Y ACTUALIZACIÓN, COMPLEMENTACIÓN, AJUSTES DE LOS ESTUDIOS Y DISEÑOS, Y ESTUDIOS Y DISEÑOS PARA LA AMPLIACIÓN Y EXTENSIÓN DE LA AVENIDA CIUDAD DE CALI AL SISTEMA TRANSMILENIO, ENTRE LA AVENIDA CIRCUNVALAR DEL SUR Y LA AVENIDA CALLE 170 Y DE LOS EQUIPAMIENTOS URBANOS COMPLEMENTARIOS, EN BOGOTÁ D.C., de acuerdo con los requerimientos del proyecto, el documento describe los estudios previos, las actividades desarrolladas para implementar la red geodésica del proyecto .

El presente informe contiene el estudio topográfico de factibilidad correspondiente a la Red geodésica Volumen 1 de 2 contiene la descripción del estudio topográfico levantamiento de la red geodésica o marco de referencia del proyecto de los puntos GPS, materializados, posicionados en campo, poligonal y nivelados geométricamente, conformados por una red regular de puntos intervisibles (parejas) distribuidos en el área del proyecto. En el estudio topográfico de factibilidad se encuentra el corredor TRAMO 1 - CONPES de la Avda. Ciudad de Cali entre La Avda. Circunvalar del Sur hasta la Avda. Américas, en el cual se realizó la red geodésica o marco de referencia del proyecto de los puntos GPS, materializados, posicionados en campo y nivelados geométricamente, conformados por una red regular de puntos intervisibles (Parejas) distribuidos en el área del proyecto, la descripción general se presenta en el capítulo 5.

Al inició del estudio topográfico se realizó la etapa de recolección de informacion de levantamientos topográficos elaborados para IDU, con base en esta información se elaboró el informe de recopilación de estudios topográficos presentado a la interventoría y aprobado mediante oficio No. IDU-1393-081 de enero 12 de 2018.

Como parte del desarrollo de los estudios de topografía, se realizó la metodología del estudio topográfico, presentada en el documento DTACC-MET-CP1-R1, la cual fue aprobada por la interventoría mediante oficio No IDU -1393-016 del noviembre 24 de 2017.

El Volumen 2 de 2 corresponde al Levantamiento Lidar y Ortofoto, en este volumen se realiza la descripción del levantamiento Lidar del levantamiento de la nube de puntos y la toma de las fotografías aéreas, el amarre a la red geodésica del proyecto (GNSS), planeación de vuelo y la toma de datos, modelo geoidal local, clasificación de la nube de puntos, generación de la ortofoto, DTM, DSM, intención de la altimetría, planimetría y los equipos utilizados.




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2 OBJETIVOS

2.1 OBJETIVO GENERAL

Obtener información geográfica adecuada para la elaboración de factibilidad, estudios y diseños de los proyectos de infraestructura, vial urbana y de espacio público para (corredores, intersecciones y puentes), desarrollando los estudios de levantamiento topográfico convencional o cualquier otra tecnología (Lidar) que permita realizar el análisis técnico, legal financiero y de riesgos para la construcción, en las áreas y estructuras definidas por el Instituto de Desarrollo Urbano – IDU. El resultado a obtener es la representación gráfica del terreno de los elementos contenidos en las áreas definidas, con todas las características en altimetría y planimetría en el corredor de la vía existente de la avenida ciudad de Cali con una a longitud de 23.7 km por un ancho de 80 m desde la Calle 170 hasta la Av. Terreros o Circunvalar del sur bajo las Especificaciones Técnicas para Estudios Topográficos.

2.2 ALCANCE DEL ESTUDIO TOPOGRÁFICO

Para el desarrollo del presente informe se tienen previstos los siguientes alcances:

1. Informe de recopilación de información 2. Informe de metodología de los estudios topográficos 3. Posicionamiento y materialización de la red geodésica del proyecto a lo largo del corredor de la

Avda. Ciudad de Cali, ligada a los vértices del IGAC, en coordenadas y cotas certificadas. 4. Nivelación geométrica de los puntos posicionados y georreferenciados de la red geodésica

(GNSS), ligada a los vértices IGAC (NP´s). 5. Levantamiento de poligonales de control ligadas a la red de planimetría y altimetría plateadas a

lo largor del corredor de la vía. 6. Nivelación de pozos de alcantarilla y cajas de acueducto. 7. Levantamiento topográfico convencional de detalles de las áreas y elementos o estructuras no

capturados del levantamiento lidar. 8. Levantamiento con tecnología de escáner laser terrestre de estructuras de puentes peatonales

y vehiculares. 9. Con base en un dispositivo que incorporan tecnología distinta a la convencional, para este

estudio se realizó el levantamiento Lidar, para la toma de nube de puntos y toma de fotografías aéreas, para la obtención y la producción ortofoto modelo digital de terreno (DTM) y modelo digital de superficie (DSM) y la generación altimetría y restitución de la planimetría.

10. Elaboración del plano topográfico. 11. Elaboración del modelo digital de terreno del proyecto. 12. Elaboración del informe final del estudio topográfico. 13. Los levantamientos correspondientes del estudio topográfico cumplirán con los requerimientos

solicitados en el capítulo 1 especificaciones técnicas estudio topográfico.




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3 DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO

En la ciudad de Bogotá, diariamente se requiere la movilización de miles de pasajeros, los cuales en su mayoría realizan sus desplazamientos utilizando el sistema de transporte público. De esta forma las Administraciones Distritales han venido buscando la forma de constituir un sistema de transporte estructurado y ordenado que permita garantizar eficiencia en la prestación del servicio.

El sistema de transporte Transmilenio fue el primer paso para la organización del transporte y se dio mediante la creación de una sociedad accionaría como depositaría de los recursos otorgados para la financiación del transporte, de esta forma, el 4 de diciembre del 2000 se inauguró la Troncal Avenida Caracas, posteriormente se han construido las Troncales Autopista Norte, Avenida Jiménez, Avenida Las Américas, Calle 80, Troncal NQS, Avenida Suba, Calle 26 y Carrera 10, logrando movilizar cerca de 2.4 millones de usuarios por día.

El Corredor troncal Av. Ciudad de Cali se encuentra en el sector occidental de la ciudad, en una extensión de 23,7 kilómetros desde la calle 170 hasta la Av. Terreros en el límite de Soacha (Ver Figura 3.1 Localización general), pasando por las localidades de Suba, Engativá, Fontibón, Kennedy y Bosa, presentándose en su recorrido intersecciones con corredores vial de gran importancia que conectan la ciudad de oriente a occidente como lo son; Av. Bosa, Av. Américas, Calle 26, Calle 63, Calle 72, Calle 80 y Av. Suba entre otras, siendo el eje occidental de la ciudad.

Figura 3.1 Localización general




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4 LEVANTAMIENTO LIDAR Y ORTOFOTO

Se realizó un levantamiento con sensor LIDAR aerotransportado, el cual está integrado por sensor LIDAR y con una cámara de alta resolución y otros sensores. Este sistema combinado otorga una capacidad de ofrecer la toma de nube de puntos y fotografías aéreas georreferenciadas, que posteriormente mediante el modelo digital de terreno se orto rectifican para obtener una ortofoto y una serie de soluciones de datos geoespaciales adquiridos desde una plataforma aérea.

En el presente documento se realiza la descripción de los equipos utilizados y los aspectos técnicos en el desarrollo de la captura de la nube de puntos levantamiento LIDAR y la toma de fotografías aéreas el pos proceso para la obtención del DTM, DSM, ortofoto y la generación de las curvas de nivel cada 50 cm y la restitución de la planimetría.

Los datos del levantamiento LIDAR se encuentran en los siguientes Anexos;

Anexo 1. Alistamiento

Anexo 2. Levantamiento Informacion de campo

Anexo 3. Post Proceso

Anexo 4.Producto

Los levantamientos topográficos y levantamiento LIDAR están sujetos al sistema de referencia MAGNA SIRGAS como Datum horizontal oficial, época 95.4 o la época oficial vigente, en coordenadas planas en proyección cartesiana ciudad Bogotá y se emplearán los datos normalizados por las entidad regente a la fecha.

El Datum vertical para referir todo tipo de mediciones de alturas sobre el nivel del mar será BUENAVENTURA.

Los levantamientos topográficos y levantamiento LIDAR, se realizaron durante los días 21 noviembre al 30 de diciembre del año 2017.

4.1 RED GEODÉSICA

Se materializó la red geodésica con coordenadas referidas al Sistema de referencia Magna Sirgas y se posicionó mediante equipos GPS doble frecuencia (GNSS), traslado de coordenadas y cota elipsoidal a partir del vértice 16-BGT de la red Magna – Sirgas certificada por el Instituto Geográfico Agustín Codazzi ICAG). Dicho vértice IGAC fue seleccionado como punto principal de amarre para el proyecto, ya que se encuentra localizado aproximadamente en el centroide o mitad del corredor de los levantamientos de la Avda. Ciudad de Cali; el Vértice se encuentra en buenas condiciones físicas y cuenta con certificación IGAC y con la elevación geométrica.

Como puntos de chequeo control de calidad y uso para la doble determinación GNSS en la densificación de la red, se utilizaron los vértices IGAC denominados 18-BGT, 25-BGT, 47-BGT, BOGOTA-15 y CD-626A




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El levantamiento LIDAR se encuentra amarrado a la red geodésica del proyecto la cual esta está conformada por 120 mojones construidos en zonas blandas; y/o placas metálicas incrustadas en zonas duras tales como sardineles, andenes, cabezales, etc. Los puntos se materializaron los vértices cada 200 metros aprox., el cual garantiza la referenciación de las señales de azimut, la perdurabilidad, un horizonte despejado, la intervisibilidad de por lo menos un punto anterior y posterior, nivelado, estabilidad y accesibilidad a cada punto.

Figura 4.2 Localización de la red geodésica

4.1.1 Red de apoyo

El apoyo geodésico está basado en los vértices como puntos de chequeo, control de calidad y uso para la doble determinación GNSS en la densificación de la red, los puntos utilizados de vértices del IGAC fueron 18-BGT, 25-BGT, 47-BGT, BOGOTA-15 y CD-626A, Al utilizar estos vértices del IGAC se garantiza un mejor ajuste al no generar vectores tan largos, para determinar las coordenadas de los mojones instalados cada 200 metros aproximadamente se reposicionan bases en dos mojones del itinerario anterior con el fin de garantizar una conexión de datos en todos los itinerarios GPS garantizando una homogeneidad entre pares GPS para los itinerarios planimétricos y futura densificación o replanteo de nuevos Puntos GPS. En el Anexo IDU-1352-2017\PreFactibilidadyFactibilidad\F2.Topografía\F2.2.Informes\F2.2.1.Anexos\F.2.2.1.1 ALISTAMIENTO\F.2.2.1.1.2 CERT PUN AMARRA IGAC, se encuentran las certificaciones del IGAC, del vértice de control del IGAC, base 16-BGT y los vértices denominados 18-BGT, 25-BGT, 47-BGT, BOGOTA-15 y CD-626A en la ciudad de Bogotá D.C. y el Anexo H:\IDU-1352-2017\PreFactibilidadyFactibilidad\F2.Topografía\F2.2.Informes\F2.2.1.Anexos\F.2.2.1.4 ENTREGABLES\03-RED-GEODESICA\02-COMP-COORD Y COTAS, se encuentra los datos de las coordenadas red geodesica.




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Figura 4.3 Localización general vértices IGAC

Figura 4.4 Localización general de la red geodésica

4.1.2 Resumen de coordenadas proyectadas en época 1995.4 y cotas red geodésica

Sistema de Coordenadas Planas Locales Bogotá

Datum MAGNA (GRS80)

Latitud Origen 4° 40´ 49.75’’ N

Longitud Origen 74° 08´ 47.73’’W

Falso Norte 109320.965 m

Falso Este 92334.879 m

Plano de Proyección : 2550 msnm A continuación se presenta el resumen de coordenadas y cotas de la red geodésica del proyecto.




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Tabla 4.1 resumen de coordenadas y cotas red geodésica

COORDENADAS GEOGRÁFICAS WGS84 ÉPOCA 1995.4 COORDENADAS CARTESIANAS ORIGEN BOGOTÁ ÉPOCA 1995.4

COTA GEOCAM

PUNTO LATITUD dd°mm'ss.s" LONGITUD

dd°mm'ss.s" COTA

ELIPSOIDAL (m) NORTE (m) ESTE (m) (m.s.n.m)

16-BGT 4 40 07.692170000 -74 07 42.059210000 2567.637 108028.579 94359.672 2544.462

18-BGT 4 42 11.222193391 -74 06 07.201920930 2575.747 111824.716 97284.117 2552.632

25-BGT 4 45 02.145243666 -74 05 38.770496454 2576.875 117077.151 98160.29 2553.852

47-BGT 4 37 56.150911611 -74 09 57.197907668 2567.59 103986.4 90192.901 2544.417

BOGOTA-15 4 37 05.760215537 -74 12 09.019073696 2569.446 102438.141 86128.195 2546.32

CD-626A 4 36 37.514475585 -74 12 16.350872708 2565.635 101570.185 85902.05 2542.495

GPS001 4 45 32.460277044 -74 05 22.290446783 2572.773 118008.757 98668.275 2549.66

GPS002 4 45 28.359396473 -74 05 25.626090995 2571.562 117882.73 98565.452 2548.443

GPS003 4 45 23.100608719 -74 05 27.154266794 2572.718 117721.127 98518.353 2549.599

GPS004 4 45 17.149621161 -74 05 30.256854783 2576.038 117538.248 98422.719 2552.911

GPS005 4 45 12.109205726 -74 05 32.833370013 2576.418 117383.353 98343.301 2553.296

GPS006 4 45 05.769438294 -74 05 36.190193800 2576.955 117188.527 98239.829 2553.823

GPS007 4 44 59.991038506 -74 05 39.393453213 2577.049 117010.952 98141.09 2553.915

GPS008 4 44 54.417791785 -74 05 41.963794497 2576.838 116839.683 98061.862 2553.711

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GPS104 4 37 07.187879890 -74 11 06.473454425 2568.971 102481.884 88056.772 2545.686

GPS105 4 37 06.501114946 -74 11 13.637498129 2568.715 102460.792 87835.869 2545.458

GPS106 4 37 04.433300682 -74 11 17.549458711 2567.731 102397.257 87715.242 2544.486

GPS107 Punto destruido previo al posicionamiento GNSS por obras en el sector

GPS108 4 36 58.683208182 -74 11 24.008702023 2568.513 102220.572 87516.062 2545.266

GPS109 4 36 47.569160348 -74 11 32.409111789 2568.801 101879.061 87257.015 2545.538

GPS110 4 36 46.652927635 -74 11 38.768157804 2568.604 101850.918 87060.933 2545.363

GPS111 4 36 47.094381693 -74 11 45.465536671 2567.776 101864.498 86854.421

Punto destruido previo las

actividades de nivelación

GPS112 4 36 47.637659308 -74 11 51.162318496 2567.627 101881.205 86678.762 2544.395

GPS113 4 36 49.055641438 -74 11 58.287271765 2566.018 101924.794 86459.068 2542.812

GPS114 4 36 46.631223390 -74 12 03.441697961 2565.566 101850.306 86300.126 2542.353

GPS115 4 36 42.017316697 -74 12 06.817733245 2565.555 101708.531 86196.016 2542.357

GPS116 4 36 36.500451643 -74 12 09.897306855 2566.741 101539.009 86101.044 2543.533

GPS117 4 36 31.484655796 -74 12 14.331641294 2565.498 101384.888 85964.298 2542.283

GPS118 4 36 25.699681864 -74 12 18.532546869 2565.543 101207.129 85834.748 2542.327

GPS119 4 36 22.275571495 -74 12 24.234800538 2564.667 101101.923 85658.91 2541.473

GPS120 4 36 18.951767185 -74 12 31.057679686 2566.65 100999.803 85448.516 2543.443

4.2 SISTEMA LIDAR AÉREO Y FOTOGRAMETRICO

Como se utilizó un dispositivo que incorpora una tecnología distinta a la convencional a continuación se indica la metodología, los equipos a utilizar, los resultados esperados, las precisiones máximas a alcanzar en X, Y, Z, al igual que la información soporte y productos a entregar.

4.2.1 Descripción de la tecnología LIDAR

Se utilizó el sistema de levantamiento LIDAR, el cual es una tecnología de geomática avanzada orientada a la producción de información espacial a nivel geográfico y topográfico.

LIDAR: es el Acrónimo de “Light Detection and Ranging”. Su traducción literal es “detección y medición de la luz”, y se trata de un sistema láser de medición a distancia que se utiliza a menudo




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en los campos de la ciencia e industria para la toma de medidas precisas en objetos lejanos e inaccesibles. Recientemente esta técnica se está introduciendo en el campo de la cartografía y topografía, puesto que permite la modelización rápida del terreno en zonas con accesos difíciles.

El sistema LIDAR, está compuesto por un emisor/receptor y un escáner láser muy potente, receptores GNSS que proporciona la posición y la altura de la aeronave en que se instala, un sistema inercial (IMU) que informa de los giros de la aeronave y de su trayectoria, una serie de sensores adicionales como, cámara digital, cámara térmica, cámara de vídeo, entre otros, además de los sistemas de alimentación y control, así como una serie de software de gestión de misiones, toma y post-proceso de datos.

El elemento principal de un sistema LIDAR es el escáner láser, que va aerotransportado y emite pulsos de luz infrarroja que servirán para determinar la distancia entre el sensor y los puntos de terreno registrados. La longitud de onda de estos pulsos varía entre 500 y 1500 nm. A partir del tiempo que ha tardado cada rayo en ir y venir y de la velocidad de la luz, se deduce con facilidad la distancia a la que está el objeto estudiado.

La toma de datos se ejecutó desde una aeronave tipo Helicóptero. La altura máxima a la que puede volar una aeronave con un sistema LIDAR debería estar condicionada por la frecuencia de emisión del sistema láser, aunque en la práctica este intervalo de tiempo es suficientemente pequeño como para no ser el elemento determinante. El parámetro que establecerá el límite en la distancia será la pérdida de energía de la señal, que a partir de una cierta altura de vuelo no retornará al escáner láser.

Durante la ejecución del vuelo, se toman medidas en los subsistemas de los que dispone el sistema LIDAR: GPS, IMU, ALS (Airborne Láser Scanning), cámara digital y demás sensores de forma independiente, pero con una etiqueta de tiempos acorde con el tiempo GNSS. Estas etiquetas serán las que permitieron la sincronización de todas las medidas en el post-proceso.

Además de las medidas realizadas con el láser, fue necesario conocer las coordenadas de la antena GNSS, posición del ALS y los demás sensores respecto a esta antena para poder dotar de coordenadas WGS84 a los puntos del terreno.

Las coordenadas de la antena en cada instante se conocerán en la etapa del post-proceso en oficina, y la distancia entre ambos sistemas se habrá medido previamente con una estación total.

Finalmente, la orientación entre la antena GNSS y el centro del ALS vendrá dada por los sistemas inerciales (IMU).

Después de realizado el vuelo, los datos GNSS y los datos IMU se integran mediante un filtro Kalmann para determinar la trayectoria del vuelo y los giros en cada instante. Estos elementos más el ángulo de salida que ha formado el pulso láser con respecto a la vertical, se realiza la combinación para determinar la línea imaginaria que ha descrito el pulso láser en el espacio.

Finalmente, la longitud del camino descrito por el rayo, los giros definidos por los sistemas inerciales, y la posición del escáner láser obtenido a partir de las medidas GNSS, se utilizó para determinar las coordenadas WGS-84 de los puntos medidos.

Una vez se ha llegado a este punto se realizan dos conversiones más, del sistema WGS-84 al datum nacional o local específico para el proyecto y el paso de alturas elipsoidales a cotas geométricas.

Para asegurar una correcta transformación entre sistemas de coordenadas, se calibrarán los diferentes subsistemas de forma individual y conjunta, tanto en el laboratorio como en el terreno




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antes del vuelo. Para el escáner se realizó la calibración tanto de los elementos geométricos como los radiométricos del láser, especialmente la posición relativa respecto al sistema inercial.

A partir de la gran cantidad de pulsos recibidos, se generó un modelo digital de elevaciones de altísima densidad. Al final se contó con una nube de puntos abundante la cual permita modelar el terreno con el máximo nivel de detalle.

Los productos básicos de la nube de puntos del levantamiento LIDAR corresponde a: Modelo digital de Superficie (MDS), Modelo digital de Terreno (MDT), Ortofotos, curvados del nivel de terreno, restitución y cartografía digital.

4.2.2 Equipos y organización de los trabajos de topografía

La estructura de los equipos utilizados para la captura de la nube de puntos sobre el corredor de las áreas a levantar corresponde a la siguiente:

Figura 4.5 Componente sistema LIDAR

Como se observa en la figura componente sistema LIDAR, el sistema está compuesto por varios equipos de diferentes fabricantes, conformado por los siguientes elementos:

Tabla 4.2 Componentes del sistema LIDAR

EQUIPO MARCA Y MODELO FINALIDAD

Escáner láser RIEGL VQ-480i Obtención de nubes de puntos láser

Sensor Movimiento IMU iMAR iIMU-FSAS-SI Medida de giros y aceleraciones en los tres ejes de coordenadas

Cámara fotográfica aérea digital RGB

PHASEONE IXA 180 SPECS - 50mm.

Fotografía aérea RGB de alta resolución 80 mega pixeles.

Receptor GNSS Javad TRE-G3T Posicionamiento geográfico en navegación y en pos proceso

Antena GNSS AeroAntenna Technology AT1675-17

Antena receptor GNSS




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EQUIPO MARCA Y MODELO FINALIDAD

Unidad de coordinación y control

UNIT AEcu10 Sincroniza los tiempos de los componentes y controla electrónicamente los sensores

Unidad de distribución de potencia y control

UPC Alimentación de equipos y duplicador de señal PPS

Computador WINMATE

Software AeMission Navegación, control de sensores y almacenamiento de datos

Periféricos: pantallas WINMATE/XERAC Control PC y navegación del técnico y el piloto

Estructura y montaje ITAC Acoplamiento del sistema al vehículo

4.2.2.1 Escáner Laser

La unidad láser utilizada es de la casa RIEGL, modelo VQ-480i. Utiliza el principio de medida del tiempo de retorno de un pulso y un mecanismo de barrido opto mecánico, consiguiendo líneas de barrido totalmente lineales, unidireccionales y paralelas. Es un láser clase 1 por lo que no causa ningún daño físico, de acuerdo a IEC60825-1:2007.

La reflexión del rayo láser se lleva a cabo mediante un polígono rotatorio con tres caras reflectivas. Este, rota de forma continua a la velocidad que se ajuste dentro de un ángulo de 60º variable por el usuario. La información obtenida de distancia, ángulo, amplitud de la señal y tiempo se transmite vía lan-ethernet a un ordenador.

Está preparado para aceptar el pulso de reloj de un receptor GNSS, generalmente a 1 pps. Este pulso reinicia el reloj interno, sincronizando ambos aparatos.

Figura 4.6 Escáner Laser VQ-480i

Las Especificaciones del Escáner Láser son las siguientes:




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Figura 4.7 Especificaciones escáner Laser VQ-480i

4.2.2.2 Unidad de Medida Inercial (IMU)

La unidad de medida inercial es de la casa iMAR, modelo iIMU-FSAS-SI, posee giróscopos multiplexados de fibra óptica y servo acelerómetros.

El instrumento mide los incrementos angulares de rotación y de velocidad (aceleraciones) de tres ejes ortogonales fijos a su cuerpo. Las señales de salida son digitales, proporcionales a los incrementos de ángulos y velocidades de dichos ejes. Las señales se entregan a petición (triggeredmode) mediante una interface serie con estándar HDLC. Los ejes del sensor constituyen un sistema de coordenadas ortogonal a derechas.




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Figura 4.8 Especificaciones Unidad de Medida Inercial (IMU)

4.2.2.3 Cámara Digital PHASEONE IXA 180 SPECS

La cámara es de la casa PHASEONE, modelo IXA 180. Es un sistema de cámara RGB de formato medio integrado y diseñada desde cero exclusivamente para fotografía aérea. Está construida para satisfacer las exigentes necesidades de la fotografía aérea y agilizar toda la captura y flujo de trabajo de procesamiento. Cuenta con una resolución de 80 megapíxeles, las imágenes se pueden capturar a una velocidad de 1,5 segundos, puede conectarse a cualquier fuente de energía entre 12 a 30 v DC, va equipada con un objetivo de la casa alemana Rodenstock de 50mm.

Figura 4.9 Cámara Digital PHASEONE IXA 180 SPECS




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Figura 4.10 Especificaciones Cámara Digital PHASEONE IXA 180 SPECS

4.2.2.4 Unidad de distribución de Potencia y Control (UPC)

Esta unidad es la que distribuye la potencia a los diferentes sensores del sistema LIDAR y tiene las siguientes funcionalidades:

Entrada de 12-24 V.

Salida de 12-24 V para alimentación de la IMU.




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Salida de 8V para la cámara digital mediante empuñadura adaptada.

Duplicador de señal PPS con retardo menor a 4,6 nanosegundos: Entrada de señal PPS del receptor GNSS y salidas a AEcu10 y láser. Conectores BNC.

Figura 4.11 Unidad de distribución de Potencia y Control (UPC)

Los equipos se alimentan de la siguiente forma:

Tabla 4.3 Conexiones unidad de potencia y control

EQUIPO TIPO ALIMENTACIÓN

Escáner láser RIEGL VQ-480i Entre 18 y 32 V DC. Consumo en operación 65 W, 2,7 amperios a 24 V

Sensor de Movimiento iMAR iIMU-FSAS-SI Entre 10 y 34 V DC, con protector de voltaje inverso. Consumo entre 9 y 15 vatios según temperatura de trabajo (refrigerador peltier del diodo láser)

Cámara fotográfica digital 7,2 VCC/1850mAh mediante empuñadura de pilas adaptada y conectada a la UPC.

AEROLASER CONTROL UNIT AEcu10 12-24 V DC

PC y programas ITAC Conexión al vehículo 19,5 V, 6,7 A, 130W.

4.2.2.5 Unidad de coordinación y control

La AEcu10 es la unidad de sincronización y control, desarrollada según especificaciones. Tiene las siguientes funcionalidades:

Reloj con precisión de nanosegundos.

Controlada mediante la aplicación Propia.

Aloja un receptor JAVAD GNSS.

Todos los sensores se conectan directamente a la unidad sin necesidad de periféricos adicionales.

Sincroniza el tiempo de los sensores a partir del tiempo obtenido del receptor GNSS. Salida de señal PPS al duplicador de la UPC.




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Controla hasta dos IMU, recibe sus datos brutos y añade el tiempo de cada observación.

Controla hasta un total de 5 cámaras. Total control del momento de disparo por medio de la señal flash y del intervalo de disparo.

Es capaz de tomar datos de un odómetro de 2048 ticks por vuelta.

Utiliza conectores LEMO.

Figura 4.12 Unidad de coordinación y control

4.2.2.6 Receptor TRE-G3T (GNSS)

El receptor GNSS va alojado en la carcasa de la unidad de coordinación y control AEcu10. Es de la casa JAVAD, modelo TRE-G3T.

Tabla 4.4 Especificaciones – Tarjeta GNSS JAVAD TRE-G3T




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El posicionamiento preciso del sistema se consigue con dos receptores GNSS tipo doble frecuencia, uno de ellos embarcado en la aeronave, llamado móvil (JAVAD TRE-G3T), y el otro en tierra, llamado base. El móvil está dotado de puerto PPS y permite la navegación de la aeronave según el plan de vuelo preparado. El cálculo para los productos derivados se hace en pos proceso junto con las observaciones de la estación GNSS fija en tierra y los datos de la IMU.

La utilización conjunta de las constelaciones NAVSTAR y GLONASS puede suponer una mejora del 30% en la precisión.

La precisión depende de varios factores, incluyendo el número de satélites rastreados, la geometría de la constelación, el tiempo de observación, la precisión de las efemérides, las perturbaciones ionosféricas, el efecto multi-trayectoria y las ambigüedades resueltas.

Las siguientes precisiones, indicadas como error medio cuadrático, están basadas en mediciones procesadas empleando archivos LOG y mediciones en tiempo real.

Tabla 4.5 Precisiones establecidas por el sistema GNSS empleado

MEDIDA FASE DIFERENCIAL

LÍNEAS BASE

ESTÁTICO CINEMÁTICO

Horizontal Vertical Horizontal Vertical

Post proceso Normales 5 mm + 0,5 ppm 10 mm + 0,5 ppm 10 mm + 1 ppm 20 mm + 1 ppm

Largas 3 mm + 0,5 ppm 6 mm + 1 ppm - -

Tiempo real - 5 mm + 0,5 ppm 10 mm + 0,5 ppm 10 mm + 1 ppm 20 mm + 1 ppm

4.2.2.7 Antena ANTCOM CORP G5Ant-42AT1

Es una antena GNSS específica para aeronaves. Sus principales características son:

Figura 4.13 Especificaciones - Antena ANTCOM CORP G5Ant-42AT1




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4.2.2.8 Ordenador y Pantalla

El ordenador es de tipo reforzado, con carcasa de aluminio y preparado para operar en condiciones difíciles. Sus características son las siguientes:

Tabla 4.6 Características principales de la PC

CARACTERÍSTICA VALOR

Temperatura operativa 0º – 50º C

Humedad operativa 30% - 90%

Alimentación +12 V DC

Consumo 4 A

Procesador Intel i5 a 2,5 Mhz

RAM 8 GB

Disco duro panel anterior (pa) 2 unid. extraíbles SSD: - 1 de 256 GB - 1 de 512 GB

USB panel posterior (pp) 4 - 2 USB 3.0 - 2 USB 2.0

RJ-45 (pp) 1

PS/2 (pp) 1

RS-232 (pp) 2

VGA 25p (pp) 1

DVI-D (pp) 1

DC-IN Power Jack (pa) 9 – 36 V

Firewire (pp) hasta 3

Salida 12/24 V (pp) 1

Salida 12 V 1 pantalla

Temperatura operativa 0º – 50º C

Figura 4.14 Ordenador PC

El control se lleva a cabo por medio de una pantalla táctil con los datos básicos de posicionamiento y altura mediante navegación GNSS, ejes de vuelo y rumbo, distancia y desplazamiento respecto a ellos.

La pantalla es transflectiva, de forma que se asegura una visualización adecuada en todo tipo de condiciones de luz. Además, la pantalla del técnico tiene control táctil, permitiendo el manejo de la aplicación tocando sobre la misma.

Las características principales de las pantallas son:




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Tabla 4.7 Características principales de la pantalla

Marca INELMATIC

Modelo XF700-HB

Tamaño 7''

Contraste 500:01:00

Alimentación 12 V

Temp. funcionamiento -10 a 60 ºC

Resolución nativa 800 x 480

Figura 4.15 Monitor de vuelo

4.2.3 Software

A continuación se indica el software utilizado en cada una de las actividades del procesamiento de los datos LIDAR. 4.2.3.1 Software de Control de vuelo

Figura 4.16 Software Aerolsar




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Aplicación que integra todos los componentes del sistema LIDAR, además de sincronizar, recopilar y almacenar los datos, así como mostrar la navegación y sus derivas.

Las principales funciones:

Adquirir datos GNSS y mostrar la navegación en tiempo real.

Adquirir datos de IMU iMar, sincronizados por el PPS y servidos a través de la unidad UET.

Adquirir datos del escáner láser de RIELG, sincronizados sus datos a través del PPS.

Adquirir datos de cámara sincronizados a través de la UET.

Las principales utilidades SON:

Panel de configuración.

Descripción de las desviaciones de trayectoria.

Estado de los distintos componentes.

Plano de navegación.

Perfil del terreno.

Plano de navegación.

Perfil del terreno. 4.2.3.2 Software Post-Proceso - Red Geodésica - Cálculo Inercial

Para el post-proceso de la información correspondiente a la red geodésica del proyecto y el cálculo inercial de las operaciones, se utilizaron herramientas, de la casa Novatel.

En post-proceso se maximiza la precisión de la solución previamente almacenada en los equipos de posicionamiento (GNSS) y unidades de medición inercial (IMU), empleando los datos de avance y retroceso en el tiempo, y la combinación de los resultados si es necesario. La posición, la velocidad y la solución de actitud pueden ser suavizadas y los datos pueden ser generados en el sistema de coordenadas requerido. Este proceso también ofrece la capacidad de evaluar la fiabilidad de la solución y su precisión.

Figura 4.17 Software de post-proceso - red geodésica - cálculo inercial




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Como una medida control de calidad en el posicionamiento GNSS de la red geodésica del proyecto, se realizó el cálculo de los datos del posicionamiento mediante la herramienta Topcon Tools y se compararon sus resultados con los obtenidos mediante la herramienta GrafNet de la casa Novatel.

Los resultados de los cálculos se encuentran en el medio digital adjunto dentro de la siguiente ruta: IDU-1352-2017\PreFactibilidadyFactibilidad\F2.Topografía\F2.2.Informes\F2.2.1.Anexos\F.2.2.1.3 PRODUCCION\F.2.2.1.3.1 POST-RED-GEO\01-CALCULO-POS-GNSS\02-POST-REPORTES-GNSS

4.2.3.3 Software de obtención de puntos láser

Para la obtención adecuada de la nube de puntos láser, se ejecuta software IMU - Epoch Setings y propio del sistema LIDAR, que calcula la posición de cada punto láser interpolando la posición del centro de coordenadas del láser según el tiempo de adquisición de cada punto y transformando después las coordenadas según el sistema láser a coordenadas de la proyección en el sistema establecido para el proyecto.

Figura 4.18 Software obtención puntos láser

4.2.3.4 Software de clasificación y edición de puntos láser

Los software MicroStation V8 – Terra Scan, para la clasificación y edición de puntos láser, diseñado para el manejo eficiente de datos LIDAR, nubes de puntos, modelos digitales de superficie y de terreno (MDS, MDT), de cualquier tamaño, proporcionando un flujo de trabajo estable y continuo, desde la calibración, coincidencia, interpolación, filtrado, clasificación, suavizado, gestión, visualización; hasta la ceración de productos y entregables.




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Figura 4.19 Software obtención puntos láser

4.2.3.5 Software de Aero-triangulación

La Aero triangulación es un proceso que tiene por objeto obtener las coordenadas de diversos puntos del terreno sobre los fotogramas capturados mediante procedimientos fotogramétricos. Para dicho ajuste se utilizan herramientas de diferentes desarrolladores, mediante técnicas novedosas de fotogrametría digital y procesos de correlación, basadas en algoritmos avanzados y únicos de procesamiento de imágenes.

Figura 4.20 Software Point Measurement




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4.2.3.6 Software de orto-rectificación

La orto-rectificación es el proceso donde se eliminan las distorsiones geométricas y de escala inherentes en las fotografías crudas, producto de imperfecciones del sensor, variaciones topográficas y la propia curvatura de la tierra. El resultado de este proceso son imágenes con la precisión cartográfica y escala invariable de un mapa/plano, pero con el nivel de detalle de una fotografía.

Dicho proceso se lleva a cabo mediante herramientas de diferentes desarrolladores, diseñadas para realizar un orto rectificación rigurosa de imágenes digitales. De tal manera que se generan orto fotos de alta calidad, es decir, imágenes digitales con escala constante.

Figura 4.21 Software Agisoft Photo Scan

4.3 PLAN DE VUELO – MONTAJE Y CALIBRACIÓN DEL SISTEMA LIDAR

Se realizó el diseño de los ejes de vuelo, configuración, integración y puesta a punto de los sensores aéreos, montaje y calibración de los equipos en el vehículo aéreo, logística de clima, bases de control en tierra, permisos de vuelo, aeropuertos, abastecimiento de combustible, entre otros.

Se definieron los vértices en tierra para el control y apoyo GNSS durante las actividades de sobrevuelo, los cuales coinciden con algunos de los puntos materializados de la red geodésica (GPS´s y/o IGAC´s). Luego se preparó el respectivo plan de vuelo teniendo en cuenta lo siguiente:

Preparación de cartografía básica para el proyecto: MDT a partir de datos de la misión topográfica de radar a bordo de transbordador (SRTM) y/o cartografía vectorial del IGAC.

Trazado de pasadas de vuelo con los recubrimientos en los sentidos longitudinal y transversal, respectivamente.

Trazado de ejes de vuelo.

Obtención del eje en cota. Perfiles por proyección sobre el MDT extractado del SRTM.

Diseño de pasadas según las cotas mínima y máxima de la misma, teniendo en cuenta la orografía y la vegetación existentes en cada uno de las zonas de trabajo.

Comprobación de alturas operativas para láser y duplicación de tramos donde se precise.

Numeración y carga de alturas en base de datos. Salida en formato shape para la aplicación de vuelo.

Obtención del mapa base para navegación.




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Propuesta de puntos base para los receptores GNSS en tierra.

Ubicación de los aeródromos principales y alternativos: disponibilidad de combustible, acceso con vehículos, estudio de las áreas prohibidas y restringidas.

Tramitación de los permisos necesarios de vuelo, sobre todo para las zonas prohibidas y restringidas.

Distribución de la red de bases, para la ubicación de sensores GNSS terrestres, de forma que estas no estén separadas más de 30 kilómetros entre sí y que cubran todo el ámbito del proyecto.

El plan se preparó detalladamente en oficina, estableciendo las líneas de vuelo para que quede totalmente cubierta la zona, con los recubrimientos longitudinales y transversales adecuados para el proyecto.

Por último, se realiza el montaje del sistema en la aeronave y se ejecutan los sobrevuelos con el auxilio de una aplicación propia, la cual presenta en la pantalla al piloto el eje de vuelo, el rumbo adecuado para enfilarlo, la velocidad, la altura de vuelo y los desvíos respecto al eje durante toda la maniobra.

4.3.1 Plan vuelo fotogramétrico y LIDAR

Se planeó un vuelo para la captura simultánea de fotogramas y puntos LIDAR. Las principales condiciones fueron:

Tabla 4.8 Condiciones principales del plan de vuelo diseñado

CONDICION VALOR

GSD 0.026 m

Densidad LIDAR (nadir) 30 puntos/m2

Altura de vuelo (AGL) 250 m

Velocidad de vuelo (GS) 40 nudos

Distancia focal 50 mm

Ancho fotograma 269 m

Base aérea 40

Distancia entre pasadas 134 m

Frecuencia disparo 1.961 s

Velocidad de obturación 1/800

Recubrimientos longitudinal – transversal 80% - 50%

Ancho barrido LIDAR 289 m

Frecuencia (PRR) 400 kHz

Incremento Angulo 0,038°

En la planeación del vuelo determino la realización de:

Numero de ejes de proyecto 28

Longitud total de ejes 78.3 km

Numero de fotos planeadas 4107

Para cada eje se calculó su propia altura de vuelo, a continuación, se presentan los datos de vuelo para cada eje proyectado.




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Tabla 4.9 Parámetros de diseño de los ejes de vuelo proyectados

EJE #

ALTITUD DE VUELO # FOTOS

POR EJE

LONGITUD DEL EJE

(m) (Feet) (m)

1 2794 9167 25 950.497

2 2796 9173 90 3516.203

3 2796 9173 90 3523.796

4 2796 9173 69 2696.303

5 2795 9170 22 828.843

6 2796 9173 30 1141.007

7 2798 9180 30 1140.281

8 2799 9183 36 1374.420

9 2799 9183 25 943.704

10 2797 9177 25 939.619

11 2795 9170 26 974.159

12 2793 9163 142 5563.784

13 2794 9167 149 5862.516

14 2795 9170 141 5555.237

15 2799 9183 129 5079.607

16 2799 9183 146 5751.029

17 2800 9186 188 7431.471

18 2802 9193 74 2898.128

19 2803 9196 64 2510.054

20 2796 9173 54 2097.086

21 2799 9183 55 2141.183

22 2801 9190 54 2107.770

23 2803 9196 34 1313.387

24 2804 9199 38 1477.784

25 2803 9196 34 1314.536

26 2804 9199 78 3072.907

27 2804 9199 78 3068.436

28 2804 9199 78 3056.794




28

Figura 4.22 Plan de vuelo

El plan de vuelo resultante en formato KMZ, se encuentran dentro del medio digital adjunto dentro de la siguiente ruta. IDU-1352-2017\PreFactibilidadyFactibilidad\F2.Topografía\F2.2.Informes\F2.2.1.Anexos\F.2.2.1.1 ALISTAMIENTO\F.2.2.1.1.5 PLAN DE VUELO

4.3.2 Montaje del sistema LIDAR en la aeronave

Teniendo en cuenta la localización espacial del área de estudio, las variaciones de altura del proyecto, la cantidad de hectáreas a capturar, los requerimientos de escala del proyecto entre otros factores, se estableció que la toma de datos ha de ejecutarse desde una aeronave con la suficiente potencia, versatilidad y autonomía, por lo cual se decidió trabajar con una aeronave tipo helicóptero.

Figura 4.23 Montaje sistema LIDAR

El montaje del sistema LIDAR en la aeronave se tuvo en cuenta las siguientes condiciones:




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Horizontalidad de la base de la plataforma durante el vuelo en los ejes XY.

Comprobación para que los campos de observación de los sensores no se vean afectados por el montaje de los equipos.

Para cumplir estas condiciones se realizaron ajustes del ángulo de ataque entre su posición en tierra y en vuelo hasta obtener condiciones óptima para la toma de datos de la nube de puntos del levantamiento LIDAR.

4.3.3 Calibración del sistema LIDAR

Para conocer la localización relativa de la antena GNSS instalada en la aeronave con respecto a los demás componentes del sistema LIDAR, se realizó previos a los vuelos, una serie de medidas que permitió conocer con mejor precisión dicha ubicación. Lo anterior se logra mediante el uso de equipos topográficos convencionales como las estaciones totales electrónicas.

Figura 4.24 Calibración sistema LIDAR

En la etapa de post-proceso, estas medidas (Lever Arms), permitió integrar con precisión las coordenadas obtenidas por la antena GNSS y los demás datos capturados por los diferentes sensores del sistema LIDAR.

Por mucho cuidado que se ponga en el montaje de los equipos, siempre habrá un des-alineamiento (boresight) entre la IMU y el escáner láser. Para corregir el des-alineamiento es necesario calibrar el láser. Para ello se seleccionó una zona adecuada y se establecen dos ejes para sobrevuelo con sentidos contrarios y una altura de vuelo semejante a la del proyecto. Es conveniente que la zona tenga alguna estructura elevada de tipo viaducto o puente, centrado en el eje y que la atraviese en sentido transversal. El roll se corrige midiendo la diferencia de cota que se produce en los extremos de un perfil transversal. El pitch se elimina midiendo el adelanto o retraso que se produce entre elementos homólogos de ambas pasadas. El error de yaw es el más laborioso. Este error hace que los elementos sufran adelanto o retraso simultáneo con respecto al eje de la pasada y una deformación más alta cuanto más se sitúe el objeto en el extremo de la misma.

Finalmente, los valores de corrección resultantes del proceso de calibración para el presente estudio fueron:

Tabla 4.10 Lever Arms montaje sistema LIDAR

SENSORES X (m) Y (m) Z (m)

IMU – ANT GPS -0.0475 -0.5868 2.2755

IMU - LASER -0.1480 0.2460 0.0550




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IMU - CAMARA 0.0200 0.2650 0.0550

La calibración del escáner no es necesario repetirla salvo que se modifique el montaje de los equipos implicados. Sin embargo, es conveniente verificar diariamente la bondad de las correcciones para repetir el proceso si fuese necesario. Las zonas de cruce de pasadas del proyecto nos servirán para tal fin. Una vez realizado el montaje y la calibración del sistema LIDAR, se realizaron los vuelos de acuerdo a plan de vuelo para la captura de la información de la nube de puntos del levantamiento LIDAR.

El certificado general de calibración del sensor del sistema LIDAR empleado, se encuentra en el medio digital adjunto dentro de la siguiente ruta: H:\IDU-1352-2017\PreFactibilidadyFactibilidad\F2.Topografía\F2.2.Informes\F2.2.1.Anexos\F.2.2.1.1 ALISTAMIENTO\F.2.2.1.1.1 CERT DE CALIB EQUIPOS\04-CERT-CALIB-EQ-ET

4.4 EJECUCIÓN DE VUELOS Y TOMA DE DATOS.

Terminada la etapa de calibración, se procedió a realizar el levantamiento del vuelo fotogramétrico y LIDAR en la zona del proyecto, teniendo en cuenta las condiciones climatológicas de visibilidad, techo nuboso, lluvia, vientos y fenómenos atmosféricos típicos de las zonas a volar

El técnico de vuelo selecciona el primer eje a volar, el programa calcula y muestra en pantalla el rumbo al eje seleccionado, así como las desviaciones de la posición respecto al eje de forma que el piloto se pueda orientar y hacer las debidas correcciones para ejecutar el eje correctamente.

4.4.1 Toma de datos GNSS

Las observaciones GNSS aerotransportadas se llevaron a cabo mediante el modo relativo cinemático, empleando la técnica de inicialización, conocida como resolución de ambigüedad ultrarrápida (OTF: on-the-fly). En este procedimiento, la ambigüedad del ciclo se determina con un receptor estacionario denominado receptor base, localizado en un punto con coordenadas conocidas en tierra, y con otro receptor móvil, en este caso ubicado estratégicamente en la aeronave junto con los demás componentes del sistema LIDAR.

Para garantizar la precisión de la información, la distancia de la estación base respecto a la móvil no supero una longitud de 30 km, y la frecuencia de toma de datos de ambos receptores fue de un mínimo de 1 segundo, todos los cálculos se llevaron a cabo en post-proceso.

Como se mencionó anteriormente, el sistema dispone de dos sensores GNSS para la toma de datos de coordenadas durante el vuelo, uno es la base y se estaciona en tierra en un punto con coordenadas conocidas; el otro punto se instaló en la aeronave permitiendo la navegación en tiempo real sobre el aplicativo propio del sistema.

La unidad base tomar datos de forma permanente sin importar las distintas sesiones que lleve a cabo la unidad móvil.

La unidad base cumplió con los siguientes parámetros:

Horizonte despejado.

Lejos de antenas que puedan causar interferencias.

Lejos de obstáculos que puedan causar multi-trayectorias.

Medición correcta de la altura de antena.

Base y móvil deben estar enlazados para transmitir incidencias.




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La unidad GNSS móvil proporciona al sistema la hora con gran exactitud mediante el mensaje ZDA y mantiene la sincronización a través del pulso PPS, este pulso se duplica al escáner láser y a la unidad estampadora de tiempos (datos IMU).

Los archivos crudos GNSS de las BASES de apoyo a los sobrevuelos LIDAR se encuentran en el medio digital adjunto al presente informe en la siguiente ruta: IDU-1352-

2017\PreFactibilidadyFactibilidad\F2.Topografía\F2.2.Informes\F2.2.1.Anexos\Lidar\2-LEV-INF-CAMPO\02-GPS-BASES

Los archivos crudos GNSS MOVIL de los sobrevuelos LIDAR se encuentran en el medio magnético adjunto al presente informe en la siguiente ruta: IDU-1352-

2017\PreFactibilidadyFactibilidad\F2.Topografía\F2.2.Informes\F2.2.1.Anexos\F.2.2.1.2 LEV-INF-CAMPO\F.2.2.1.2.2 LEV-

LIDAR\F.2.2.1.2.2.3 GPS-MOVIL, archivos crudos, rinex y Gpd

4.4.2 Toma de datos IMU

Los datos de la unidad de medida inercial (IMU), se obtienen a través de la unidad estampadora de tiempos (UET), la cual añade el tiempo UTC (segundos de la semana) obtenido a través del mensaje ZDA del receptor GNSS en archivos con extensión .imu en formato binario, el ángulo heading se determina en pos proceso con la ayuda de las observaciones GNSS.

Los archivos crudos provenientes de la unidad de medida inercial (IMU), se encuentran en el medio magnético adjunto al presente informe en la siguiente ruta: IDU-1352-

2017\PreFactibilidadyFactibilidad\F2.Topografía\F2.2.Informes\F2.2.1.Anexos\F.2.2.1.2 LEV-INF-CAMPO\F.2.2.1.2.2 LEV-LIDAR\F.2.2.1.2.2.4 IMU.

4.4.3 Toma de fotografías aéreas

Las fotografías se obtienen mediante la cámara digital PHASEONE IXA 180 SPECS a la que se le introduce una tarjeta o conexión a un PC. Las imágenes se obtienen en formato IIQ de compresión sin pérdida.

La cámara captura imágenes a una alta velocidad de obturación y apertura automática, de esta forma se asegura la eliminación del efecto de arrastre de píxel al tiempo que se consigue un aprovechamiento óptimo de las condiciones de luz.

La UET controla la frecuencia de disparo y envía la orden por medio del cable shoot. La cámara responde con una señal por el cable flash que la UET recoge y estampa con el tiempo UTC que ha adquirido de la unidad móvil GNSS y que mantiene a través del PPS, de esta forma se conoce el tiempo exacto de la toma de la exposición, dato clave para el cálculo de la posición espacial del centro de proyección de la cámara.

Las fotografías aéreas crudos provenientes de la cámara, se encuentran en el medio digital adjunto al presente informe en la siguiente ruta: IDU-1352-2017\PreFactibilidadyFactibilidad\F2.Topografía\F2.2.Informes\F2.2.1.Anexos\F.2.2.1.2 LEV-INF-CAMPO\F.2.2.1.2.2 LEV-LIDAR\F.2.2.1.2.2.6 CAM1

4.4.4 Toma de datos láser

La unidad láser comienza el barrido controlada por la aplicación propia del sistema, el módulo de distanciometría está basado en el principio de medida del tiempo de retorno del eco de un pulso de láser infrarrojo, una fuente láser emite pulsos que son colimados mediante un sistema de lentes transmisoras. Otro sistema de lentes receptoras recoge una parte del eco reflejado por el blanco que activa un fotodiodo que genera una señal eléctrica. El intervalo de tiempo entre el pulso transmitido y el recibido se mide mediante un reloj interno de frecuencia estabilizada. El




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mecanismo de barrido desvía el rayo láser en una dirección definida con precisión. El desvío del rayo se lleva a cabo mediante un polígono de caras de espejo rotatorio que gira a una velocidad determinada. Puesto que no toda la cara de espejo se puede aprovechar (sólo el 33,3% central se aprovecha), existe un hueco de medida entre líneas de barrido.

La sincronización de tiempos es fundamental para obtener la posición final de cada punto láser a partir del cálculo inercial. El escáner tiene un reloj interno llamado Sync Timer. El equipo dispone de sincronización de tiempo GNSS avanzada mediante comandos. Para llevarla a cabo, se alimenta el PC con el mensaje ZDA (tiempo UTC) del receptor GNSS y al escáner con el pulso GNSS (PPS). El PC obtiene la fecha y hora y la envía con un comando de sincronización al escáner. Esta información sería la fecha/hora del siguiente pulso GNSS. El escáner espera al próximo pulso y limpia los registros Sync Timer y Sync Counter. En lo sucesivo, Sync Counter aumentará un segundo por cada PPS recibido y Sync Timer dará la fracción de segundo desde el último cambio de Sync Counter.

Los datos procedentes del láser se almacenan en un archivo binario con extensión .rxp. Cada registro contiene el tiempo GNSS (UTC), distancia, ángulo y amplitud.

Para el presente estudio, los datos laser crudos provenientes del escáner, se encuentran en el medio digital adjunto al presente informe en la siguiente ruta: IDU-1352-2017\PreFactibilidadyFactibilidad\F2.Topografía\F2.2.Informes\F2.2.1.Anexos\F.2.2.1.2 LEV-INF-CAMPO\F.2.2.1.2.2 LEV-LIDAR\F.2.2.1.2.2.5 LASER

Figura 4.25 Toma de datos laser

4.4.5 Modelo de Aero triangulación

La Aero triangulación es un proceso que tiene por objeto obtener las coordenadas de diversos puntos del terreno sobre los fotogramas capturados mediante procedimientos fotogramétricos. Para dicho ajuste se utilizan herramientas de diferentes desarrolladores, mediante técnicas novedosas de fotogrametría digital y procesos de correlación, basadas en algoritmos avanzados y únicos de procesamiento de imágenes. Las imágenes utilizadas corresponden a 4107, las posiciones de imágenes capturadas con los enlaces entre las imágenes son coincidentes. La oscuridad de los enlaces indica el número de puntos clave en 2D coincidentes entre las imágenes. Los enlaces brillantes indican enlaces débiles que se ajustó con puntos de control manual para realizar los empates entre varias imágenes. Las elipses verde oscuro indican la incertidumbre relativa de la posición de la cámara resultado del ajuste del bloque de todo el modelo.




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Figura 4.26 Ajuste de las imágenes en el modelo

La precisión horizontal de orto imágenes digitales, datos planimétrico y conjuntos de datos de elevación refleja en las siguientes tablas donde el software de aerotriangulación suministra los datos de la imagen vs los datos colectados en campo para el ajuste:




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Tabla 4.11 Calculo RMS ortofoto




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4.4.6 Modelo Geoidal Local

El modelo de geoidal local, es un ajuste vertical de datos LIDAR, las observaciones del vuelo se componen de observaciones GNSS y de observaciones inerciales propiamente dichas que incluyen los ángulos y las aceleraciones del sensor. En el pos proceso se obtienen posiciones plani-altimétricas precisas mediante el método GNSS diferencial a partir de uno o varios receptores base con observaciones simultáneas al vuelo. La unidad inercial facilita los ángulos y aceleraciones que permiten conocer la actitud del sensor durante el vuelo y a partir de estos datos, poder reconstruir la geometría de cada pulso láser y por último, la posición del objeto que lo ha reflejado.

Las observaciones GNSS sólo nos dan información altimétrica (h) referida al elipsoide WGS84, y la única forma de relacionar esta altura con la ortométrica del lugar es conociendo la ondulación del geoide en ese punto: H = h – N.

Para el ajuste de los datos del levantamiento LIDAR, es obtener un modelo local de ondulaciones a partir del mejor modelo a nivel mundial en estos momentos y modificarlo con observaciones locales de forma que podamos utilizar dicho modelo en toda la zona de trabajo.

El modelo de ondulaciones a utilizar es el EGM 2008 y las observaciones locales consisten en una serie de puntos testigo de la zona que dispongan de cota geométrica (u ortométrica, en su caso) y cota elipsoidal. Es decir, dispondremos en esos puntos de dos valores de ondulación que llamaremos N y N':

N = ondulación EGM08

N' = ondulación local = h - H

Llamaremos corrección a la diferencia entre ambos valores: C = N' – N. La ondulación en cualquier punto del geoide local será: N' = N + C.

El modelo de ondulaciones local final será el resultado de sumar al modelo EGM08 las correcciones dadas por el modelo generado por los puntos testigo.

Se realizó la extracción del EGM 2008 del área, del corredor de la vía existente de la avenida ciudad de Cali con una a longitud de 23.7 km por un ancho de 80 m desde la Calle 170 hasta la Av. Terreros o Circunvalar del sur

El modelo de geoide de la NGA se presenta en un archivo que contiene los datos del modelo cada 1'x1': Und_min1x1_egm2008_isw=82_ WGS84_TideFree_SE. Esto supone un dato cada 1.800x1.800 m, aproximadamente. Para extraer un subconjunto de valores para la zona de trabajo utilizamos el programa gridget_1min.exe con salida en columnas (lat, lon, N).




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Figura 4.27 Diálogo de griget_1min.exe de la extracción

El tamaño de celda se establece en 2'': 1/60/30 = 5,555555556 E-04. Finalizado el proceso obtenemos un ráster que representa el modelo de geoide EGM 2008 para la zona de trabajo:

Tabla 4.12 Calculo Modelo Geoidal Local

PUNTO COTA

ELIPSOIDAL h

COTA NIVELACION

H

COTA EGM-2008

H

N' = h – H NIVELACION

N1 = h – H EGM08

C = N' – N1

DELTA h DELTA H

GEOM NIV DIF

DELTAS

16-BGT 2567.637 2544.462 2545.435 23.175 22.202 0.973 -8.110 -8.170 0.060

18-BGT 2575.747 2552.632 2553.543 23.115 22.204 0.911 -1.128 -1.220 0.092

25-BGT 2576.875 2553.852 2554.817 23.023 22.058 0.965 9.285 9.435 -0.150

47-BGT 2567.590 2544.417 2545.388 23.173 22.202 0.971 1.955 1.923 0.032

CD-626A 2565.635 2542.495 2543.484 23.140 22.151 0.989 -7.138 -7.165 0.027

GPS001 2572.773 2549.660 2550.708 23.113 22.065 1.048 1.211 1.218 -0.007

GPS002 2571.562 2548.443 2549.500 23.119 22.062 1.057 -1.156 -1.157 0.001

GPS003 2572.718 2549.599 2550.655 23.119 22.063 1.056 -3.320 -3.312 -0.008

GPS004 2576.038 2552.911 2553.976 23.127 22.062 1.065 -0.380 -0.385 0.005

GPS005 2576.418 2553.296 2554.357 23.122 22.061 1.061 -0.537 -0.527 -0.010

GPS006 2576.955 2553.823 2554.895 23.132 22.060 1.072 -0.094 -0.091 -0.003




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PUNTO COTA

ELIPSOIDAL h

COTA NIVELACION

H

COTA EGM-2008

H


N1 = h – H EGM08

C = N' – N1

DELTA h DELTA H

GEOM NIV DIF

DELTAS

GPS007 2577.049 2553.915 2554.990 23.134 22.059 1.075 0.211 0.203 0.008

GPS008 2576.838 2553.711 2554.779 23.127 22.059 1.068 -0.192 -0.195 0.003

GPS009 2577.030 2553.906 2554.973 23.124 22.057 1.067 0.072 0.067 0.005

GPS010 2576.958 2553.839 2554.903 23.119 22.055 1.064 -0.163 -0.178 0.015

GPS011 2577.121 2554.017 2555.065 23.104 22.056 1.048 0.328 0.356 -0.028

GPS012 2576.793 2553.661 2554.736 23.132 22.057 1.075 -0.037 -0.037 0.000

GPS013 2576.830 2553.698 2554.776 23.132 22.054 1.078 0.572 0.553 0.019

GPS014 2576.258 2553.146 2554.198 23.112 22.060 1.052 0.348 0.377 -0.029

GPS015 2575.910 2552.768 2553.846 23.142 22.064 1.078 0.273 0.273 0.000

GPS016 2575.637 2552.496 2553.570 23.141 22.067 1.074 0.339 0.340 -0.001

GPS017 2575.298 2552.155 2553.226 23.143 22.072 1.071 0.378 0.387 -0.009

GPS018 2574.920 2551.769 2552.843 23.151 22.077 1.074 0.727 0.720 0.006

GPS019 2574.193 2551.048 2552.113 23.145 22.080 1.065 1.063 1.089 -0.026

GPS020 2573.130 2549.959 2551.037 23.171 22.093 1.078 0.947 0.934 0.014

GPS021 2572.183 2549.026 2550.078 23.157 22.105 1.052 1.686 1.697 -0.011

GPS022 2570.497 2547.329 2548.380 23.168 22.117 1.051 1.825 1.836 -0.012

GPS023 2568.672 2545.492 2546.543 23.180 22.129 1.051 -1.588 -1.597 0.008

GPS024 2570.260 2547.089 2548.113 23.171 22.147 1.024 0.194 0.207 -0.013

GPS025 2570.066 2546.882 2547.900 23.184 22.166 1.018 -2.644 -2.630 -0.015

GPS026 2572.710 2549.511 2550.527 23.199 22.183 1.016 2.898 2.910 -0.012

GPS027 2569.812 2546.602 2547.614 23.210 22.198 1.012 0.761 0.759 0.002

GPS028 2569.051 2545.843 2546.837 23.208 22.214 0.994 0.791 0.794 -0.003

GPS029 2568.260 2545.049 2546.045 23.211 22.215 0.996 -1.541 -1.540 -0.001

GPS030 2569.801 2546.589 2547.578 23.212 22.223 0.989 -3.395 -3.382 -0.013

GPS031 2573.196 2549.971 2550.964 23.225 22.232 0.993 -0.153 -0.151 -0.003

GPS032 2573.349 2550.122 2551.119 23.227 22.230 0.997 -1.153 -1.164 0.011

GPS033 2574.502 2551.286 2552.277 23.216 22.225 0.991 -0.498 -0.491 -0.007

GPS034 2575.000 2551.777 2552.780 23.223 22.220 1.003 0.185 0.176 0.009

GPS035 2574.815 2551.601 2552.597 23.214 22.218 0.996 -0.462 -0.467 0.005

GPS036 2575.277 2552.068 2553.061 23.209 22.216 0.993 0.057 0.081 -0.024

GPS037 2575.220 2551.986 2553.006 23.234 22.214 1.020 0.387 0.370 0.017

GPS038 2574.833 2551.616 2552.621 23.217 22.212 1.005 0.112 0.130 -0.018

GPS039 2574.721 2551.486 2552.512 23.235 22.209 1.026 0.103 0.085 0.018

GPS040 2574.618 2551.401 2552.408 23.217 22.210 1.007 0.468 0.467 0.001

GPS041 2574.150 2550.934 2551.940 23.216 22.210 1.006 0.156 0.164 -0.008




39

PUNTO COTA

ELIPSOIDAL h

COTA NIVELACION

H

COTA EGM-2008

H


N1 = h – H EGM08

C = N' – N1

DELTA h DELTA H

GEOM NIV DIF

DELTAS

GPS042 2573.994 2550.770 2551.776 23.224 22.218 1.006 0.330 0.345 -0.015

GPS043 2573.664 2550.425 2551.446 23.239 22.218 1.021 0.162 0.150 0.012

GPS044 2573.502 2550.274 2551.281 23.228 22.221 1.007 -0.172 -0.105 -0.067

GPS045 2573.674 2550.379 2551.450 23.295 22.224 1.071 -0.256 -0.253 -0.003

GPS046 2573.930 2550.632 2551.705 23.298 22.225 1.073 0.597 0.603 -0.006

GPS047 2573.333 2550.029 2551.108 23.304 22.225 1.079 0.254 0.264 -0.010

GPS048 2573.079 2549.766 2550.860 23.313 22.219 1.094 -0.010 -0.007 -0.003

GPS049 2573.089 2549.773 2550.870 23.316 22.219 1.097 0.119 0.108 0.011

GPS050 2572.970 2549.664 2550.752 23.306 22.218 1.088 0.321 0.318 0.003

GPS051 2572.649 2549.347 2550.434 23.302 22.215 1.087 0.059 0.057 0.002

GPS052 2572.590 2549.290 2550.377 23.300 22.213 1.087 0.751 0.742 0.009

GPS053 2571.839 2548.548 2549.634 23.291 22.205 1.086 -0.649 -0.649 0.000

GPS054 2572.488 2549.196 2550.288 23.292 22.200 1.092 1.166 1.169 -0.003

GPS055 2571.322 2548.028 2549.120 23.294 22.202 1.092 0.597 0.601 -0.004

GPS056 2570.725 2547.427 2548.524 23.298 22.201 1.097 0.946 0.946 0.000

GPS057 2569.779 2546.481 2547.577 23.298 22.202 1.096 0.638 0.637 0.001

GPS058 2569.141 2545.844 2546.939 23.297 22.202 1.095 0.978 0.978 0.000

GPS059 2568.163 2544.866 2545.961 23.297 22.202 1.095 0.376 0.376 0.000

GPS060 2567.787 2544.489 2545.585 23.298 22.202 1.096 0.541 0.549 -0.008

GPS061 2567.246 2543.940 2545.044 23.306 22.202 1.104 -0.594 -0.592 -0.002

GPS062 2567.840 2544.533 2545.638 23.307 22.202 1.105 0.237 0.234 0.003

GPS063 2567.603 2544.299 2545.400 23.304 22.203 1.101 0.024 0.023 0.001

GPS064 2567.579 2544.276 2545.375 23.303 22.204 1.099 0.419 0.428 -0.009

GPS065 2567.160 2543.848 2544.956 23.312 22.204 1.108 0.054 0.055 -0.001

GPS066 2567.106 2543.793 2544.900 23.313 22.206 1.107 -0.222 -0.224 0.002

GPS067 2567.328 2544.017 2545.120 23.311 22.208 1.103 -0.042 -0.051 0.009

GPS068 2567.370 2544.068 2545.164 23.302 22.206 1.096 -1.705 -1.710 0.005

GPS069 2569.075 2545.778 2546.870 23.297 22.205 1.092 1.835 1.845 -0.010

GPS070 2567.240 2543.933 2545.034 23.307 22.206 1.101 0.118 0.117 0.001

GPS071 2567.122 2543.815 2544.920 23.307 22.202 1.105 0.487 0.506 -0.019

GPS072 2566.635 2543.310 2544.430 23.325 22.205 1.120 -0.193 -0.291 0.098

GPS073 2566.828 2543.601 2544.625 23.227 22.203 1.024 0.111 0.157 -0.046

GPS074 2566.717 2543.444 2544.514 23.273 22.203 1.070 -0.074 -0.079 0.005

GPS075 2566.791 2543.523 2544.588 23.268 22.203 1.065 -0.365 -0.349 -0.016

GPS076 2567.156 2543.872 2544.954 23.284 22.202 1.082 0.003 -0.011 0.014




40

PUNTO COTA

ELIPSOIDAL h

COTA NIVELACION

H

COTA EGM-2008

H


N1 = h – H EGM08

C = N' – N1

DELTA h DELTA H

GEOM NIV DIF

DELTAS

GPS077 2567.153 2543.883 2544.950 23.270 22.203 1.067 0.024 0.026 -0.002

GPS078 2567.129 2543.857 2544.926 23.272 22.203 1.069 0.433 0.431 0.002

GPS079 2566.696 2543.426 2544.493 23.270 22.203 1.067 -0.043 -0.036 -0.007

GPS080 2566.739 2543.462 2544.537 23.277 22.202 1.075 -0.185 -0.191 0.006

GPS081 2566.924 2543.653 2544.723 23.271 22.201 1.070 0.028 0.034 -0.006

GPS082 2566.896 2543.620 2544.694 23.276 22.202 1.074 0.170 0.168 0.002

GPS083 2566.726 2543.452 2544.523 23.274 22.203 1.071 0.155 0.156 -0.001

GPS084 2566.571 2543.296 2544.372 23.275 22.199 1.076 1.532 1.527 0.005

GPS085 2565.039 2541.769 2542.840 23.270 22.199 1.071 -0.322 -0.316 -0.006

GPS086 2565.361 2542.085 2543.162 23.276 22.199 1.077 -0.263 -0.259 -0.004

GPS087 2565.624 2542.344 2543.424 23.280 22.200 1.080 0.085 0.099 -0.014

GPS088 2565.539 2542.245 2543.338 23.294 22.201 1.093 -1.384 -1.369 -0.015

GPS089 2566.923 2543.615 2544.722 23.308 22.201 1.107 -0.580 -0.621 0.041

GPS090 2567.503 2544.236 2545.302 23.267 22.201 1.066 0.246 0.253 -0.007

GPS091 2567.257 2543.983 2545.054 23.274 22.203 1.071 0.187 0.180 0.007

GPS092 2567.070 2543.802 2544.867 23.268 22.203 1.065 1.270 1.278 -0.008

GPS093 2565.800 2542.524 2543.594 23.276 22.206 1.070 -0.508 -0.507 -0.001

GPS094 2566.308 2543.031 2544.103 23.277 22.205 1.072 -0.309 -0.318 0.009

GPS095 2566.617 2543.349 2544.417 23.268 22.200 1.068 0.127 0.113 0.014

GPS096 2566.490 2543.237 2544.296 23.253 22.194 1.059 0.059 0.095 -0.036

GPS097 2566.431 2543.142 2544.245 23.289 22.186 1.103 -1.626 -1.657 0.031

GPS098 2568.057 2544.799 2545.876 23.258 22.181 1.077 -3.085 -3.075 -0.010

GPS099 2571.142 2547.874 2548.959 23.268 22.183 1.085 0.001 0.005 -0.004

GPS100 2571.141 2547.870 2548.957 23.272 22.184 1.088 1.146 1.126 0.020

GPS101 2569.995 2546.743 2547.807 23.252 22.188 1.064 1.599 1.614 -0.015

GPS102 2568.396 2545.129 2546.203 23.267 22.193 1.074 -1.491 -1.467 -0.024

GPS103 2569.887 2546.597 2547.686 23.291 22.201 1.090 0.916 0.910 0.006

GPS104 2568.971 2545.686 2546.777 23.285 22.194 1.091 0.256 0.229 0.027

GPS105 2568.715 2545.458 2546.531 23.257 22.184 1.073 0.984 0.972 0.012

GPS106 2567.731 2544.486 2545.548 23.245 22.183 1.062 -0.782 -0.781 -0.001

GPS108 2568.513 2545.266 2546.327 23.247 22.186 1.061 -0.288 -0.271 -0.017

GPS109 2568.801 2545.538 2546.602 23.263 22.199 1.064 0.197 0.174 0.023

GPS110 2568.604 2545.363 2546.413 23.241 22.191 1.050 0.977 0.968 0.009

GPS112 2567.627 2544.395 2545.459 23.232 22.168 1.064 1.609 1.584 0.025

GPS113 2566.018 2542.812 2543.865 23.207 22.153 1.053 0.452 0.458 -0.006




41

PUNTO COTA

ELIPSOIDAL h

COTA NIVELACION

H

COTA EGM-2008

H


N1 = h – H EGM08

C = N' – N1

DELTA h DELTA H

GEOM NIV DIF

DELTAS

GPS114 2565.566 2542.353 2543.416 23.213 22.150 1.063 0.011 -0.003 0.014

GPS115 2565.555 2542.357 2543.399 23.198 22.156 1.042 -1.186 -1.176 -0.010

GPS116 2566.741 2543.533 2544.577 23.208 22.164 1.044 1.243 1.250 -0.007

GPS117 2565.498 2542.283 2543.329 23.215 22.169 1.046 -0.045 -0.044 -0.001

GPS118 2565.543 2542.327 2543.366 23.216 22.177 1.039 0.876 0.854 0.022

GPS119 2564.667 2541.473 2542.491 23.194 22.176 1.018 -1.983 -1.970 -0.013

GPS120 2566.650 2543.443 2544.477 23.207 22.173 1.034 2566.650 2543.443 23.207

4.4.7 Clasificación de los puntos

Se utilizó los estándares de la Sociedad Americana de Fotogrametría y Percepción Remota

(ASPRS - LAS SPECIFICATION VERSION 1.4 – R11), para la obtención de los puntos del modelo digital de terreno a través de algoritmos, procesamiento y filtrado se obtuvo la clasificación de los datos que se presentan en la siguiente tabla:

Tabla 4.13 Clasificación de los datos

Código de clase Tipo de clasificación

0 Creado, nunca clasificado

1 Sin clasificar 1 (No asignadas)

2 Suelo

3 Vegetación baja

4 Vegetación media

5 Vegetación alta

6 Edificación

7 Ruido (Low Point)

8 Modelo punto clave de Terreno (punto masa)

9 Agua

10 Reservado para la definición de ASPRS

11 Reservado para la definición de ASPRS




42

Código de clase Tipo de clasificación

12 Puntos de superposición 2

13-31 Reservado para la definición de ASPRS

En el siguiente cuadro se ve la forma en que un software visualiza la tabla con cada una de las clasificaciones utilizadas en el proyecto.

Tabla 4.14 Clasificación de puntos LIDAR según ASPRS

4.4.8 Modelo digital del terreno (DTM)

Se elaboró el modelo digital de terreno a partir del último Eco de la información LIDAR, este se obtendrá mediante información altimétrica del área del proyecto a partir de los Puntos GROUND de la base de datos programada, clasificando los puntos más representativos (Key points), con el propósito de generar el DTM final del proyecto, que se empleará en la generación de las curvas de nivel con intervalo de 0.50 cm.

El procesamiento del Modelo Digital de Terreno (DTM) se realizó mediante la interpolación exclusivamente de los puntos clasificados como terreno, generando una superficie. Este proceso es de interpolación, el cual se basa en la generación de un modelo de triangulación con interpolación lineal. Este método de interpolación se basa en la generación de una red de triángulos irregulares (TIN), en donde el interpolador se comporta como exacto, en él se utilizan todos los puntos del modelo de terreno para crear la superficie del terreno. En este procesamiento no se incluye ningún objeto como árboles, edificaciones, líneas eléctricas, entre otros. En el IDU-1352-2017\PreFactibilidadyFactibilidad\F2.Topografía\F2.2.Informes\F2.2.1.Anexos\F.2.2.1.4 ENTREGABLES\06-MDT, se encuentra dispuesto los archivos correspondientes al DTM en formato dxf y tif




43

El Modelo Digital de Terreno se genera a partir de una nube densa de puntos LIDAR (30 puntos/m2 aproximadamente). Esta nube de puntos genera una mayor alta fidelidad evidenciando características del terreno que ningún levantamiento topográfico convencional muestra. Un levantamiento topográfico convencional, por muy denso que este sea, toma un punto de vía y otro de sardinel cada 10 metros (2 puntos), cuando un levantamiento LIDAR puede llegar a tener 300 puntos o más en esta misma longitud. Es por esta razón que el levantamiento convencional requiere de líneas de quiebre o “breaklines” para interpolar estos puntos y generar un cambio de elevación; el levantamiento LIDAR requiere de depurar datos para dejar aquellos que mejor representen el sardinel.

EL Modelo Digital (MD) es una estructura numérica de datos que representa la distribución espacial de una variable cuantitativa y continúa. El (MDT), es aquel, en el que la variable representada es el terreno en relación a un sistema de referencia concreto. Los insumos para la construcción de un MDT pueden ser puntos, líneas o pixels. Algunas de las técnicas de recolección de información para la construcción de MDTs pueden ser levantamientos topográficos convencionales, fotogrametría, imágenes de radar, nubes de puntos Lidar.

Para nuestro caso los modelos digitales de terreno tienen como fin representar de la manera más aproximada la morfología del terreno, por tanto entre mayor sea la densidad de la información que se capture, mayor será su resolución y por tanto el modelo estará más próximo a representar de manera digitalmente la realidad.

Si bien una nube de puntos densa garantiza una mayor resolución y representación de la realidad, las nubes de puntos requieren ser modeladas para afinar y definir algunas características representativas, especialmente los cambios fuertes o abruptos de pendiente.

Las nubes de puntos gruesas (topografía convencional) usualmente se modelan con líneas de quiebre o de rotura, uniendo puntos con características continuas y comunes de tal forma que se obligue al cambio de una superficie. Otra forma de modelar es mediante superficies de rotura, es decir generando superficies a partir de una masa densa de puntos con características espaciales comunes, generando superficies de rotura.

Para este proyecto se ha utilizado la técnica de las superficies de rotura a partir de las nubes de puntos Lidar, este trabajo de superficies de rotura se ha aplicado especialmente a los elementos que presenta una configuración vertical como es el caso de sardineles y muros.

Es de aclarar que las herramientas de diseño y modelado convencionales no permiten generar verticales a noventa grados ni taludes negativos, pues no las pueden representar digitalmente, es por lo anterior que se requiere desplazar artificialmente la corona o la pata del elemento vertical, generando un pequeño talud.

4.4.9 Modelo digital de superficie (DSM)

Se elaboró el Modelo Digital de Superficie a partir del primer Eco de la información de la nube de puntos del sensor LIDAR, interpolando los puntos clasificados, como vegetación, árboles, edificaciones, líneas eléctricas, entre otros. (Ver Anexo H:\IDU-1352-2017\PreFactibilidadyFactibilidad\F2.Topografía\F2.2.Informes\F2.2.1.Anexos\F.2.2.1.4 ENTREGABLES\05-MDS, Modelo Digital de Superficie en formato *.las.




44

4.4.10 Ortofoto

A partir de las fotografías aéreas capturadas, del corredor de la vía existente de la avenida ciudad de Cali con una a longitud de 23.7 km por un ancho de 80 m desde la Calle 170 hasta la Av. Terreros o Circunvalar del sur, se obtuvo un ortofotomosaico que sirven de apoyo a identificar los elementos de la planimetría existentes a lo largo del corredor del proyecto. A las fotografías aéreas se les realizó la georreferenciación, a partir del modelo digital de elevación la cual consiste en su ubicación en el espacio por medio de puntos de la red geodésica primaria, red geodésica secundaría y los puntos de apoyo al vuelo. La ortorrectificación es un procedimiento que elimina las distorsiones geométricas y de escalas inherentes en las fotografías aéreas producto de imperfecciones del sensor, variaciones topográficas y la curvatura de tierra. El resultado de este proceso es una imagen con la precisión cartográfica y escala en un mapa o plano, pero con el nivel de detalle alto y se referenció en el sistema de referencia de coordenadas de plano cartesiano Magna con Origen Ciudad de Bogotá. La Ortofoto obtenida es de muy buena resolución con tamaño de pixel de 5 cm. (Ver Anexo IDU-1352-2017\PreFactibilidadyFactibilidad\F2.Topografía\F2.2.Informes\F2.2.1.Anexos\F.2.2.1.4 ENTREGABLES\04-ORTOFOTOS

La información obtenida del vuelo LIDAR de la ortofoto, la cual es la base para la interpretación y la captura de la restitución de la planimetría, está se ligó la red planimétrica y altimétrica del proyecto.

Del vuelo LIDAR se obtuvo los siguientes productos:

- Nube de puntos (Modelo Digital de Terreno y Modelo Digital de Superficie), altamente densificado.

- La altimetría, se obtuvo del Modelo Digital de Terreno a partir de la generación de las curvas de nivel cada 50 cm.

La planimetría, se obtuvo a partir de la identificación y la fotointerpretación de los elementos presentes en la ortofoto, se realizó la vectorización de los elementos que se localizan en el corredor de la de la vía existente de la avenida ciudad de Cali con una a longitud de 23.7 km por un ancho de 80 m desde la Calle 170 hasta la Av. Terreros o Circunvalar del sur, como las vías, líneas de energía y construcciones; la información de la planimetría se valida con la información obtenida del Modelo Digital de Superficie (DSM). Ver la altimetría en el Anexo (Ver Anexo IDU-1352-

2017\PreFactibilidadyFactibilidad\F2.Topografía\F2.2.Informes\F2.2.1.Anexos\F.2.2.1.4 ENTREGABLES\07-CURVADOS) y Ver la planimetría Anexo H:\IDU-1352-

2017\PreFactibilidadyFactibilidad\F2.Topografía\F2.2.Informes\F2.2.1.Anexos\F.2.2.1.4 ENTREGABLES\08-PLANIMETRIA\ en 2D y 3D en formato dwg.

En el Anexo IDU-1352-2017\PreFactibilidadyFactibilidad\F2.Topografía\F2.2.Informes\F2.2.1.Anexos\Lidar\4-

PRODUCTO\06-PLANOS TOPOGRAFICOS\03-PLANOS TOPOGRAFICOS, se encuentra los planos del levantamiento lidar en formato *.dwg del corredor de la Avda. Ciudad de Cali.

Los elementos de la planimetría en 3D como borde de vía, bordes de sardinel, anden. los vectores en el modelo de la planimetría 3D, se ajustarón en cota (Z), conforme la nube de puntos del DTM Lidar. Las coordenadas X e Y existe correspondencia en el DTM y ortofoto .




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Figura 4.28 Planimetria 3D borde de vía borde de sardinel y anden

Figura 4.29 Planimetría 3D Anden y materas

Apoyados en la nube de puntos DTM se reconfiguran los vectores en la cota (Z), en los puntos que no coincidieron con el filo o en la zona alta del elemento (Separador).

Figura 4.30 Nube de puntos DTM definición vectores (Z)




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El DTM en las zonas de las escaleras, se realizó la captura manualmente de las líneas de cada borde, para obtener un modelo homogéneo y con la definición (Z) de los escalones verticales.

Figura 4.31 DTM sitios especiales definición escaleras

Apoyados en la nube de puntos Lidar, se generó los vectores en 3D (Z) de las escaleras escalón por escalón.

Figura 4.32 Vectores 3D escaleras

Figura 4.33 Vectores 3D en zonas de escaleras




47

4.4.11 Precisión Metadatos

La precisión horizontal de orto imágenes digitales, datos planimétricos y conjuntos de datos de elevación se encuentra documentada en los metadatos de acuerdo al estándar ASPRS de la siguiente manera:

- "Este conjunto de datos fue probado para cumplir con Estándares de Precisión posicional ASPRS para Datos Digitales Geoespaciales (2014) para 2.2 (cm) RMSEx / RMSEy de Precisión clase horizontal. La precisión de la posición real se encontró que era RMSEx = 1.4 (cm) y RMSEy = 1.7 cm que equivale a la Precisión posicional Horizontal = +/- 2.2 cm a 95% de nivel de confianza"

La precisión vertical de los conjuntos de datos de elevación deberá ser documentada en los metadatos en una de las siguientes maneras:

- "Este conjunto de datos fue probado para cumplir con Estándares de Precisión

posicional ASPRS para datos digitales geoespaciales (2014) para 2.2 (cm) RMSEz de

precisión clase vertical. La precisión real NVA se encontró que era RMSEz = 1.0 cm, lo que

equivale a +/- 1.9 cm a nivel de confianza del 95%. La Exactitud VVA real resultó ser +/-

1.9 cm en el percentil 95ᵗ

Para este análisis del metadatos de acuerdo al estándar de las ASPRS, se ha excluido los siguientes datos:

Tabla 4.15 Datos excluidos

PUNTO EXCLUIDO

VALORES INDEPENDIENTES

OBSERVACIÓN ESTE (E)

NORTE ( N )

ELEVACIÓN ( H )

BOGOTA15 86128.195 102438.141 2546.325 Fuera de la Ortofoto

CD626A 85902.050 101570.185 2542.495 Fuera de la Ortofoto

GPS001 98668.275 118008.757 2549.660 Debajo de una carpa

GPS046 96457.957 110289.748 2550.632 Debajo de un carro

GPS107 NA NA NA Destruido previo a post proceso GNSS

GPS109 87257.015 101879.061 2545.538 Fuera de la Ortofoto


GPS111 86854.421 101864.498 NA DESTRUIDO PREVIO A NIVELACION

4.4.12 Software

A continuación se presenta el listado del software utilizado en cada uno de los post post procesos de los levantamientos topográficos y lidar

- Google Earth Pro

- Global Mapper

- QGIS Desktop




48

- gvSIG

- AeMission

- AePost

- GrafNav

- GrafNet

- Inertial Explorer

- Capture One

- jps2rin

- ImajingBrowser

- Imajview

- Magnapro3

- RinexDesktop

- AutoCAD

- PIX4D

- Stonex Reconstructor

- DielmoOpenLiDAR

- Frugro

- GRASS GIS

4.5 ANALISIS DE LAS PRESICIONES

En el documento Capítulo 1, “ESPECIFICACIONES TÉCNICAS PARA ESTUDIOS TOPOGRÁFICOS” se establecen los requerimientos y las especificaciones técnicas que deben cumplir los estudios topográficos, en las cuales se citan entre otros, los objetivos, antecedentes, normatividad aplicable, alcance, productos a entregar y particularidades.

Se ha extraído los requerimientos y las especificaciones relacionadas con los criterios de precisión de los diferentes productos requeridos en el alcance del mismo, encontrando lo siguiente:

Tabla 4.16 Precisiones Capitulo 1 Estudio topográfico

NUMERAL ESPECIFICACIÓN DE PRECISIÓN DIMENSIÓN

4.1

La Georreferenciación debe garantizar una precisión absoluta de la posición. <0.03 m

Para el amarre de la red poligonal, se empleará el método de la poligonal cerrada por ángulos internos o externos

1:25000

En un marco de referencia con GNSS, los deltas o puntos de control no deben estar fuera de un rango en ningún componente (X,Y)

0.03 m

Nivelación geométrica con contra nivelación y circuitos amarrados a placa NP o CD con reporte IGAC no superiores a 1 Km, Error máximo permitido en nivelación y contra nivelación

0.012 m/km

Se debe garantizar una precisión posicional dentro de… para escala 1:500. 0.125 m

La precisión horizontal de ortoimágenes digitales, datos planimétricos y conjuntos de datos de elevación deberá ser documentada en los metadatos de acuerdo al estándar ASPRS, o el que esté vigente en la ejecución del contrato: 'Este conjunto de datos fue probado para cumplir con Estándares de Precisión posicional ASPRS para Datos Digitales Geoespaciales (2014) para _ (cm) RMSEx / RMSEy de Precisión Clase Horizontal. La Precisión de la posición real se encontró que era RMSEx =_ (cm) y RMSEy = _ cm que equivale a la Precisión posicional Horizontal = +/ -_ a 95% de nivel de confianza"

La precisión vertical de los conjuntos de datos de elevación deberá ser




49

NUMERAL ESPECIFICACIÓN DE PRECISIÓN DIMENSIÓN

documentada en los Metadatos en una de las siguientes maneras: "Este conjunto de datos fue probado para cumplir con Estándares de Precisión posicional ASPRS para Datos Digitales Geoespaciales (2014) para _ (cm) RMSEz de Precisión Clase Vertical. La precisión real NVA se encontró que era RMSEz= _cm, lo que equivale a +/-cm a nivel de confianza del 95%. La Exactitud VVA real resultó ser = +/-_cm en el percentil 95th"

5.1.2.3.1

La Georreferenciación debe garantizar una precisión absoluta de la posición <0.03m. Lo anterior, garantiza el amarre a la Red Geodésica Nacional de los estudios topográficos contratados, acorde a las precisiones exigidas y requeridas para los diferentes proyectos del IDU.

<0.03m

Informe de cada punto con la precisión horizontal (<0.03m), precisión vertical (<0.4m), tipo de antena utilizada, hora de inicio, hora de finalización, duración de la toma de datos, número de épocas, nivel de confianza no menor al 95%.

H <0.03m V <0.4m

5.1.2.4

La precisión mínima relativa aceptada para las poligonales es de 1:25000.

1:25000

5.1.3 Por ser un levantamiento de precisión, todos los circuitos de nivelación deben ser cerrados con contra nivelación y el error máximo admisible en metros corresponde a ± 0.012 por kilómetro.

± 0.012 m/km

Como se puede evidenciar, las especificaciones dimensionan requerimientos de precisión discriminados tanto para la red geodésica (Georreferenciación, Nivelación, Poligonales) como para las ortoimágenes digitales, datos planimétricos y conjuntos de datos de elevación.

Para la red geodésica se especifican requerimientos de precisión en términos de cierre y precisión absoluta. Para las ortoimágenes digitales, datos planimétricos y conjuntos de datos de elevación se establece una precisión posicional y remite al cumplimiento de las especificaciones ASPRS2014 bien sea con datos probados o con datos producidos.

La evaluación de precisión en la red geodésica se realizó tomando los datos de cierre de la información obtenida de campo y pos-procesada en oficina. Se ha entregado toda la información cruda y pos-procesada, lo cual le permite a la Interventoría o a quien interese verificar y reconstruir los cálculos de precisión de la misma.

La evaluación de precisión de las ortoimágenes digitales, datos planimétricos y conjuntos de datos de elevación se realiza mediante comparativos de los productos entregados (Ortofoto, MDT, Cartografía) y datos independientes los cuales se dividen en internos y externos. Datos independientes son aquellos datos extractados o tomados de fuentes diferentes a los productos evaluados (Observaciones de GNSS, nivelaciones, radiaciones), internos cuando la fuente de los datos somos la propia consultoría y externos cuando la fuente de los datos es la Interventoría o el contratante.

Respecto de la fuente externa hemos tomado la totalidad de la información entregada personalmente por la Interventoría el día 26 de abril de 2018 (692 puntos). Esta información contiene los datos (288 puntos) en una tabla de Excel recibidos el día 17 de mayo de 2018.

Adjunto al presente documento se entrega un archivo de Excel el cual contiene la totalidad de los cálculos realizados de donde se extraen los cuadros con los resultados de los análisis.




50

4.5.1 EVALUACIÓN PRECISIÓN RED GEODÉSICA

4.5.1.1 Georreferenciación: <0.03 m.

La red geodésica del proyecto está compuesta por 6 puntos IGAC y 120 puntos de control, distribuidos a lo largo del proyecto, distanciados aproximadamente 200 m. e intervisibles lo cual garantiza señal de azimut en cualquier sector del proyecto.

Conforme los reportes del proceso de georreferenciación y evaluados los resultados de la totalidad de los puntos se puede evidenciar y concluir que se obtuvieron los siguientes resultados de precisión:

Tabla 4.17 Precisiones georreferenciación

SDHoriz (m)

SDHeight (m)

StdDev (m)

MEDIA 0.006 0.007 0.009

MAX 0.012 0.019 0.023

Como se puede verificar, evaluada la totalidad de las observaciones de la red geodésica (136 observaciones) los valores de la media y máximos Horizontal, Vertical y en la Esfera, cumplen con la especificación contractual.

4.5.1.2 Poligonales: 1:25.000

Para el proyecto se realizaron 28 circuitos cerrados de poligonales. Se interpretó de los términos de referencia que linealmente a lo largo del proyecto, en un solo sentido, las poligonales debían tener una longitud de máximo 2 Km. Los cierres respectivos obtenidos en cada circuito son los siguientes:

- Poligonal 1 del GPS 01 al GPS05

- Poligonal 2 del GPS 05 al GPS 09




















51











Como se puede verificar, evaluados los circuitos de las poligonales se cumple con las especificaciones contractuales de precisión.

4.5.1.3 Nivelaciones geométricas: 0.012 m/km

Para el proyecto se ejecutaron 74 circuitos de nivelación. Se interpretó de los términos de referencia que linealmente a lo largo del proyecto, en un solo sentido, las nivelaciones debían tener una longitud de máximo 1 Km. Los cierres respectivos obtenidos en cada circuito son los siguientes:

Tabla 4.18 Precisiones nivelación geométrica

CIRCUITO LONGITUD Km CIERRE TOLERANCIA

1 0.713 0.001 0.010

2 0.793 0.001 0.011

3 0.450 0.000 0.008

4 0.474 0.004 0.008

5 0.817 0.001 0.011

6 0.782 0.000 0.011

7 0.890 0.005 0.011

8 0.801 0.005 0.011

9 0.742 0.001 0.010

10 0.422 0.000 0.008

11 0.551 0.003 0.009

12 0.824 0.004 0.011

13 0.718 0.005 0.010

14 0.891 0.003 0.011

15 0.772 0.004 0.011

16 0.869 0.000 0.011

17 0.404 0.001 0.008

18 0.753 0.003 0.010

19 0.990 0.004 0.012




52


20 0.729 0.009 0.010

21 0.823 0.008 0.011

22 0.859 0.005 0.011

23 0.806 0.002 0.011

24 0.814 0.006 0.011

25 0.383 0.004 0.007

26 0.882 0.003 0.011

27 0.409 0.000 0.008

28 0.527 0.002 0.009

29 0.769 0.003 0.011

30 0.700 0.002 0.010

31 0.910 0.001 0.011

32 0.790 0.001 0.011

33 0.785 0.001 0.011

34 0.479 0.001 0.008

35 0.510 0.008 0.009

36 0.615 0.002 0.009

37 0.415 0.001 0.008

38 0.846 0.005 0.011

39 0.806 0.006 0.011

40 0.425 0.002 0.008

41 0.484 0.001 0.008

42 0.878 0.003 0.011

43 0.806 0.006 0.011

44 0.334 0.000 0.007

45 0.747 0.003 0.010

46 0.794 0.006 0.011

47 0.850 0.003 0.011

48 0.805 0.000 0.011

49 0.851 0.007 0.011

50 0.864 0.003 0.011

51 0.984 0.002 0.012

52 0.304 0.003 0.007

53 0.549 0.000 0.009

54 0.788 0.003 0.011

55 0.449 0.000 0.008

56 0.516 0.001 0.009




53


57 0.814 0.004 0.011

58 0.785 0.001 0.011

59 0.829 0.000 0.011

60 0.803 0.000 0.011

61 0.498 0.003 0.008

62 0.252 0.001 0.006

63 0.546 0.001 0.009

64 0.761 0.002 0.010

65 0.914 0.001 0.011

66 0.558 0.000 0.009

67 0.769 0.000 0.011

68 0.803 0.002 0.011

69 0.730 0.002 0.010

70 0.485 0.002 0.008

71 0.450 0.002 0.008

72 0.887 0.002 0.011

73 0.472 0.000 0.008

74 1.345 0.005 0.014

Extractado de los cuadros de cálculo de nivelaciones

Como se puede verificar y evidenciar, evaluados los circuitos de las nivelaciones se cumple con las especificaciones contractuales de precisión. 4.5.1.4 Evaluación precisión orto imágenes digitales, datos planimétricos y conjuntos de datos de

elevación

De acuerdo con las normas contractuales de precisión posicional, ASPRS2014, la evaluación de la precisión en X e Y se debe realizar sobre la Ortofoto, insumo primario o base para elaborar el subproducto de la cartografía; esta evaluación debe realizarse a través de la evaluación de errores medios cuadráticos.

De acuerdo a la norma ASPRS2014, la evaluación de la precisión en Z se debe realizar sobre el MDT, insumo primario o base para elaborar el subproducto de curvas de nivel; esta evaluación debe realizarse a través de la evaluación de errores medios cuadráticos.

Para evaluar estos productos y como se mencionó previamente se tienen dos fuentes independientes de información: Interna y externa (Interventoría); la fuente interna corresponde a la información que recolecto esta consultoría por metodologías diferentes a fotogrametría y LIDAR, y la fuente externa corresponde a la muestra de puntos realizada por la interventoría mediante la utilización de radiaciones con estación total.

Para poder aceptar los datos de comparación o de evaluación, es necesario partir de la hipótesis de que los equipos, procedimientos y personal utilizado para la recolección de la información independiente de comparación, tanto fuente interna como externa, cumplen con todas las




54

especificaciones y rigurosidad de los requisitos contractuales, de tal forma que se pueda asumir que son de mayor precisión y por tanto se aceptan como base de comparación cierta e infalible. Si bien la anterior hipótesis se hace necesaria para realizar el trabajo de verificación y aceptar sus resultados, no hay que perder de vista que esta aseveración no es del todo cierta y que en todo levantamiento topográfico hay un nivel de incertidumbre a causa de los errores propios de la técnica (equipos, condiciones climáticas, procedimientos, personal, cálculos, aproximaciones, interpolaciones, etc) independientemente de que lo haya realizado el consultor o la interventoría.

La norma ASPRS2014 plantean requisitos de precisión y colocación de los puntos de verificación; algunos de estos corresponde a:

La fuente independiente de los puntos de verificación deberá garantizar tres veces más precisión que la precisión requerida de los datos geoespaciales que se estén probando. Con la hipótesis anteriormente planteada, queda cubierto el presente requisito.

Los puntos de verificación horizontal se establecerán en sitios bien definidos. Un punto bien definido representa una característica para la que la posición horizontal se pueda medir con un alto grado de precisión y posición con respecto al punto de referencia geodésico. Para el propósito de la prueba de precisión, puntos bien definidos deben ser fácilmente visibles o identificables en el suelo, así como en la fuente de mayor precisión; para prueba de ortoimágenes no se seleccionarán puntos sobre características elevadas con respecto al modelo de elevación que se utiliza para rectificar las imágenes.

Los puntos de control vertical se establecerán en lugares que minimicen los errores de interpolación cuando se comparan las elevaciones interpoladas a partir del conjunto de datos a las elevaciones de los puntos de control. Los puntos de control vertical serán objeto de reconocimiento en campo abierto, en zonas planas o uniformemente inclinadas y con pendientes del 10% o menos y deben evitar artefactos verticales o cambios bruscos en la elevación.

Aunque no se especifica un requerimiento de la distribución de los puntos de verificación, sugiere que se realice en diferentes puntos del proyecto.

Sugiere que para áreas inferiores a 500 Km2 se utilicen mínimo 25 puntos de control para las pruebas de precisión vertical y horizontal; sin embargo, deja abierto a la cantidad de puntos de verificación que se acuerde previamente. Ver tabla C1 ASPRS2014.

Es evidente que no todos los puntos de control independientes cumplen las condiciones planteadas por la ASPRS2014 para ser aptos como tal. Es por lo anterior que se realizaran dos análisis de la información: Ácido y Clasificado.

El análisis Ácido incluirá la totalidad de la muestra; es decir, se considerará que todos los puntos son aptos como puntos de control. El análisis clasificado omitirá aquellos puntos que no cumplen con los criterios planteados por la ASPRS2014 para ser considerados como puntos de control.

4.5.1.5 Análisis de precisión de la interpolación coordenadas 3d (x, y, z).

Datos independientes: Red Geodésica Fuente: Interna Técnica de recolección: Observaciones GNSS, Nivelación Geométrica.




55

Tipo de Prueba: Ácida.

Tabla 4.19 Precisiones red geodésica

PARÁMETRO ESTE NORTE Z

Número de puntos de verificación 118 118 118

Error Medio (m) -0.005 -0.006 -0.001

Desviación Estándar (m) 0.013 0.015 0.010

RMSE (m) 0.014 0.017 0.010

NSSDA Horizontal y Vertical Precisión x,y,z (ACCx,y,z) a 95% de nivel de confianza

0.025 0.029 0.019

RMSE r (m) 0.022

NSSDA Horizontal Precisión r (ACCr) a 95% de nivel de confianza

0.038

© 2014 American Society for Photogrammetry and Remote Sensing Ver datos y cálculos detallados en archivo Excel adjunto.

Se han excluido los siguientes puntos:

Tabla 4.20 Precisiones red geodésica GPS

PUNTO EXCLUIDO

VALORES INDEPENDIENTES

OBSERVACIÓN ESTE (E)

NORTE ( N )

ELEVACIÓN ( H )

BOGOTA15 86128.195 102438.141 2546.325 Fuera de la Ortofoto

CD626A 85902.050 101570.185 2542.495 Fuera de la Ortofoto

GPS001 98668.275 118008.757 2549.660 Debajo de una carpa

GPS046 96457.957 110289.748 2550.632 Debajo de un carro

GPS107 NA NA NA Destruido previo a postproceso GNSS



GPS111 86854.421 101864.498 NA DESTRUIDO PREVIO A NIVELACION

Como se puede evidenciar con un tamaño de muestra de 118 puntos, la precisión posicional RMSE esférico es de 0.022m y al 95% de 0.038m.

'Este conjunto de datos fue probado para cumplir con estándares de precisión posicional ASPRS para datos digitales geoespaciales (2014) para 2.2cm RMSEx / RMSEy de precisión clase horizontal. La precisión de la posición real se encontró que era RMSEx = 1.4cm y RMSEy = 1.7cm que equivale a la precisión posicional horizontal = +/ -2.2 cm a 95% de nivel de confianza"

"Este conjunto de datos fue probado para cumplir con estándares de precisión posicional ASPRS para datos digitales geoespaciales (2014) para 1.0cm RMSEz de precisión clase vertical. La precisión real NVA se encontró que era RMSEz= 1.0cm, lo que equivale a +/- 1.9cm a nivel de confianza del 95%.”




56

4.5.1.6 Análisis de precisión Z Datos independientes: Nivelación de pozos EAAB Fuente: Interna Técnica de recolección: Nivelación Geométrica. Tipo de Prueba: Ácida.

No se realiza análisis 3D debido a q el componente X e Y resulta de la Ortofoto; por lo tanto, no sería una variable independiente paras el análisis.

Tabla 4.21 Precisiones z

PARÁMETRO VALOR

Número de puntos de verificación 2562

Error Medio (m) 0.003

Desviación Estándar (m) 0.139

RMSEz (m) 0.139

NSSDA Precisión Vertical z (ACCz) al 95% de nivel de confianza

0.273


Como se puede evidenciar con un tamaño de muestra de 2562 puntos, la precisión posicional RMSEz es de 0.139m y al 95% de 0.273m.

"Este conjunto de datos fue probado para cumplir con estándares de precisión posicional ASPRS para datos digitales geoespaciales (2014) para 13.9cm RMSEz de precisión clase vertical. La precisión real NVA se encontró que era RMSEz= 13.9cm, lo que equivale a +/- 27.3cm a nivel de confianza del 95%.”. VVA: No aplica para el proyecto

Datos independientes: Nivelación de pozos EAAB Fuente: Interna Técnica de recolección: Nivelación Geométrica. Tipo de Prueba: Clasificada

En este análisis se excluyen algunos datos del análisis anterior (10 puntos) por presentar desviaciones y no ser aptos como puntos de verificación, estos son:

Tabla 4.22 Diferencias vectores

ID PUNTO

RESIDUALES

OBSERVACION DIFERENCIA ELEVACION

1182 P1409 0.142 POZO ENTRE ANDEN Y CALZADA

1284 P1639 -0.168 POZO DEBAJO DE ARBOL

1548 P1883 0.189 POZO DEBAJO DE PUENTE

2145 P2534 -0.223 POZO DEBAJO DE ARBOL

165 P762 0.290 MOVIDO ZONA EN CONSTRUCCIÓN




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166 P763 0.399 MOVIDO ZONA EN CONSTRUCCIÓN

2545 P2956 -0.473 POZO DEBAJO DE ARBOL (MOVIO XY)

168 P765 1.155 POZO CON ESCOMBROS EN MDT

2322 P2722 -2.143 ZONA DE BATIMETRIA LEVANTADA POR SECCIONES

1072 P1296 6.545 SE ENCUENTRA DEBAJO DE PUENTE TRANSMILENIO AV 26

Al retirar del análisis las desviaciones o datos no aptos, como lo plantea la norma ASPRS, los resultados cambian significativamente.

Tabla 4.23 Desviaciones

PARÁMETRO VALOR




RMSEz (m) 0.010

NSSDA Vertical Precisión z (ACCz) a 95% de nivel de confianza

0.020


Como se puede evidenciar con un tamaño de muestra de 2552 puntos, tomando los datos que cumplen las condiciones conforme la norma ASPRS2014, la precisión posicional RMSE vertical es de 0.010m y al 95% de 0.020m.

"Este conjunto de datos fue probado para cumplir con estándares de precisión posicional ASPRS para datos digitales geoespaciales (2014) para 1.0cm RMSEz de precisión clase vertical. La precisión real NVA se encontró que era RMSEz= 1.0cm, lo que equivale a +/- 2.0cm a nivel de confianza del 95%.”. VVA: No aplica para el proyecto Datos independientes: Muestra de Interventoría Fuente: Externa Técnica de recolección: Radiaciones Estación Total, Cota Trigonométrica. Tipo de Prueba: Ácida

El día 26 de abril en reunión conjunta con la Interventoría se recibió un archivo .dwg con a información correspondiente a una muestra aleatoria tomada por la interventoría a lo largo del corredor.

La muestra aleatoria contiene 692 puntos distribuidos a lo largo del corredor.

Con la hipótesis que el X e Y de la Interventoría son precisos y que las condiciones de los puntos de control cumplen con los requisitos de la norma ASPRS2014, se procede a realizar la prueba con la totalidad de los puntos para evaluar la cota del MDT.

Tabla 4.24 Precisiones ASPRS




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PARÁMETRO VALOR


Error Medio (m) -0.013


RMSEZ (m) 0.117


0.229


Como se puede evidenciar, con un tamaño de muestra de 692 puntos de la Interventoría, la precisión posicional RMSEz es de 0.117m y al 95% de 0.229m.

"Este conjunto de datos fue probado para cumplir con estándares de precisión posicional ASPRS para datos digitales geoespaciales (2014) para 11.7cm RMSEz de precisión clase vertical. La precisión real NVA se encontró que era RMSEz= 11.7cm, lo que equivale a +/- 22.9cm a nivel de confianza del 95%.”.

Datos independientes: Muestra de Interventoría Fuente: Externa Técnica de recolección: Radiaciones Estación Total, Cota Trigonométrica. Tipo de Prueba: Clasificada

Evidentemente la hipótesis planteada anteriormente no es válida, pues no todos los puntos tomados por la interventoría están conforme los requisitos de la ASPRS2014 para considerarse puntos de control de cota, pues hay algunos que se ubican en cambios de niveles o en zonas que no son plenamente visibles.

Para encontrar una evaluación más aproximada del MDT, se han analizado cada uno de los puntos de la muestra de la Interventoría y se han clasificado como aptos o no aptos conforme lo especificado por la ASPRS2014; con esta selección de puntos aptos, se ha realizado nuevamente la evaluación.

La clasificación a los conforme la estructura de elementos y layer´s de la muestra:

Tabla 4.25 Datos clasificados muestra

ELEMENTO LAYER

CANT. APTOS

ASPRS2014 JUSTIFICACIÓN

Puntos de Control 8 Si Son visibles y en zona sin cambios de altura.

Válvulas 2 Si Son visibles y en zona sin cambios de altura.

Sardinel 258 No Se encuentra en zona de cambio de altura.

Pozos/Cámara/ Caja 15 Si Son visibles y en zona sin cambios de altura

Paramentos/Lindero/Divisiones/Cerramientos

94 No Se encuentran en zonas difícilmente visibles y con cambios de altura

Muro 5 No Se encuentra en zona de cambio de altura

Hidrante 1 Si Se encuentra en zona visible, aunque hay un cambio de altura por el elemento el entorno es homogéneo

GPS2 1 Si

No es claro lo que representa este punto pues en la ubicación de este punto no está ubicado el GPS002 del proyecto es un punto que es visible aunque no sea clara su descripción, se sume que es un error de




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ELEMENTO LAYER

CANT. APTOS

ASPRS2014 JUSTIFICACIÓN

digitación en la descripción.

Estructuras 12 No Corresponde al levantamiento del canal Alsalcia II los puntos se encuentran en zona de cambio de altura o de pendiente.

Entrada 75 No Se encuentran en zonas difícilmente visibles y con cambios de altura

D1, D2, D3, D4, D6 6 Si

Se asume que son deltas del levantamiento, aunque el delta no es visible en la foto por ser posterior a la toma de información se asume que los puntos fueron colocados en el terreno.

Cicloruta 74 Si Son visibles, se encuentran en zonas de pendiente homogénea.

CHK 17 Si Se asume que son chequeos, se dejan por estar en zonas visible y con pendiente homogénea

CCC 3 No

No es claro que elemento describen estos punto hay dos bajo techos y uno al borde de vía por tanto no son plenamente visibles y están en zona de cambio de pendiente o desnivel.

BVIA 38

71

Si

No

En este paquete de puntos hay dos tipologías de puntos: 1. Los que están en la parte baja junto del sardinel

los cuales no son aptos para la evaluación vertical del modelo.

2. Los que se encuentran en zonas sin anden o en el eje de la vía, estos últimos si son aptos para la evaluación.

Se han discriminado quedando 38 aptos y 71 no aptos.

AUX 1 Si

Aunque no está en un lugar despejado la zona alrededor es homogénea en pendiente por lo que se considera que se puede tener en cuenta para el análisis.

ANDEN 11 Si

Representa la parte interna del andén contra la zona verde por lo que se estima que el cambio de pendiente debe ser bajo o nulo por tanto se incluye en el análisis vertical.

Se realiza la selección de puntos, conforme los requerimientos de la ASPRS2014, resultan 174 puntos aptos y 518 no aptos para la evaluación del MDT. Con lo anterior se ha procedido a realizar la evaluación del RMSEz, obteniéndose los siguientes resultados:

Tabla 4.26 Puntos verificación (174)

PARÁMETRO VALOR


Error Medio (m) -0.024


RMSEz (m) 0.073


0.142


Como se puede evidenciar, con un tamaño de muestra de 174 puntos de la Interventoría, la precisión posicional RMSEz es de 0.073m y al 95% de 0.142m.




60

"Este conjunto de datos fue probado para cumplir con estándares de precisión posicional ASPRS para datos digitales geoespaciales (2014) para 7.3cm RMSEz de precisión clase vertical. La precisión real NVA se encontró que era RMSEz= 7.3cm, lo que equivale a +/- 14.2cm a nivel de confianza del 95%.”

Como era previsible, al seleccionar los puntos que cumplen con los requerimientos de la ASPRS2014 para la evaluación de la cota del MDT, los resultados son sustancialmente mejores.

Este último resultado puede considerarse más cercano a la precisión del MDT del producto, la cual no dista del resultado con los análisis en cota de variables independientes internos (GCP y Pozos).

Tabla 4.27 Consolidado análisis de precisión

CONSOLIDADO ANÁLISIS DE PRECISIÓN Z

GCP´s POZOS ÁCIDA

POZOS CLASIFICADO

INTERV ÁCIDA

INTERV CLASIFICADO

Número de puntos de verificación 118 2562 2552 692 174

Error Medio (m) -0.001 0.003 0.001 -0.013 -0.024

Desviación Estándar (m) 0.010 0.139 0.010 0.116 0.068

RMSEZ (m) 0.010 0.139 0.010 0.117 0.073


0.019 0.273 0.020 0.229 0.142


Como puede evidenciarse, en cota el producto supera satisfactoriamente las pruebas que establece la ASPRS2014 en cuanto el MDT o Cota.




61

4.5.1.7 Análisis de precisión x y.

La evaluación en X y Y de la Ortofoto resulta dispendiosa desde el punto de vista del cálculo, pues se requiere obtener sobre un elemento ráster (ortofoto) valores absolutos de X e Y lo cual de alguna manera puede llegar a ser subjetivo considerando la resolución del pixel, que para este proyecto oscila entre 4 y 6 cm. En este orden de magnitud podrá estar la incertidumbre de la apreciación u observación que en primera instancia pueda realizarse.

Los datos numéricos se extraen de la vectorización; sin embargo, esta es producto de la interpolación entre puntos y puede generar diferencias en la lectura del vector en la zona intermedia. Para nuestro caso en particular, lo anterior se puede evidenciar cuando se evalúa la información a la inversa. Esta situación es normal por la técnica empleada, como se ilustra en los siguientes ejemplos extractados de la muestra de la Interventoría:

Ver línea Amarilla (Interventoría) Vs Borde Ortofoto y Puntos de Inicio y fin




62




63




64




65

Otro factor que debe tenerse en cuenta en la información de verificación (Interventoría) y para nuestro caso específico, por la técnica utilizada, convencional, es la dificultad física de obtener el dato planímetro (X e Y) real en algunos objetos que impiden ubicar el prisma y nivelar el bastón en el punto objetivo; tal es el caso de elementos verticales como hidrantes, postes, señales, arboles, cerramientos, paramentos etc., los cuales obligan a ubicar el prisma y el bastón lo más cerca posible, pero no en el lugar exacto, lo anterior es normal y es producto de la técnica y el estado de arte actual.

Adicionalmente, en la técnica convencional hay criterios para la toma de elementos que también afectan la comparación rigurosa. A modo de ejemplo, los sardineles: es de uso común en el levantamiento de sardineles tomar dos puntos: uno en la parte alta en la mitad del espesor del mismo y el segundo abajo al borde de la vía. Lo anterior es usual para evitar el cruce entre la línea (breakline) superior e inferior al momento de generar el MDT, pues las herramientas actuales convencionales no permiten generar taludes negativos. El punto superior del sardinel no se toma en el filo exacto, y el borde de vía tampoco es la parte baja del sardinel, pues el espesor del bastón no lo permite ubicarse exactamente en el punto. Todo lo anterior se debe tener en cuenta al momento de pretender asignar a la muestra de información la verdad absoluta respecto de su localización.

Datos independientes: Red Geodésica Fuente: Interna Técnica de recolección: Observaciones GNSS. Tipo de Prueba: Ácida.

De manera interna, se evaluó la precisión en X e Y en los GCP´s, como ya se había mencionado con anterioridad, obteniendo los siguientes resultados.

Tabla 4.28 precisión en X e Y en los GCP´s

PARÁMETRO ESTE NORTE

Número de puntos de verificación 118 118

Error Medio (m) -0.005 -0.006

Desviación Estándar (m) 0.013 0.015




66

RMSE (m) 0.014 0.017

RMSE r (m) 0.022

NSSDA Horizontal Precisión r (ACCr) a 95% de nivel de confianza

0.038


Como se puede ver, con un tamaño de muestra de 118, la precisión posicional RMSExy es de 0.022 m y al 95% de 0.038 m.

“Este conjunto de datos fue probado para cumplir con estándares de precisión posicional ASPRS para datos digitales geoespaciales (2014) para 2.2 (cm) RMSEx / RMSEy de precisión clase horizontal. La precisión de la posición real se encontró que era RMSExy = 2.2 cm, que equivale a la precisión posicional horizontal = +/ -3.8 cm a 95% de nivel de confianza"

Datos independientes: Muestra de Interventoría Fuente: Externa Técnica de recolección: Radiaciones Estación Total. Tipo de Prueba: Clasificada

Sardineles: la apreciación que se tiene es que los puntos fueron tomados sobre el sardinel pero no en el filo del mismo, pues la separación con los puntos de borde de vía de una misma sección varían entre 0.05m y 0.08m aproximadamente; de manera rigurosa deberían estar en el mismo sitio. No obstante lo anterior, es de usanza levantar los sardineles de esta manera.

Respecto de los pozos, no se consideran en el análisis por la dificultad de determinar el centroide real, tanto para el que toma el punto por convencional como para quien inserta el bloque desde la restitución.




67

4.5.1.8 Casos particulares con desviaciones representativas. BORDE VÍA

Punto 31, aunque está en la capa borde vía no define este detalle, no se incluye en el análisis.

CICLORUTA.

Respecto de los puntos 447 y 448 que representan la cicloruta, en criterio de esta consultoría terminaban antes debido a que la franja de asfalto se interrumpo al costado norte de la caja doble. Aunque los puntos son muy consistentes con la ortoimagen no se consideran en el análisis.




68

LINDERO/ CERRAMIENTO:

Se evidencia que el punto 312 (0.964m) se encuentra ubicado en una zona que no está claramente desarrollada ni definida, representa un cerramiento en polisombra en un separador, el cual se encuentra parcialmente caído. Existe de manera parcial por el costado norte.

El punto 628 (0.433m) corresponde a un vértice de un cerramiento en lata (caído) ubicado en una zona sin desarrollar. Se ajustará el perímetro a la base del cerramiento. Se revisará esta tipología de cerramientos a lo largo del proyecto.

El punto 394 (0.401) corresponde a un cerramiento en polisombra. La diferencia corresponde a la interpolación entre los puntos que definen el vector. Se ajustará el perímetro a la base del cerramiento. Se revisará esta tipología de cerramientos a lo largo del proyecto.

El punto 324, no corresponde con el cerramiento del predio, como se puede evidenciar casi está alineado con dos reflectores los cuales están separados del cerramiento del predio como se aprecia en la siguiente imagen, no se incluye en el análisis




69

El punto 384, no es un punto bien definido, no se tendrá en cuenta en la evaluación.

El Punto 527, no es un paramento, es una construcción al interior del predio, los anteriores detalles están fuera del alcance, no se considera en la evaluación.

El punto 529 corresponde a una mocheta en el paramento; esto no se vectoriza. El paramento se normalizó con las fachadas. Se complementará esta mocheta.




70

SARDINEL:

Como se puede evidenciar el punto 511 de sardinel termina más atrás conforme esta vectorizado. En el punto 512 no hay sardinel, por tanto no se tendrán en cuenta en el análisis.

Realizado el análisis x y de la información de la Interventoría de los 692 puntos de la muestra, respecto del producto de la cartografía, se identifican:

6 puntos que requieren ajuste o complementación en la planimetría por tanto no se pueden incluir en el análisis X e Y.

Tabla 4.29 Puntos (6) que requieren ajuste

id X Y ELEV LABEL DELTA OBSERVACION

23 96549.047 110453.754 2550.891 MURO N.A. SE EXTENDERA EL MURO CENTRAL HASTA EL PUNTO

250 89213.977 103398.745 2543.502 BVIA N.A. BORDE DE POMPEYANO, SE COMPLEMENTARA

438 93101.509 106667.392 2543.573 CERRAMIE N.A. SE OMITIO ESTE CERRAMIENTO SE COMPLEMENTARA

529 93134.734 106599.111 2543.675 PARAMENT N.A. ES UNA MOCHETA EN EL PARAMENTO, SE COMPLEMENTARA

630 92712.341 106328.250 2539.313 ESTRUCTU N.A. ENROCADO PLACA DE CONCRETO SE COMPLEMENTA

631 92714.917 106327.888 2539.301 ESTRUCTU N.A. ENROCADO PLACA DE CONCRETO SE COMPLEMENTA

Ver cálculo detallado en archivo Excel adjunto.

91 puntos que no son aptos para ser usados en la evaluación X e Y del total del modelo,

Tabla 4.30 Puntos no usados


1 92763.869 106274.266 2543.528 BVIA N.A. VIA DESTAPADA NO ESTA BIEN DEFINIDO EL LIMITE

5 96548.947 110482.016 2550.425 CCC N.A. NO SE ENTIENDE Q SE QUISO LEVANTAR

17 96543.584 110455.083 2550.324 BVIA N.A. EJE VIA, NO SE PUEDE COMPARAR




71




31 96528.364 110432.299 2550.407 BVIA N.A. PUNTO SOBRE LA VIA, NO SE PUEDE COMPARAR





119 97698.472 114089.705 2544.859 POZO N.A. NO SE PUEDE DETERMINAR CON PRECISION EL CENTROIDE REAL DEL POZO














237 89236.627 103365.736 2543.477 CAJA N.A. NO SE PUEDE DETERMINAR CON PRECISION EL CENTROIDE REAL DEL POZO

239 89236.526 103367.587 2543.434 CAJA N.A. NO SE PUEDE DETERMINAR CON PRECISION EL CENTROIDE REAL DEL POZO



287 89301.025 103433.101 2543.347 CAMARA N.A. NO SE PUEDE DETERMINAR CON PRECISION EL CENTROIDE REAL DEL POZO



294 92849.953 106450.773 2544.302 D6 N.A. NO SE ENTIENDE Q SE QUISO LEVANTAR



304 93198.125 106750.071 2544.387 LINDERO N.A. FUERA DE LIMITE DE VECTORIZACION


314 93345.464 106801.164 2544.700 CHK N.A. NO SE ENTIENDE Q SE QUISO LEVANTAR





72



324 93347.183 106810.818 2543.364 CERRAMIE N.A. NO CORRESPONDE CON EL CERRAMIENTO




384 93213.993 106739.072 2544.060 CERRAMIE N.A. NO ES UN PUNTO BIEN DEFINIDO, ZONA SIN DESARROLLO


429 93038.641 106606.785 2543.618 AUX1 N.A. NO HAY EVIDENCIA PARA COMPARAR EN LA ORTO




447 93116.938 106646.870 2543.602 CICLO N.A. LA CICLORUTA SE TERMINO ANTES

448 93118.253 106644.662 2543.599 CICLO N.A. LA CICLORUTA SE TERMINO ANTES

511 92976.538 106547.238 2543.707 SARDINEL N.A. EL SARDINEL TERMINA ANTES

512 92977.850 106545.387 2543.681 SARDINEL N.A. NO EXISTE SARDINEL

527 93127.659 106586.885 2543.888 PARAMENT N.A. PARAMENTO INTERNO, FUERA DEL ALCANCE.







629 92709.873 106362.050 2543.723 CERRAMIE N.A. FUERA DE LIMITE DE VECTORIZACION

634 92719.206 106334.505 2539.329 ESTRUCTU N.A. PUNTOS NO SE ENCUENTRAN BIEN DEFINIDOS

635 92717.185 106336.418 2539.313 ESTRUCTU N.A. PUNTOS NO SE ENCUENTRAN BIEN DEFINIDOS

636 92684.269 106355.820 2539.291 ESTRUCTU N.A. FUERA DE LIMITE DE VECTORIZACION













73













666 92727.195 106307.610 2543.604 CICLO N.A. NO ESTA BIEN DEFINIDO EL LIMITE

667 92728.601 106305.666 2543.554 CICLO N.A. NO ESTA BIEN DEFINIDO EL LIMITE





692 92859.348 106438.364 2544.232 GPS2 N.A. NO SE ENTIENDE Q SE QUISO LEVANTAR


Realizado el análisis con los 595 puntos de la interventoría se tienen los siguientes resultados:

Tabla 4.31 Puntos (595) interventoria

PARÁMETRO VALOR




RMSExy (m) 0.120

NSSDA Vertical Precisiónxy (ACCxy) a 95% de nivel de confianza

0.235

© 2014 American Society for Photogrammetry and Remote Sensing Ver cálculo detallado en archivo Excel adjunto.

Como se puede evidenciar, con un tamaño de muestra de 595 puntos, la precisión posicional RMSExy es de 0.120m y al 95% de 0.235m.




74

“Este conjunto de datos fue probado para cumplir con estándares de precisión posicional ASPRS para datos digitales geoespaciales (2014) para 12 cm RMSEx / RMSEy de precisión clase horizontal. La precisión de la posición real se encontró que era RMSExy = 12cm, que equivale a la precisión posicional horizontal = +/ -23.5 cm a 95% de nivel de confianza."

Como se puede ver, se cumple con la precisión posicional de los 0.125 m conforme las ASPRS2014.

No obstante los resultados evidencian el cumplimiento de la precisión posicional en la evaluación X Y, y sin perder de vista la hipótesis que la información de la Interventoría es precisa e infalible (la cual no es verdadera), se analizaron una a una las desviaciones más representativas de la muestra, es decir aquellos resultados que están por fuera del RMSExy al 95% del nivel de confianza, encontrando 34 puntos, equivalente al 5.7% de la muestra.

# REGISTRO COMENTARIO

1

El punto 71 (0.21m) se toma por fuera del muro, el paramento se traza por el eje del muro.

2

El punto 253 (0.21m) se toma por fuera del muro, el paramento se traza por el eje del muro.

3

El punto 435 (0.211m) se toma por fuera del cerramiento, el paramento se traza por el eje del cerramiento el cual no está claramente definido en sitio.




75


4

El punto 435 (0.212m) se toma por fuera del cerramiento, el paramento se traza por el eje del cerramiento el cual no está claramente definido en sitio.

5

Se ajusto el cerramiento al punto 235 (0.214m)

6

Punto 81 (0.217m), sin comentarios inicio y fin de puerta son consistentes, el paramento en la esquina también lo es.

7

El punto 146 (0.220m), denominado paramento, fue tomado en campo en la pared externa y se vectorizó por el eje del muro.




76


8

El punto 230 (0.221), denominado anden, al parecer se toma por la parte interna del sardinel o bordillo.

9

Punto 551 (0.228m), denominado sardinel, conforme la ortoimagen no se evidencia sardinel, si hay un borde anden y los puntos del entorno son consistentes.

10

Punto 617 (0.241m), cerramiento, se ajustó en la base.

11

Punto 385 (0.254m), cerramiento, polisombra, el límite no está bien definido.




77


12

Punto 306 (0.256), lindero interno, caseta en lata y prefabricada, se ajustara.

13

Punto 74 (0.259m), entrada, como se puede evidenciar la proyección de las entradas es coincidente, los puntos aledaños son consistentes.

14

Punto 308, (0.262m), Lindero, polisombra, el límite no está bien definido.

15

Punto 76 (0.264m), entrada, como se puede evidenciar la proyección de las entradas es coincidente, los puntos aledaños son consistentes.

16

Punto 189(0.268m), cerramiento, sector de puerta de acceso. Los puntos aledaños son coincidentes.




78


17

Punto 574(0.273m), sardinel, se normaliza el andén, los puntos aledaños son consistentes.

18

Punto 513, (0.286m) sardinel, como se puede evidenciar los puntos aledaños son consistentes.

19

Punto 301 (0.287m), borde vía, se debe ajustar a la base del “maletín”.

20

Punto 604 (0.289m), cerramiento, se debe ajustar a la base. Nota: el punto 604 y el 622 de la Interventoría son el mismo detalle, cerramiento, sin embargo entre los dos hay (0.265m).

21





79


22


23


24

Punto 197, entrada, como se puede evidenciar, en cuanto a la entrada es consistente con la proyección, sin embargo los puntos levantados en campo no definen un paramento recto como en efecto lo es:

25

Punto 453 (0.374m) sardinel, el punto levantado en campo corresponde a una proyección del sardinel, los puntos del entorno son consistentes.

26

Punto 601,(0.394m), cerramiento, se debe ajustar a la base.




80


27

Punto 482 (0.408m), Cicloruta, se evidencia como el punto 481 fue levantado finalizando la franja de asfalto y el punto 482 se toma en la cinta que consolida la cicloruta, se debe tomar un solo criterio.

28

Punto 622 (0.432m), cerramiento, se debe ajustar a la base. Nota: el punto 604 y el 622 de la Interventoría son el mismo detalle, cerramiento, sin embargo entre los dos hay (0.265m).

29

Punto 307 (0.520m), lindero interno, caseta en lata y prefabricada, se ajustó.

30

Punto 394, (0.633m) cerramiento, en polisombra, no está bien definido, se ajustó en la base.

31

Punto 628 (0.658m), cerramiento en lata, caído, se ajustó en la base.




81


32

Punto 594, (0.668m), sardinel, como se puede evidenciar los puntos de Interventoría de borde via y sardinel de este sector son consistentes a excepción del punto 594.

33

Punto 397, (0.819m) cerramiento, en polisombra y lata, no está bien definido, se ajustó en la base.

34

Punto 312, (0.982), Lindero, zona de vía destapada, no se había incluido este cerramiento por estar caído y en mal estado, se incluirá el segmento de cerramiento visible.

Como se puede notar, del análisis de las desviaciones resultan puntos cuestionables respecto de la precisión de la muestra; algunos por la técnica en sí misma, otros controvertibles y algunos inexplicables. Sin embargo, de manera general la orto imagen es en todos los casos consistente.

También se evidencian posibles mejoras en el producto de la vectorización, para nuestro caso se evidencian 15 puntos que nos llevan a mejorar el producto.

Tabla 4.32 Puntos de la vectorización actualizados


21 96549.479 110453.658 2549.993 BVIA 0.307 SE DEBE AJUSTAR EL BORDE DE VIA A LA BASE DEL MALETIN



235 89232.281 103364.741 2543.448 CERRAMIENT 0.214 SE DEBE AJUSTAR CERRAMIENTO A LA BASE


306 93214.581 106728.715 2544.475 LINDERO 0.256 PARAMENTO, CASETA EN LATA Y PREFABRICADA, SE AJUSTARA

307 93216.630 106725.714 2544.038 LINDERO 0.520 PARAMENTO, CASETA EN LATA Y PREFABRICADA, SE AJUSTARA

312 93283.892 106782.942 2543.755 LINDERO 0.982 CERRAMIENTO CAIDO EN ZONA DE VIA DESTAPADA, SE INCLUIRA

394 93155.757 106678.023 2543.851 CERRAMIE 0.633 CERRAMIENTO POLISOMBRA, EL LIMITE NO ESTA BIEN DEFINIDO, SE AJUSTARA

397 93130.184 106658.289 2543.853 CERRAMIE 0.819 CERRAMIENTO EN LATA Y POLISOMBRA




82

SE DEBE AJUSTAR A LA BASE DEL CERRAMIENTO

601 92847.085 106452.854 2544.659 CERRAMIE 0.394 AUNQUE SE VECTORIZA SOBRE EL CERRAMIENTO SE DEBE AJUSTAR A LA BASE = 622

604 92797.379 106393.710 2544.062 CERRAMIE 0.289 AUNQUE SE VECTORIZA SOBRE EL CERRAMIENTO SE DEBE AJUSTAR

617 92844.872 106437.928 2544.245 CERRAMIE 0.241 AUNQUE SE VECTORIZA SOBRE EL CERRAMIENTO SE DEBE AJUSTAR A LA BASE

622 92797.413 106393.447 2544.065 CERRAMIE 0.432 AUNQUE SE VECTORIZA SOBRE EL CERRAMIENTO SE DEBE AJUSTAR A LA BASE = 601

628 92733.996 106345.275 2543.745 CERRAMIE 0.658 CERRAMIENTO EN LATA SE DEBE AJUSTAR A LA BASE DEL CERRAMIENTO


Tabla 4.33 Consolidada del precisión X, Y,

CONSOLIDADO ANÁLISIS DE PRECISIÓN XY

GCP´s INTERV

CLASIFICADO

Número de puntos de verificación 118 595

Error Medio (m) -0.005 0.074

Desviación Estándar (m) 0.014 0.095

RMSExy (m) 0.022 0.120

NSSDA Vertical Precisión xy (ACCxy) a 95% de nivel de confianza

0.038 0.235

© © 2014 American Society for Photogrammetry and Remote Sensing Ver cálculo detallado en archivo Excel adjunto.

Como puede evidenciarse en X Y el producto cumple las pruebas que establece la ASPRS2014 en cuanto Orto Imagen y Cartografía.




83

5 FACTIBILIDAD ALTERNATIVA TRAMO 1 - CONPES

A continuación se presenta la descripción general del levantamiento LIDAR y la toma de fotografías aéreas en el corredor del Tramo1 – CONPES. La descripción en detalle con los respectivos anexos, se describe en los numerales 4.1 Red geodésica, 4.2 sistema lidar aéreo y fotogramétrico, 4.3 plan de vuelo, 4.4 Ejecución del vuelo y toma de datos y 4.5 análisis de las precisiones.

5.1 LEVANTAMIENTO LIDAR EJECUCIÓN DE VUELOS Y TOMA DE DATOS.

Se realizó un levantamiento con sensor LIDAR aerotransportado, el cual está integrado por sensor LIDAR y con un||a cámara de alta resolución y otros sensores, a largo del corredor de la Avda. Ciuadad de Cali, este levantamiento cubre el área del Tramo 1 – CONPES. El levantamiento es un sistema combinado que otorga una capacidad de ofrecer la toma de nube de puntos y fotografías aéreas georreferenciadas, que posteriormente mediante el modelo digital de terreno se orto rectifican para obtener una ortofoto y una serie de soluciones de datos geoespaciales adquiridos desde una plataforma aérea. En el presente capitulo se realiza la descripción los aspectos técnicos en el desarrollo de la captura de la nube de puntos levantamiento LIDAR y la toma de fotografías aéreas el pos proceso para la obtención del DTM, DSM, ortofoto y la generación de las curvas de nivel cada 50 cm y la restitución de la planimetría.

5.1.1 Red geodésica

El levantamiento lidar y la toma de las fotografías aéreas se amarra a la red geodésica del proyecto ligada a los vértices 16-BGT de la red Magna – Sirgas del IGAC, El levantamiento LIDAR se encuentra amarrado a la red geodésica del proyecto la cual esta está conformada por 120 mojones construidos en zonas blandas; y/o placas metálicas incrustadas en zonas duras tales como sardineles, andenes, cabezales, etc. Los puntos se materializaron los vértices cada 200 metros aprox., el cual garantiza la referenciación de las señales de azimut, la perdurabilidad, un horizonte despejado, la intervisibilidad de por lo menos un punto anterior y posterior, nivelado, estabilidad y accesibilidad a cada punto. En el Tramo 1 CONPES se encuentra ligada a la red de GNSS 80 al GNSS 120, y se encuentra en el sistema de referencia de coordenadas: Sistema de Coordenadas Planas Locales Bogotá

- Datum MAGNA (GRS80)

- Latitud Origen 4° 40´ 49.75’’ N

- Longitud Origen 74° 08´ 47.73’’W

- Falso Norte 109320.965 m

- Falso Este 92334.879 m

- Plano de Proyección : 2550 msnm




84

5.1.2 Plan de vuelo – montaje y calibración del sistema lidar

En la planeación del vuelo a lo largo del corredor de la Avda. Ciudad de Cali, en el Tramo 1 –CONPES determino la realización 14 ejes.

5.1.3 Procesamiento de los datos

Con el fin de geo referenciar y orto rectificar las fotografías aéreas se elaboró el modelo de aerotriangualción, como se presenta en el numeral 4.4.5 y la nube de puntos se procesó y se geo referencio a partir de los datos de la red geodésica, estos datos de incorporaran para la generación del modelo geoidal del proyecto, como se presenta en el numeral 4 .4.6. La clasificación de la nube de puntos se realizó a partir del estándar de la ASPRS V14, esta clasificación se presenta en el numeral 4.4.7.

La obtención del DTM, se elabora a partir del último Eco de la información LIDAR, este se obtendrá mediante información altimétrica del área del proyecto a partir de los Puntos GROUND de la base de datos programada. El DSM se elaboró a partir del primer Eco de la información de la nube de puntos del sensor LIDAR, interpolando los puntos clasificados, como vegetación, árboles, edificaciones, líneas eléctricas, entre otros.

La generación de la ortofoto con una resolución de 5 cm, se realiza partir de las fotografías aéreas capturadas, del corredor de la vía existente de la avenida ciudad de Cali con una a longitud de 23.7 km por un ancho de 80 m desde la Calle 170 hasta la Av. Terreros o Circunvalar del sur, en el cual se encuentra incluido el Tramo 1 – CONPES, se obtuvo un ortofotomosaico georreferenciado, a partir del modelo digital de elevación la cual consiste en su ubicación en el espacio por medio de puntos de la red geodésica primaria, red geodésica secundaría y los puntos de apoyo al vuelo.

La ortorrectificación es un procedimiento que elimina las distorsiones geométricas y de escalas inherentes en las fotografías aéreas producto de imperfecciones del sensor, variaciones topográficas y la curvatura de tierra y se referenció en el sistema de referencia de coordenadas de plano cartesiano Magna con Origen Ciudad de Bogotá.

La planimetría, se obtuvo a partir de la identificación y la fotointerpretación de los elementos presentes en la ortofoto, se realizó la vectorización de los elementos que se localizan en el corredor de la de la vía existente de la avenida ciudad de Cali con una a longitud de 23.7 km por un ancho de 80 m desde la Calle 170 hasta la Av. Terreros o Circunvalar del sur, en el cual se encuentra incluido el Tramo 1 – CONPES como las vías, líneas de energía y construcciones; la información de la planimetría se valida con la información obtenida del Modelo Digital de Superficie (DSM)




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6 CONCLUSIONES

Se realizaron levantamientos topográficos para los estudios para la ampliación y extensión de la avenida Ciudad de Cali al sistema Transmilenio, entre la Avenida Circunvalar del Sur y la Avenida Calle 170 y de los equipamientos urbanos complementarios, en Bogotá D. C.

La red geodésica o marco de referencia, para el presente estudio se proyectaron puntos GPS cada 200 m a lo largo de todo el corredor del proyecto, garantizando inter-visibilidad en por lo menos un punto anterior o posterior a lo largo de todo el corredor (parejas). Los puntos GPS junto con los Vértices y/o CD´s del IGAC que se utilizaron, conformarán el marco de referencia del proyecto.

Los puntos con placa materializados con mojón o incrustada en zona dura cada 200 m a lo largo del corredor se realizaron con visual adelante y atrás, o cuando menos a delate o atrás, para contar con señal de azimut para realizar los levantamiento con topografía convencional, haciendo uso de estaciones totales.

Esta red de GPS garantiza la calidad en los datos del levantamiento topográfico con sensor remoto aerotransportado (Sistema LIDAR) y demás levantamientos complementarios, así como los posteriores replanteos de infraestructura a realizar en la zona.

Se realizaron poligonales con estación total entre puntos de la red geodésica establecida o marco de referencia, pues tal actividad no es necesaria ya que el objeto de una poligonal con estación total es densificar y trasladar coordenadas X, Y, actividad que ya habría sido cubierta de manera rigurosa, precisa y confiable por el posicionamiento GNSS de la red geodésica materializada con puntos cada 200 metros a lo largo de todo el corredor proyectado.

Igualmente se ha hecho uso de otras herramientas tales como la toma de información con sensores laser aerotransportado y toma de fotografías aéreas de alta resolución, como apoyo cartográfico para los diseños de las distintas disciplinas que intervienen en el proyecto.

Para la etapa de construcción se hacen las siguientes recomendaciones:

Los vértices de GPS cuentan con las coordenadas geográficas y planas, amarradas a la red MAGNA - SIRGAS. En el caso de realizar un posterior posicionamiento es necesario que utilice un receptor de las mismas especificaciones y con la misma metodología para obtener buenos resultados. Para ese entonces tendrán otras coordenadas que variaran de las actuales en una pequeña proporción. Lo necesario es que esas nuevas coordenadas sean llevadas a la época de ajuste de la nueva red en el Datum local para tener las precisiones óptimas.

La construcción de los vértices garantiza su durabilidad y estabilidad geodinámica, por tanto se debe evitar su deterioro por obras de adecuación en la zona. Se recomienda su nueva ocupación en un periodo de cinco (5) años o control directo con topografía convencional, para determinar las nuevas coordenadas y la rata de desplazamiento tridimensional de la corteza terrestre de esta zona.

El replanteo de las obras se debe hacer con estación electrónica, partiendo de las coordenadas y cotas de la red planimétrica y altimétrica establecidas a lo largo del corredor de los estudios,




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realizando la demarcación sobre el terreno de los elementos que componen la geometría de la vía tales como: ejes, curvas, bordes de calzada, andenes, sardineles, separadores, etc., acogiéndose estrictamente a las dimensiones y geometría especificada en los planos de diseño.

En el desarrollo de la construcción de las diferentes obras del proyecto en la actividad del replanteo se puede realizar con base en los datos obtenidos de la red geodésica para el posicionamiento y validación de la red geodésica y a partir de esta red, se puede realizar la radiación de los elementos a replantear.

En el capítulo 5, se realiza la descripción general dela Factibilidad Alternativa Tramo 1 – CONPES, este tramo hace parte del levantamiento del estudio topográfico indicados en detalle en el capítulo 4 del corredor de la Avda, Ciudad de Cali, del presente documento con los respectivos anexos.




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Anexo 1 - F.2.2.1.1 ALISTAMIENTO

01- PLAN DE VUELO

02- CERTIFICACIÓN CALIBRACIÓN EQUIPO LIDAR




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Anexo 2 - F.2.2.1.2 LEVANTAMIENTO INFORMACION DE CAMPO

01-MED-MONTAJE-CAJA-LIDAR-HELIPCOTERO

02-GPS-BASES

03-GPS-MOVIL

04-IMU

05-LASER

06-CAM1




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Anexo 3 - F.2.2.1.3 PRODUCCIÓN

01-CALCULO INERCIAL

02-POST PROCESO PUNTOS LIDAR

03-FOTOGRAMETRIA




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Anexo 4 - F.2.2.1.4 ENTREGABLES

01-ORTOFOTOS

02-MDT

03-MDS

04- ALTIMETRÍA- CURVADOS

05- PLANIMETRÍA

06-PLANOS TOPOGRÁFICOS

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