Levantamiento Topográfico con Escáner Láser Terrestre del Arte...
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LEVANTAMIENTO TOPOGRÁFICO CON ESCÁNER LÁSER TERRESTRE DEL ARTE RUPESTRE EN EL PARQUE ARQUEOLÓGICO LAS PIEDRAS DEL TUNJO-FACATATIVÁ. VALENTINA LUSIANA MARTINEZ LLORENTE JONATHAN STEVEN MARROQUIN SARMIENTO Universidad Distrital Francisco José De Caldas Facultad De Medio Ambiente Y Recursos Naturales Tecnología En Topografía Bogotá D.C. 2019
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LEVANTAMIENTO TOPOGRÁFICO CON ESCÁNER LÁSER TERRESTRE DEL ARTE RUPESTRE EN EL PARQUE ARQUEOLÓGICO LAS PIEDRAS DEL
TUNJO-FACATATIVÁ.
VALENTINA LUSIANA MARTINEZ LLORENTE
JONATHAN STEVEN MARROQUIN SARMIENTO
Universidad Distrital Francisco José De Caldas
Facultad De Medio Ambiente Y Recursos Naturales Tecnología En Topografía
Bogotá D.C. 2019
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LEVANTAMIENTO TOPOGRÁFICO CON ESCÁNER LÁSER TERRESTRE DEL ARTE RUPESTRE EN EL PARQUE ARQUEOLÓGICO LAS PIEDRAS DEL
TUNJO-FACATATIVÁ.
Valentina Lusiana Martínez Llorente
Jonathan Steven Marroquín Sarmiento
Trabajo de grado en modalidad Investigación para optar el título de: Tecnólogo en Topografía
Director
Msc. Ing. Julio Hernán Bonilla Romero
Revisor
Carlos Alfredo Rodríguez Rojas
Universidad Distrital Francisco José De Caldas
Facultad De Medio Ambiente Y Recursos Naturales Tecnología En Topografía
Bogotá D.C. 2019
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CONTENIDO
1. RESUMEN/ABSTARCAT………………………………………………….... Pág. 3
2. INTRODUCCIÓN …………………………………………………………… Pág. 4
3. UBICACIÓN GEOGRÁFICA………………………………………………. Pág. 6
4. JUSTIFICACIÓN……………………………………………………………. Pág. 7
5. OBJETIVOS…………………………………………………………………. Pág. 7
- General ………………………………………………………………... Pág. 7
- Específicos ……………………………………………………………. Pág. 7
6. MARCO TEÓRICO………………………………………………………… Pág. 8
7. MATERIALES ……………………………………………………………... Pág. 17
8. METODOLOGÍA………………………………………………………….... Pág. 21
- Metodología en campo ………………………………………………. Pág. 21
- Metodología en oficina ……………………………………………… Pág. 29
9. RESULTADOS…………………………………………………………….... Pág. 36
10. ANÁLISIS DE RESULTADOS……………………………………………. Pág. 36
11. CONCLUSIONES………………………………………………………….. Pág. 46
12. RECOMENDACIONES…………………………………………………… Pág. 47
13. LITERATURA CITADA ………………………………………………….. Pág. 49
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RESUMEN
El objetivo del presente proyecto es generar modelos tridimensionales por medio de una nube
de puntos, de los pétreos con arte rupestre más representativos del Parque Arqueológico Las
Piedras del Tunjo, en Facatativá Cundinamarca; con estos modelos 3D es posible preservar la
información contenida en las pictografías que contienen cada uno de los pétreos y facilitar las
investigaciones que se requieran realizar a estos vestigios arqueológicos. Para llevar a cabo
este proyecto se realizó un levantamiento con Escáner Láser Terrestre, de seis (6) pétreos del
parque, los cuales cuentan con la mayor cantidad de información pictográfica. Para
georreferenciarlas fue necesario realizar una poligonal y medir como detalles las estacas donde
se colocaron las esferas. La metodología en oficina consistió principalmente en la limpieza y
georreferenciación de las escenas tomadas con el escáner láser, con el software especializado
SCENE, y finalmente, se realizó un análisis arqueométrico con el software de Autodesck
RECAP sobre las ortofotografías generadas en SCENE. Los estudiantes del programa de
Tecnología en Topografía realizan este proyecto para apoyar las investigaciones del Semillero
en Arqueoastronomía.
Palaras Clave: Escáner Laser Terrestre, Georreferenciación, Arqueometría, Arte Rupestre,
Ortofotografías.
ABSTRACT
The objective of this project is to generate three-dimensional models through a cloud of points,
of the rockies and more representative cave painting of the Archaeological Park Las Piedras
del Tunjo, in Facatativá Cundinamarca; with these 3D models it is possible to preserve the
information contained in the pictographies that each one of the stones contain and facilitate the
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investigations that require to realize these archaeological vestiges. To carry out this project, a
survey with Laser Scanner was carried out, of six (6) park`s rocks, which have the largest
amount of pictographic information. To geo-reference them, was needed to realize a polygonal
and measure as Details the points where the spheres were placed. The methodology in the office
consisted mainly of the cleaning and georeferencing of the scenes taken by the laser scanner,
with the specialized SCENE software, and finally, a detailed archaeometric analysis was
performed with the Autodesck RECAP software on the orthophotos generated in SCENE. The
students of the Technology in Surveying program realize this project to support the research of
the Investigation group in Archaeoastronomy.
Key Words: Terrestrial Laser Scanner, Georeference, Archaeometric, Cave Painting,
Orthophotographies.
INTRODUCCIÓN
El hombre en su afán de comunicar y transmitir su pensamiento, desde mucho tiempo atrás ha
venido dejando huellas en muchos lugares del planeta. Una de estas primeras formas de
comunicarse fue a través de la Pictografía una forma de comunicación escrita que se remonta
al periodo neolítico (10000 a.C.), donde el hombre usaba dibujos para representar objetos
mediante imágenes que pintaban en las piedras, estos dibujos se basan en sus creencias,
necesidades y su día a día.
Alrededor del mundo se han perdido constantemente estas muestras del arte rupestre por causa
del turismo, el avance de la infraestructura (que en ocasiones prima sobre la protección del
patrimonio), por el abandono y porque no se les da la importancia necesaria que requiere, estos
y otros son los factores que afectan negativamente dichos vestigios. Por ejemplo, en Colombia,
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en la ciudad de Tunja en el año 2002, en la vereda Tras del Alto, donde existía un corredor de
piedras pintadas, se construyó un sitio de habitación, para lo cual dinamitaron algunas piedras
que poseían petroglifos y se pretendía utilizar una de ellas como pared precisamente una de las
piedras más grandes y con mayor cantidad de diseños. Con el tiempo se declaró como Área de
Protección en el POT; la zona fue incluida por el Plan de Ordenamiento Territorial como zona
de protección y está ubicada junto a las orillas del río Vega o Farfacá. Otro ejemplo bastante
similar y hacia el cual es que se enfoca este proyecto es en el arte rupestre de Facatativá,
exactamente ubicado en el Parque Arqueológico Las piedras del Tunjo, ya que en los últimos
años han sufrido un notorio deterioro y pérdida de la calidad debido al Turismo activo, las
Fogatas, el Grafiti y demás técnicas que desgastan o tapan las muestras de Arte Rupestre
presente en los pétreos. Como en el caso anterior, se tomaron medidas donde La Alcaldía de
Facatativá, el Ministerio de Cultura, la CAR y el Instituto Colombiano de Antropología e
Historia -ICANH-, en el 2006 estructuraron y adelantaron un plan de acción de emergencia
para recuperar el Parque Arqueológico de Facatativá como un espacio cultural, de encuentro,
disfrute y aprendizaje. Aun así, debido a al uso inadecuado se destruyó gran parte de la
información presente en varios de los abrigos rocosos, por lo que es pertinente buscar
mecanismos de conservación del arte rupestre debido a su alto valor cultural, educativo e
histórico.
Una de los mecanismos para conservar el arte rupestre es por medio del registro digital, el
presente proyecto expone el proceso por el cual se generaron modelos digitales
tridimensionales de los pétreos que poseen pictogramas de gran relevancia y que cumplieron
con especificaciones de tamaño y visibilidad para ser escaneado con el Escáner Láser Terrestre
Focus 3X. Con estos modelos fue posible medir cada una de las figuras que componían la
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totalidad del arte rupestre y comparar las figuras entre sí para determinar su relación y analizar
su geometría.
UBICACIÓN GEOGRÁFICA
El Parque Arqueológico las Piedras del Tunjo se encuentra ubicado en el municipio de
Facatativá en Cundinamarca, aproximadamente a 40 Kilómetros de Bogotá. Se compone por
cerca de 27 hectáreas que se caracterizan por la presencia de grandes abrigos rocosos (en su
mayoría poseen muestras del arte rupestre), senderos peatonales y zonas verdes (Celis &
Botiva, 2011). El parque alberga una de las mayores concentraciones de pictografías en un área
urbana, en él se encuentran rocas Metamórficas de gran tamaño que son resultado de la fuerte
presión de la tierra, que, con el desarrollo de la litosfera, terminaron en el piso del profundo
lago que probablemente era la sabana de Bogotá. Se encuentra localizado en las coordenadas
geográficas 4º 48`59.59” N 74º 20`45.59” O,
Figura 1. Localización del Parque Arqueológico las Piedras del Tunjo en Facatativá.
Fuente: Celis, 2011
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JUSTIFICACIÓN
¿Es posible conservar digitalmente muestras de arte rupestre con el uso del Escáner Láser
Terrestre sin generar algún tipo de alteración en su composición?
Algunos de los pétreos que se encuentran en el Parque Arqueológico Las Piedras del Tunjo
actualmente se encuentran deteriorados por actividades humanas principalmente grafitis y
fogatas, entendiendo esto como el problema, lo que se busca es tener un registro completo de
la estructura de los pétreos y poder realizar un análisis arqueométrico. Con ayuda del Escáner
Láser Terrestre, es posible tomar registro del objeto a preservar, para posteriormente tenerlo en
un archivo digital sobre el cual se puede analizar la geometría, en este caso, del arte rupestre
que se encuentra en dichos pétreos.
OBJETIVOS
General:
Generar modelos 3D de los pétreos que cuenten con las pictografías más relevantes
dentro del Parque Arqueológico las Piedras del Tunjo mediante el levantamiento con
escáner laser terrestre.
Específicos:
1. Escanear los pétreos de mayor relevancia en cuanto a pictografía se refiere,
basándose en la cantidad y calidad de las figuras que se encuentran en cada uno
de los pétreos.
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2. Realizar una poligonal topográfica dentro del Parque Arqueológico las Piedras
del Tunjo para georreferenciar las escenas tomadas con el Escáner Láser
Terrestre.
3. Realizar un análisis arqueométrico de las pictografías presentes en los pétreos
escaneados.
MARCO TEÓRICO
Antecedentes
En la actualidad, para la recuperación y documentación del arte rupestre o demás
manifestaciones arqueológicas se han buscado nuevas tecnologías que no causen ningún tipo
de daño en su estructura. Como ejemplo de estas nuevas tecnologías se tiene el Escáner Láser
Terrestre, este Escáner genera una nube de puntos que representa fielmente la composición
total de los objetos arqueológicos escaneados llegando incluso a producir modelos en tres
dimensiones con una alta resolución (Angás & Bea, 2013)
En el texto: Escaneado en 3D y prototipado de piezas arqueológicas se puede encontrar
información sobre un estudio que se hizo en La Rioja, España, acerca del empleo de
herramientas como el Escáner Láser en el ámbito del registro, en el cual se presentan las
ventajas y desventajas del uso de esta tecnología y posteriormente con los diseños obtenidos,
se pueden generar modelos para imprimir y así tener otro tipo de preservación del objeto de
interés.
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Un artículo publicado por la revista GIM International, muestra un estudio que se lleva
realizando hace ya más de veinte años en Wyoming del Este, que en los últimos años ha
utilizado la tecnología de Escáner Láser para complementar sus proyectos. El Ingeniero Art
ChadWick ha ido compilando un modelo 3d de una “cama” de huesos de dinosaurios en
Hanson Research Station, la cual es un área donde se encuentran bastantes fósiles de estas
criaturas prehistóricas. En este lugar se encuentran varios huesos de diferentes especies de
dinosaurios mezclados, más de 50 huesos son encontrados por cada metro cuadrado excavado;
Vértebras, fémures, dientes y cráneos son normalmente encontrados.
Para hacer el registro de estos fósiles en forma digital se empieza haciendo una localización de
cada hueso que es grabada con RTK GPS. Luego de tener las coordenadas de donde fue
encontrado, cada hueso es trasladado al laboratorio donde se toma una imagen en 3D del hueso
para cada fósil, procesan esta imagen para generar el modelo 3D y finalmente cada fósil se
pone en una base de datos de la “cama” de huesos. Este estudio muestra cómo es posible
preservar de manera digital los fósiles que son encontrados y además es posible hacer una base
de datos en la cual se pueden encontrar los diferentes hallazgos y de los cuales se pueden
realizar estudios para Paleontología y Taxonomía.
En otro estudio acerca de Escaneo láser terrestre se encuentra el escaneo de la Mezquita Al
Bidyah en Fujairah en los Emiratos Árabes Unidos con el Escáner TRIMBLE CX 3D. La
mezquita se considera un tesoro Arqueológico de los Emiratos Árabes ya que fue construida
en 1446 y es fuente de gran parte de los ingresos de la economía local. Su escaneo tiene como
objetivo ayudar a crear una base de referencia para medir los efectos del cambio climático en
la estructura a través del tiempo.
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Los efectos del cambio climático amenazan esta estructura, por lo cual el estudio (Tesis de
PhD), consiste en investigar el impacto del cambio climático en la estructura y desarrollar una
base de datos de la misma, para estudiar los efectos de los cambios climáticos en Al-Bidyah.
Cuando viajaron al sitio, se tenían dos objetivos: el primero era adquirir una nube de puntos
tridimensional de sitios importantes para monitoreo y futuras investigaciones y el segundo
introducir técnicas de escaneo láser dentro de la población local.
Al momento del escaneo de la estructura se usaron dos TRIMBLE JUNO GPS para
georreferenciar el proyecto y para realizar el escaneo se tuvo que cambiar varias veces de sitio
el escáner para capturar todos los detalles de este, por lo que se requirió usar targets para poder
unir las diferentes escenas entre sí, los cuales fueron colocados temporalmente en las paredes
de la estructura o sobre trípodes y otros fueron en marcas de terreno.
Los datos tomados en campo fueron procesados en el Software Trimble RealWorks en la cual
se unieron todas las escenas para generar una completa nube de puntos del levantamiento. Con
el material obtenido, se realizan los estudios cada año de los cambios producidos por el cambio
climático en la estructura y adicional se vio el potencial de crear un mapa con las cinco
Mezquitas más importantes.
También, en 2002 en Laas Geel, Somalilandia, se encontraron varias pinturas del periodo
neolítico, que conforman las pinturas más antiguas encontradas en África, sin embargo, el
acceso a ellas es muy difícil y era pertinente su conservación.
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Para preservar dichos vestigios, se registraron las 24 cavernas rocosas del Cuerno de África
utilizando una cámara digital de alta resolución y el escáner láser FARO Focus. Las pinturas
rupestres de más de 5000 años se registraron con la tecnología de escaneo láser sin entrar en
contacto directo con ellas y con una precisión milimétrica, ahora estos datos están disponibles
para estudios multidisciplinares. Por tanto, arqueólogos y demás profesionales pueden usar este
material para investigaciones científicas en diferentes ramas del conocimiento. Y asimismo se
hizo un modelo 3D preciso de las cavernas que permite ver las pinturas rupestres que albergan
estos macizos rocosos (Technology and more, 2012).
El Grupo de Arqueología del Instituto Colombiano de Antropología e Historia-ICANH tiene
como actividad prioritaria la atención a los trámites de Arqueología Preventiva que se encarga
entre otras cosas de las pinturas y pictografías de la que se habló anteriormente, que desde el
año 2000 ha presentado un incremento significativo y aún más con la protección de áreas por
los Planes de Ordenamiento Territoriales.
La Arqueología preventiva tiene como objetivo informar cómo están dispersos a lo largo de
una región (en este caso Colombia), los diversos tipos de yacimientos arqueológicos para poder
evitar efectos dañinos que las obras de construcción e infraestructura pueden generar sobre
ellos y posibilitar la protección de la información y la conservación de los bienes culturales. Es
por esto que se plantea esta propuesta de proyecto de grado ya que se contribuiría con la misión
principal del área de Arqueología Preventiva que propone el ICANH.
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Parque Arqueológico las Piedras del Tunjo
En 1946 se fundó el Parque Arqueológico las Piedras del Tunjo un año después de que el
ministro de educación Germán Arciniegas iniciara un proceso de expropiación. La primera
administración que tuvo fue por parte del ICANH con la que fue declarado como parque
arqueológico, luego de esta el parque fue entregado a la CAR en 1972 (Gómez-Montañez,
2012).
Con respecto al origen de las pictografías presentes en los pétreos del Parque Arqueológico no
se tiene una fecha exacta ni tampoco se conoce el grupo humano al que pertenecen, aun así, se
estima que dichas pictografías pueden tener una antigüedad cercana a los 12000 años y por los
colores rojizos que las caracterizan podrían haber pertenecido al pueblo Muisca (Gómez-
Montañez, 2012).
Para el año 2011, se presentó por parte de Diego Martínez Celis (Diseñador Gráfico, UN) y
Álvaro Botiva Contreras (Antropólogo, UN), el documento titulado Compendio documental
del Parque Arqueológico de Facatativá, Insumo para su interpretación integral; en este
documento se presenta la recopilación de aspectos generales del Parque Arqueológico las
Piedras del Tunjo. Entre las ramas que aborta este compendio, se encuentran: la biología, el
medio ambiente, la historia, la geología, la arqueología, la tradición oral y el arte rupestre.
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Figura 2. Capítulos del Compendio documental del Parque Arqueológico de Facatativá
Fuente: Celis & Botiva, 2011
Las temáticas son abordadas en 9 capítulos en orden cronológico, y surgió con la finalidad de
generar estrategias para un adecuado manejo del parque. El proyecto tuvo dos etapas, la primera
fue la generación del documento recopilatorio y la segunda fase se centró en la elaboración de
elementos físicos ubicados en los senderos, para una adecuada interpretación del parque.
Adicionalmente, se socializo el proyecto ante la comunidad Facatativeña y demás turistas que
visitaban el parque.
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TÉRMINOS Y PROCEDIMIENTOS UTILIZADOS EN LA METODOLOGÍA DEL
PROYECTO DE GRADO
En esta tabla se relacionan los métodos y términos utilizados en el presente trabajo de
grado, para una adecuada interpretación tanto de la metodología en campo, como de la
metodología en oficina.
Resección Tridimensional de dos puntos
Las coordenadas tridimensionales de un
punto X puede determinarse conociendo las
coordenadas tridimensionales de otros dos
puntos que sean visibles desde el punto X
donde se puedan realizar mediciones de
ángulos y distancias. Este método se usa
principalmente para conocer las coordenadas
de estaciones ocupadas en sitios elevados o
en áreas deprimidas como en las minas.
(Wolf, 2011).
Figura 3. Resección Tridimensional
Fuente: Wolf, 2011
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Teorema del Seno
Es una relación entre los lados y ángulos de
un triángulo no rectángulo en la que la
longitud de un lado de un triángulo sobre el
seno del ángulo opuesto a ese lado es igual
para todos los ángulos y lados del triángulo,
como se ve en la siguiente relación. Este
teorema se usa en dos casos: Dos ángulos y
un lado o dos lados y un ángulo opuesto a
alguno de ellos.
Figura. Teorema de Senos
Figura 4: Teorema del Seno
Tomado de : Matesfacil.com
Teorema del Coseno
Al igual que en el teorema del seno, el
teorema del coseno se usa para resolver
triángulos oblicuos. Este teorema puede ser
usado en dos casos: cuando se conocen dos
lados y el ángulo que se forma entre los dos
lados y en el segundo caso cuando se conoce
únicamente la longitud de los tres lados y
como no es posible hacer una relación con
dicha información, no se puede usar el
Figura 5: Teorema del Coseno
Tomado de: Matesfacil.com
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teorema del seno. Por lo tanto, se establece la
siguiente ecuación:
Coordenadas Elipsoidales
Las coordenadas elipsoidales vienen dadas
por la latitud y la longitud que se expresan
por el sistema sexagesimal (grados, minutos
y segundos). El rango de la latitud va de -90°
a 90° o también 90°S a 90°N siendo medida
desde la línea del ecuador hasta el punto de
interés y el rango de la longitud va de 0° a
360° o también 180°W a 180°E siendo
medida desde el meridiano de referencia
(generalmente el meridiano de Greenwich)
hasta el punto de interés; estos valores
dependen completamente del datum
geodésico seleccionado. La tercera
dimensión que manejan las coordenadas
elipsoidales es la altura elipsoidal que es la
distancia existente entre la superficie del
elipsoide y el punto de interés expresada en
metros (IGAC, 2004).
Figura 6: Coordenadas Elipsoidales
Tomado de: Ingeografos.com
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Proyección cartesiana
Viene a ser una proyección del elipsoide
sobre un plano que roza al elipsoide en el
origen de latitud 0° y longitud 0°, los puntos
del elipsoide que se proyectan en dicho plano
poseen solo una relación matemática. La
proyección del meridiano que pasa por el
origen representa el eje de coordenada Norte.
Este tipo de proyección es utilizado para
cartografía a escalas mayores a 1:5000. El
plano de proyección se define sobre la altitud
media del lugar que se va a representar
(IGAC, 2004).
Figura 7: Proyecciones Cartesianas
Tomado de: casanchi.com
MATERIALES
A lo largo del proyecto, se utilizaron una serie de materias como el Escáner Laser Terrestre
y la estación total para el trabajo en campo, y se utilizaron software especializados para el
trabajo en oficina, como Scene y Recap.
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Escáner Láser Terrestre
Este instrumento principalmente usado en el
área de topografía está fundamentado en el
uso de un Láser para capturar objetos y
producir una nube de puntos con una alta
resolución. El equipo debe ubicarse en el
terreno a una corta distancia del objeto que se
desea escanear y que no exista ningún tipo de
interferencia que disminuya la calidad de la
nube de puntos que se genera con el escáner
(Rodríguez, 2016).
Figura 8: Escáner Laser FARO FOCUS 3X
Magna-Pro
Es un software desarrollado por Instituto
Geográfico Agustín Codazzi cuya finalidad
es permitir a sus usuarios el manejo de
coordenadas en el territorio colombiano
principalmente en los procesos de
transformación (bidimensional y
tridimensional) y conversión. Magna Pro
maneja cuatro tipos de coordenadas:
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Elipsoidales, Planas Gauss-Krueger, Planas
Cartesianas y Geocéntricas (IGAC, 2010).
El proceso de conversión de coordenadas se
caracteriza por realizar la migración de
coordenadas sin cambiar de datum, por
ejemplo, de Planas Cartesianas a Elipsoidales
dentro del Datum Bogotá mientras que el
proceso de transformación la migración de
coordenadas se cambia de un datum a otro,
por ejemplo, de Elipsoidales en datum
Bogotá a Geocéntricas en datum MAGNA
SIRGAS (IGAC, 2010).
Figura 9: Magnas Sirgas Pro 4.2
Tomado de: IGAC (2019)
SCENE
Es un software diseñado por la compañía
FARO para el procesamiento y
administración de los datos barridos por el
escáner. Este software permite visualizar la
nube de puntos en 3D, poner las imágenes en
su respectivo escaneo para dar color a las
escenas, posee herramientas de edición en la
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que la nube de puntos puede ser recortada y
se pueden unir las escenas valiéndose del uso
de las esferas, adicional a esto también se
puede realizar georreferenciación de las
escenas con objetos como Target y Marcas.
Figura 10. Software SCENE
Tomado de: faro.com
AutoDesk Recap
Es un software que permite la creación de
modelos en 3D con la información
proporcionada por la nube de puntos
(también puede ser creado a partir de
fotografías) y permite el manejo y edición de
la nube de puntos para efectos de limpieza y
orientación de las mismas. A grandes rasgos
el programa permite la visualización, la
organización y limpieza de los datos de una
nube de puntos (Autodesk, 2014)
Figura 11. Recap
Tomado de: Autodesk.com
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METODOLOGÍA
Trabajo de Campo
1. Los estudiantes del programa de Tecnología en Topografía realizan este proyecto para
apoyar las investigaciones del Semillero en Arqueoastronomía, para ello se evalúo la
factibilidad del proyecto con los entes encargados del parque, como son el ICANH
(Instituto Colombiano de Antropología e Historia) y la Secretaría de Desarrollo
Económico de Facatativá, para establecer qué tan viable es el proyecto para la
preservación de los pétreos, que se encuentran dentro del Parque Arqueológico las
Piedras del Tunjo. Además, también es importante para estas entidades saber con
certeza que las actividades que se realizaron dentro del parque, y más específicamente
sobre los abrigos rocosos no causó ningún tipo de afectación en su estructura. Para ello
fue necesario tramitar permisos para poder realizar las distintas fases del levantamiento
topográfico dentro de los predios del parque.
2. En la primera visita se realizó un recorrido dentro del parque para identificar los pétreos
en cuya composición se encontrará la mayor cantidad de pictografías y que estas se
encontraran en buen estado. Se evidenció que varias pictografías se encontraban muy
deterioradas y por lo tanto no se consideró como información útil para escanear (Ver
figura).
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Figura 12. Pictografías deterioradas (2018)
Se seleccionaron 8 abrigos rocosos identificados con la siguiente numeración:
1,4,20,41,42,43,48,60 con muestras claras de arte rupestre para escaneos.
Figura 13. Abrigos rocosos seleccionados para escanear (2018).
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3. En la visita se identificaron también los vértices geodésicos 25269005 y 25269006
según nomenclatura del IGAC que se encuentran dentro del Parque Arqueológico Las
Piedras del Tunjo para poder georreferenciar los escaneos del presente proyecto.
Figura 14. Vértices Geodésicos 25269005 y 25269006
Figura 15. Vértices Geodésicos del Parque Arqueológico Las Piedras del Tunjo (2018)
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Por el crecimiento natural de la vegetación en el parque, los vértices geodésicos
25269005 y 25269006 dejaron de ser intervisibles, luego la línea de azimut entre estos
dos vértices no pudo ser considerada directamente como brazo de amarre para lo
poligonal. Para determinar el nuevo brazo de amarre, se procedió a dar coordenadas
reales a un punto (V-004) a partir de la visibilidad que tendría este con los vértices
25269005 y 25269006, es decir mediante el método de Resección Tridimensional de
Dos Puntos (Ver página 14).
Figura 16. Método de Resección Tridimensional de Dos Puntos
4. Se procedió a realizar una poligonal dentro del parque tomando como brazo de amarre
la línea de azimut entre el punto V-004 y el vértice geodésico 25269005, con el objetivo de
dar coordenadas a las esferas y así georreferenciar las escenas barridas por el escáner Laser
Terrestre FARO FOCUS 3X.
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Figura 17. Levantamiento topográfico con Estación Total (2018).
La anterior figura se divide en 4 imágenes, la 1 consiste en la materialización de los deltas de la poligonal a lo
largo del parque arqueológico, en la 2 se visualiza el uso de la estación total para darle coordenadas tanto a la
poligonal como a los detalles requeridos (esferas); Y finalmente, en las imágenes 3 y 4, se observa el momento
en que se pone el prisma o la plomada sobre un punto para que la estación le dé las coordenadas al punto.
5. En la fase final del trabajo de campo, se realizó el levantamiento con Escáner Láser
Terrestres Faro Focus 3X. Para este proyecto las escenas que se tomaron fueron
independientes para cada abrigo rocoso, es decir, no se realizó unión entre las escenas de
un abrigo rocoso y las escenas de otro abrigo rocoso, debido a las condiciones topográficas
del Parque Arqueológico las Piedras del Tunjo, donde existen elevadas pendientes y
distancias entre pétreo y pétreo bastante extensas.
5.1. Como se muestra en la figura 18, se ubicaron las esferas estratégicamente frente
a cada abrigo rocoso para poder georreferenciar cada escena y la ubicación del
escáner debía permitir que la cara del abrigo rocoso donde se encontraban las
pictográficas fuera totalmente barrida por el láser del escáner.
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Figura 18. Ubicación de las esferas frente a cada abrigo rocoso. (2018)
5.2. Se deben ubicar mínimo 3 esferas formando un triángulo, buscando que al
momento de escanear las escenas las esferas no queden colineales frente al
escáner (ver figura 19) y si es necesario enlazar más de una escena, en la
siguiente posición del escáner tampoco las esferas deben estar colineales. La
razón de esta posición de las esferas es debido a que al momento de procesar las
escenas y enlazarlas, si las esferas quedan colineales el Software Scene no puede
diferenciar una esfera de la otra, porque quedan una detrás de la otra, por lo
tanto las esferas no podrían ser enlazadas ni tampoco georreferenciadas.
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Figura 19. Esferas colineales Figura 19. Esferas no colineales
5.3. En cuanto a la configuración y nivelación del escáner es bastante sencilla; solo
es necesario poner estable el escáner ayudándose del ojo de pollo que tiene el
trípode y buscar un terreno plano para que el escáner no pierda su estabilidad y
caiga al suelo. Los parámetros que se configuran al escáner principalmente son
la calidad y resolución, para el caso se usó una resolución de 1/4 y la calidad de
4x (Ver Figura 20).
Figura 20. Parámetros Escáner
5.4. En total fueron 10 escaneos para 8 pétreos, en la figura 21 se observa la
relación entre el número de escena y el abrigo rocoso escaneado.
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Figura 21. Escenas de los abrigos rocosos
Figura 22. Levantamiento topográfico con Escáner Láser Terrestre (2018).
La anterior figura se compone de 4 imágenes, que a grandes rasgos resumen la metodología en campo con el
Escáner Laser Terrestre. En la 1 se muestra la posición que deben tener las esferas frente al escáner, en las
imágenes 2 y 3 es la configuración de los parámetros del escáner (Ver figura 20) y la imagen 4 es el momento
en el que el escáner empieza a barrer cada escena.
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Metodología en oficina
1. Como se explicó en los numerales 3 y 4 del trabajo de campo, para georreferenciar el
proyecto fue necesario darle coordenadas a un punto que tuviera visibilidad con los dos
vértices geodésicos del IGAC, a este punto se le dio el nombre de V-004. Para darle
coordenadas al punto V-004 se recurrió a usar el Teorema del coseno, dados los datos que se
tomaron en campo, dos distancias: de V-004 a 2569006 (distancia “a”) y de V-004 a
2569005 (distancia “b”); y el ángulo de la línea: V-004 a 2569006 hasta la línea V-004 a
2569005.
Figura 23: Datos Tomados en campo para dar coordenadas a V-004
2. Luego de calculadas las coordenadas del punto V-004 se procedió a realizar el ajuste de la
poligonal por ceros atrás (Ver figura 24), de este ajuste se obtuvo una precisión de 1:26000.
Con el ajuste de la poligonal se calcularon las coordenadas de los deltas y a su vez, las estacas
donde se pusieron las esferas que se tomaron como detalles, para posteriormente
georreferenciar las escenas tomadas con el Escáner.
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Figura 24: Poligonal y detalles del levantamiento.
3. Con el Software Scene se procedió a procesar las nubes de puntos, siendo el primer paso
unir las escenas que tuvieron la posición de las esferas en común, como fue el caso de las
escenas 1010 y 1011, de los abrigos rocosos 41,42 y 43 y las escenas 1001, 1003 y 1005 del
abrigo rocoso 20 (cabe aclarar que para los pétreos que solo constan de una escena se omite el
paso 3 y se pasa directamente al numeral 4 de la metodología en oficina). Para poder enlazar
los escaneos, las escenas deben compartir las esferas en una misma posición y se deben
identificar en ambas escenas con el mismo nombre para que Scene pueda establecer su relación.
En la siguiente imagen se muestra la comparación entre las escenas subidas sin unir (a) y las
escenas ya unidas (b).
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Figura 25. a) Escenas sin unir b) Escenas Unidas
4. Como siguiente medida se procede a hacer las limpiezas de las escenas para eliminar todos
los datos que no necesitamos y no son importantes para el proyecto.
Figura 26. Limpieza de Escaneos
5. Para georreferenciar las escenas, se trasladaron las coordenadas calculadas por el escáner
(refiere su origen de coordenadas (0,0,0) al centro del escáner) a las coordenadas reales de las
esferas calculadas a partir de la poligonal.
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Figura 27. Identificación y Referenciación de las esferas
6. Con las escenas ya limpias y georreferenciadas se procedió a darle color a las escenas, que
consiste en anexar las fotografías tomadas por el escáner a la nube de puntos ya editada.
Figura 28. Escaneo a Color
33
Ortofotografía
El software Scene posee una opción que permite generar ortofotografías a partir de un modelo
3D, estas ortofotografías sirven también para extraer medidas precisas dependiendo del plano
en que se tome la ortofotografía del modelo 3D.
1. Para hacer la ortofotografía, estando en la vista 3D de la interfaz de SCENE se debe
seleccionar la opción “Create orthophoto”, que aparece en la parte superior izquierda
de la interfaz de SCENE, para generarla solicitará crear una “ClippingBox”, que es un
cubo el cual debe abarcar el área que se desea que aparezca en la Ortofotografía.
Figura 29. Área para tomar la ortofotografía Figura 30. “Clippingbox”
2. Se procede a acomodar la ClippingBox de tal manera que la cara del cubo que va a tomar
la ortofotografía se lo más paralela posible a la cara del pétreo, en este caso, para garantizar
que el producto de este proceso sea una ortofotografía funcional. Para este caso se alineó el eje
Verde con la cara que posee pictografías de la roca para verificar que la cara quede paralela a
la roca y adicional a esto se gira el eje azul, de tal manera que quede perpendicular a la vista
requerida de la roca.
34
Figura 31. Ejes del Clipping Box para generar la Ortofotografía
3. Como último paso se configura el parámetro de resolución, que para el caso 2000
y se genera la Ortofotografía.
Procedimientos en Recap
Con las escenas ya listas se procedió a exportarlas a formato .rcp para trabajar en el Software
Autodesk Recap y terminar de realizar las limpiezas ya que este software posee herramientas
que permiten realizar dicha limpieza de forma más detallada y en objetos más específicos
como rejas o algún tipo de vegetación que impida la óptima visualización del pétreo
Figura 32: Limpieza de la Nube de Puntos en AutoDesk Recap Pro
35
En Recap también se realizó el Análisis arqueométrico de las pictografías de cada pétreo,
consistió en tomar todas las dimensiones de cada figura y realizar comparaciones entre todos
los pétreos escaneados. Como las escenas están georreferenciadas, se identificaron también las
coordenadas de su vértice más suroriental, (indicado con un punto amarillo en cada
pictograma), esta información fue recopilada en tablas de Excel, separando las figuras según el
pétreo al que pertenecen (Ver figura 34).
Figura 33. Medidas de las pictografías con el software Recap
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Figura 34. Tabla de algunas de las pictografías presente en el pétreo 60.
RESULTADOS Y ANÁLISIS DE RESULTADOS
Del procesamiento de las escenas del escáner láser terrestre, se obtuvieron 6 modelos
tridimensionales de los cuales se pudieron extraer las dimensiones de 86 pictográficas que están
distribuidas de la siguiente manera:
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Figura 35. Distribución de pictografías según el pétreo
PÉTREO FIGURAS ANALIZADAS
ROCA 1 26
ROCA 4 21
ROCA 60 7
ROCA 48 10
ROCA 41-42-43 16
ROCA 20 6
Figura 36. Número de figuras analizadas por pétreo
Esta figura, es un diagrama de barras que relaciona cada pétreo con las pictografías que posee; siendo
el eje de las abscisas el nombre de cada pétreo y el eje de las ordenadas la cantidad de pictografías que
tiene cada pétreo.
38
Figura 37. Pétreo 1
El pétreo 1 posee 26 pictografías, siendo el pétreo que posee la mayor cantidad de figuras que además se
encuentra en un buen estado, lo que permitió que se analizaran con mayor facilidad.
Figura 38. a) Pétreo 41-42-43
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Figura 38. b) Pétreo 41-42-43
En sí, el pétreo es una única estructura, pero según la nomenclatura del parque se divide en 3, que corresponden
a los pétreos 41, 42 y 43, para facilidad en el manejo de la información se clasificaron como uno solo, que
consta de 16 pictografías.
Figura 40. Pétreo 4
El pétreo 4 posee 21 pictografías, al igual que el pétreo 1 todas estas de una buena calidad que permiten que la
información allí contenida no sea distorsionada al momento de hacer el análisis arqueométrico.
40
Figura 41. Pétreo 48
El pétreo 48 posee 10 pictografías, las que se ubican en la parte inferior del pétreo se encuentran desgastadas lo
que imposibilita un adecuado análisis arqueométrico, mientras que en la parte superior se encuentran figuras de
una muy buena calidad principalmente cuadrados o zigzag.
Figura 42. Pétreo 60
El pétreo 60 posee 7 pictografías, se destacan de este pétreo las pictografías 1 y 2 que representan la mano
derecha y la mano izquierda.
41
Figura 43. Pétreo 20
El pétreo 20 es una roca de grandes dimensiones, de donde se analizaron 6 pictografías principalmente figuras
como zigzag o rombos. Posiblemente debajo de las pinturas de los presidentes hayan existido más pictografías
que debieron ser borradas para darle prioridad a las costumbres de la época de la Conquista.
● La forma más recurrente entre las pictografías es el rombo, en cada uno de los pétreos
se presentan estas formas bien sea de manera individual o en conjuntos, bien sea lineales
o uno dentro de otro (Ver figura 44). Por lo general, limitados solamente por su
contorno y en algunos casos totalmente pigmentados.
42
Figura 44. Diseños de los rombos
A continuación, se presenta los tipos de rombos con sus respectivos diseños, presentes en los diferentes
pétreos del Parque Arqueológico las Piedras del Tunjo
Figura Imagen
Rombo individual pigmentado
Conjunto lineal de rombos
Sucesión de rombos uno dentro del otro
43
● Al analizar las pictografías, se observa que la mayoría de figuras representan la fauna
del territorio. En pétreos como el 1, se observan figuras en forma de pez y en varias de
las rocas del parque como en el Pétreo 60 se observan figuras semejantes a la forma de
una rana. También en las rocas 41-42-43 se visualizan pictografías de manos.
Figura 45. Pictografías representativas de la vida cotidiana
A continuación, se presentan las pictografías que poseen posiblemente características de la fauna de la
época en que fueron dibujadas.
Figura Imagen
Pez boca abajo
Pez boca abajo con cabeza triangular
44
Rana antes de dar un salto
Rana después de dar un salto
Mano izquierda
Mano derecha
45
● En general, se observa la presencia de figuras de trazos bruscos (en muy pocos casos se
observaron figuras con trazos redondeados) donde las líneas que conforman las figuras
son notablemente rectas sin importar su longitud. En la mayoría de los pétreos es
posible visualizar zigzag tanto horizontales como verticales.
Figura 46. Pictografías de trazos bruscos
A continuación, se presentan pictografías con trazos en línea recta principalmente zigzag, que son
comunes en la mayoría de los pétreos del parque Arqueológico las Piedras del Tunjo.
Figura Imagen
Figura elaborada con líneas rectas
Zigzag vertical
46
Zigzag horizontal
Pictografías elaboradas con zigzag
CONCLUSIONES
Al generar los modelos tridimensionales de las Piedras del Tunjo se pueden obtener medidas
precisas de las pictografías, debido a que el escáner maneja una única escala para todo el
escaneo.
La ortofotografía permite tomar medidas horizontales, debido a que esta es la proyección plana
de curvatura de los pétreos. Al manejar las ortofotografías, se obtiene un mejor análisis
arqueométrico, debido a que las dimensiones no son afectadas por las curvaturas que presenta
cada pétreo.
Al momento de georreferenciar las escenas, se optó por darle prioridad a las dimensiones
calculadas por el escáner, antes que a las medidas tomadas en campo con la estación total,
debido a que las medidas que se toman en campo están más expuestas a tener variaciones con
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respecto a la realidad, también se debe a que al combinar los datos de la estación total con los
datos del escáner, pueden haber distorsiones que dañen la nube de puntos con la cual se genera
el modelo.
Al escoger los pétreos que cuentan con los pictogramas de mejor calidad, permitió que al
momento de realizar el análisis de la geometría, las dimensiones tomadas fueran lo
suficientemente delimitadas para que dichas medidas no se vieran alteradas por
interpretaciones sesgadas de las dimensiones.
La información recolectada con el escáner láser, sirve para futuros proyectos de otros
profesionales como antropólogos, arqueoastrónomos, historiadores, arqueólogos, entre otros
ya que con el modelo en tres dimensiones no es necesario estar en campo para realizar estudios
del arte rupestre.
RECOMENDACIONES
Al momento de realizar el escaneo, es mucho más óptimo hacer uso de Targets que uso de
esferas, puesto que cuando se van a georreferenciar las escenas, el target permite dar
coordenadas exactamente a un punto que fue referenciado por GPS o por Topografía
convencional, debido a que es plano y no presenta desplazamiento alguno, mientras que al
intentar referenciar las escenas con las esferas no muestra exactamente el punto referenciado
en campo, ya que esta puede variar en indicar correctamente el centro por causas de que este
trasladada del centro o que esta se encuentre inclinada, lo cual no permite dar coordenadas
verdaderamente al punto referenciado en campo.
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Si se desea una mejor visualización de las pictografías, realizar una nueva visita de campo para
tomar nuevas fotografías con una cámara cuya resolución sea mayor 5 megapixeles (que es la
resolución manejada por el escáner) y posteriormente anclar dichas imágenes a la nube de
puntos.
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