MEMORIA DE LEVANTAMIENTOS GPS

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PLIEGO DE PRESCRIPCIONES TCNICAS POR EL QUE SE RIGEN LOS LEVANTAMIENTOS GPS DE LA DIRECCIN GENERAL DEL MEDIO NATURAL

DIRECCIN GENERAL DEL MEDIO NATURAL

CONSEJERA DE MEDIO AMBIENTE

(JUNTA DE CASTILLA Y LEN)

Enero 2003

INDICE

CAPTULOPg.

1. OBJETO3

2. DEFINICIONES Y NORMAS COMUNES3

3. ESCALAS DE TRABAJO5

4. DOCUMENTACIN A ENTREGAR5

5. NIVELES DE PRECISIN7

Nivel 1. Topogrfico. Escala 1:5.0007

Nivel 2. SIG. Escala 1:10.0009

Niveles 3 y 4: Bsico y Navegacin. Escala 1:25.000 y 1:50.00016

ANEXO I. BASE DE DATOS23

ANEXO II. ARCHIVO DE METADATOS27

ANEXO III. ELABORACIN DE FICHAS DESCRIPTIVAS DE MOJONES28

ANEXO IV. NOMENCLATURA DE LOS EXPEDIENTES30

ANEXO V. ACTUACIONES VINCULADAS AL SV. DE GESTIN FORESTAL31

ANEXO VI. FICHA MODELO DE CLCULO DE PARMETROS DE TRANSFORMA-CIN32

ANEXO VII. ELSISTEMA GPS33

ANEXO VIII. SISTEMAS DE COORDENADAS39

ANEXO IX. CLASIFICACIN DE LOS EQUIPOS DE MEDICIN GPS42

ANEXO X. CLASIFICACIN DE LOS MTODOS DE TRABAJO44

ANEXO XI. PRECIOS SIMPLES Y DESCOMPUESTOS49

ANEXO XII. TIPOS DE TRABAJOS POR NIVELES.53

ANEXO XIII. BASES DE REFERENCIA55

ANEXO XIV. MOJONES DE MONTES DE UTILIDAD PBLICA57

ANEXO XV. MUNICIPIOS CON SU CENTROIDE EN EL HUSO 2959

ANEXO XVI. MUNICIPIOS CON SUPERFICIE EN LOS HUSOS 29 Y 30, PERO CON SU CENTROIDE EN EL HUSO 3063

ANEXO XVII. INSTRUCCIONES PARA LAS OFICINAS COMARCALES64

PLIEGO DE CLUSULAS ADMINISTRATIVAS PARTICULARES PARA LA CONTRATACIN DE CONSULTORA Y ASISTENCIA69

PLIEGO DE PRESCRIPCIONES TCNICAS POR EL QUE SE RIGEN LOS LEVANTAMIENTOS GPS DE LA DIRECCIN GENERAL DEL MEDIO NATURAL.

1. OBJETOEs objeto del presente pliego de prescripciones tcnicas, establecer las especificaciones tcnicas de instrumentos y procedimientos para la realizacin de trabajos de levantamiento topogrfico mediante Sistemas de Posicionamiento Global por satlite, de ahora en adelante levantamientos GPS (Global Position System) en el mbito de los trabajos que se ejecuten para la Direccin General del Medio Natural de la Consejera de Medio Ambiente de la Junta de Castilla y Len y en particular para el Servicio de Gestin Forestal.

2. DEFINICIONES Y NORMAS COMUNESEn los trabajos a que se refiere el presente pliego se tendrn en cuenta las siguientes normas y definiciones bsicas:

Sistema de referencia.- Para todo el territorio de la Comunidad de Castilla y Len, el sistema de referencia terrestre ser el ED-50 (European Datum 1950), establecido reglamentariamente y constituido por el Elipsoide Internacional de Hayford 1924, con dimensin de semieje mayor 6.378.388 metros y achatamiento de 1:297, con punto fundamental en Potsdam. Las latitudes se refieren al Ecuador y en sentido positivo hacia el Norte; las longitudes se refieren al Meridiano de Greenwich, positivas al Este y negativas al Oeste.

Sistema geodsico.- Para todo el territorio nacional, el Sistema Geodsico que define la vigente Red Geodsica Nacional es el RE 50 (Red de Europa Occidental 1950), y es el Instituto Geogrfico Nacional el responsable de constituir, conservar y difundir las seales, reseas y coordenadas oficiales de los vrtices de la Red. Las altitudes geodsicas de los vrtices, obtenidas desde las lneas de Nivelacin de Alta Precisin establecidas por el Instituto Geogrfico Nacional quedan referidas al nivel medio del mar definido por el maregrafo fundamental de Alicante.

Sistema cartogrfico de representacin.- El sistema de representacin plana para la cartografa oficial es la proyeccin conforme Universal Transversal de Mercator (UTM), que incluye todo el territorio de la Comunidad Autnoma en los husos 29 y 30. La transformacin de coordenadas geodsicas a planas proyectadas en UTM se efectuar aplicando las frmulas del sistema, indicando el mtodo aplicado, programa informtico y los parmetros de conversin.

Cuadrcula UTM.- Toda la cartografa impresa llevar superpuesto el cuadriculado kilomtrico UTM o preferentemente la malla de cruces UTM. La cuadrcula UTM se representar en color negro con un grueso de 0,1 mm. Las cruces de la malla sern de color negro, de 0,1 mm de grosor y longitud de 10 mm. Se rotularn reglamentariamente con todos sus dgitos, en color negro, las dos barras (Este y Norte) ms prximas a la esquina SO de la hoja. Las restantes barras slo se rotularn en los bordes. Se dibujar la malla o cruces kilomtricas para escalas 1:5.000 y menores. Se dibujar cada 500metros para escalas superiores

La proyeccin utilizada ser la Universal Transversa de Mercator (UTM):

Falso Norte: 0

Falso Este: 500000

Factor de escala: 0.9996

Latitud de Referencia: 0

Meridiano Central:

Huso 303W

Huso 299W

Se trabajar con carcter general en Huso 30 segn las especificaciones generales de generacin de cartografa en la Junta de Castilla y Len, salvo en la zona oeste de la comunidad en la que se generar la cartografa en los dos Husos 29 y 30. En el Anexo XV se ofrece una relacin de los trminos municipales de la Comunidad Autnoma de Castilla y Len que tienen su centroide dentro del Huso 29 y en el Anexo XVI de los que tienen su superficie en los Husos 29 y 30 pero tienen su centroide en el Huso 30.

Ver Anexo VIII. Sistemas de Coordenadas.Figura 2. Proyeccin UTM en Castilla y Len. Divisin de Husos 29/30. Fuente: Elaboracin propia3. ESCALAS DE TRABAJO

Se detallan las escalas mnimas de los trabajos de levantamiento GPS de las obras y trabajos vinculados a la Direccin General del Medio Natural.

Se establecen cuatro niveles de precisin y se indica la metodologa aplicable (actualmente) en cada nivel, para alcanzar estas precisiones. Finalmente se relacionan los distintos trabajos y elementos a medir en cada nivel dentro de los realizados en el mbito del Servicio de Gestin Forestal de la Direccin General del Medio Natural (Consejera de Medio Ambiente - Junta de Castilla y Len).

NivelCdigo del nivelNombre del nivelDenominador escala mnimaError mximo (m) lmite percepcin visual 0,20

1GPS_E5Topogrfico5.0001

2GPS_E10SIG10.0002

3GPS_E25Bsico25.0005

4GPS_E50Navegacin50.00010

Es decir, s queremos obtener cartografa a escala 1:5.000, tenemos que trabajar con un mtodo y unos equipos GPS, que nos garanticen un error final inferior a 1 metro.

En los anexos IX y X se realiza una clasificacin de los equipos de medicin GPS y de los posibles mtodos de trabajo, que en la actualidad garantizan un error final inferior a los indicados en el presente Pliego.

Estos anexos podrn irse actualizando peridicamente por Coordinacin de Servicios del Medio Natural, segn vayan surgiendo nuevos equipos de medicin GPS y mtodos de trabajo que aseguren las precisiones exigidas para cada nivel.

En el caso de realizar trabajos que impliquen Propiedad Forestal, como pueden ser deslindes y amojonamientos de montes, habr que utilizar los equipos y mtodos de trabajo ms adecuados a estos fines y acogerse a lo que dice la Ley y el Reglamento de Montes en vigor.

4. DOCUMENTACIN A ENTREGAR

La documentacin que deber entregar el adjudicatario del levantamiento GPS ser funcin del tipo de trabajo realizado, el cual estar relacionado con el nivel de precisin exigido.

Niveles de precisin 1,2 y 3

Archivos resultantes de la descarga del receptor GPS en formato RINEX (Receiver Independent Exchange).

Archivos de la base de referencia utilizados para la correccin de datos en formato RINEX.

Archivos de datos ya corregidos en formato RINEX.

Archivos de registro de geometra y disponibilidad de satlites durante la observacin.

Adems de lo anterior, se entregar una memoria completa del trabajo en la que se reflejar el mtodo usado para la medicin, programa informtico usado para la correccin diferencial e informacin detallada sobre el clculo de los parmetros de transformacin de coordenadas del sistema de referencia WGS-84 al ED-50, ajuste a la Red Geodsica, as como cualquier otro parmetro necesario para comprobar el clculo de las posiciones corregidas y estimar su grado de precisin (en caso de haberse usado archivos en formato *.ssf , *.cor, ... stos tambin debern adjuntarse).

Nivel de precisin 4 (navegador)

Archivo de datos en formato ASCII resultante de la descarga de datos del navegador.

Para todos los niveles de precisin, se adjuntarn los archivos en formato Shapefile de Arcview, correspondientes a la salida grfica, en proyeccin UTM, Datum Europeo ED50, Elipsoide Internacional de Hayford siguientes:

Expgps_pto.shp / Expgps_lin.shp / Expgps_pol.shp (puntos, lneas y polgonos respectivamente).

Expgps_pto.dbf / Expgps_lin.dbf / Expgps_pol.dbf (archivos de base de datos que debern cumplir las especificaciones fijadas en el Anexo I).

Expgps_pto.shx / Expgps_lin.shx / Expgps_pol.shx.

Archivo de metadatos md_expgps.txt, sus especificaciones se fijan en el Anexo II.

Listado en papel (formato DIN-A4) de las coordenadas absolutas de todos los puntos levantados segn Datum WGS84 y Datum Europeo (ED50; Elipsoide Internacional, Proyeccin UTM), desviaciones estndar y GDOP medio, salvo para el nivel 4 de precisin que ser el resultado de la impresin del archivo *.txt de descarga de datos del navegador. Dicha informacin se deber adjuntar tambin en formato *.pdf de Adobe Acrobat.

Salida grfica del plano en polister, escala grfica 1:5.000 o 1:10.000, segn se considere por la Direccin de Obra, ms adecuada al trabajo realizado.

Salida grfica del plano, superpuesto a la ortofotografa digital en color y a la cartografa digital en el caso de existir sta, segn las escalas anteriores.

En el caso particular nivel de precisin 1, levantamiento de mojones adems se incluir una ficha descriptiva de cada mojn segn figura en el Anexo III, adjuntndose tanto impresa en papel tamao A4, como en formato *.pdf de Adobe Acrobat.

Toda la informacin digital se entregar por duplicado en formato CD.

La asignacin del nombre del expediente Expgps queda fijada en el Anexo IV.

5. NIVELES DE PRECISIN

Nivel 1. Topogrfico. Escala 1:5.000 (GPS_E5)

Especificaciones

Las especificaciones de error en este nivel sern siempre submtricas (con carcter general nos referiremos a precisin en planimetra). Debemos tener en cuenta todas las posibles fuentes de error mencionadas (ver Anexo VII), especificaciones tcnicas del aparato de medicin, longitud de las lneas base, mtodo de correccin (cdigo, fase), condiciones de la ventana de medicin, etc.

Equipos Disponibles (Ver Anexo IX)

Los equipos que podemos utilizar para la realizacin de este tipo de trabajos son los codificados como SC2, CF1 y CF2, es decir equipos monofrecuencia o bifrecuencia que permitan realizar correcciones de cdigo y/o fase. Los equipos bifrecuencia sern preferidos por su mayor precisin, mejor rendimiento (disminuyen los tiempos de adquisicin de posicin), y posibilitar determinados modos de trabajo que no se encuentran al alcance de los primeros: bsicamente el mtodo cinemtico OTF (on the fly) de precisin (resolviendo ambigedades) y su versin de replanteo preciso RTK (Real Time Kinematic).

Metodologa de trabajo (Ver Anexo X)Se propone realizar este trabajo con equipos SC2, con lneas base (distancia entre base para correccin diferencial y equipo mvil) inferiores a 260 Km. Los mtodos propuestos son dos:

Posicionamiento esttico rpido:

-La posibilidad de realizar la correccin de fase (equipos CF1 y CF2) aumenta la precisin (solucin de ambigedades) pero tambin los requerimientos (mnimo 5 minutos en estacionamiento esttico con equipos bifrecuencia). Este trabajo preciso se efectuar siempre que se trate de densificar la red de estaciones disponibles, creacin de una red de bases en la zona de trabajo y clculo de parmetros de transformacin cuando no se cuente con vrtices de la Red Regente o cuando afecte a temas de propiedad.

-En el resto de los casos (equipos SC2), podr efectuarse correccin diferencial de slo cdigo (siempre que el error sea inferior a 1 m.). Se deber asegurar en todo momento un GDOP < 6, configurando una mscara de elevacin de 15. Se recopilarn un mnimo de 12 pocas por posicin (ej. 60 y posicin cada 5), estacionando con bastn telescpico.

Posicionamiento cinemtico: Dos variantes precisas y una submtrica:

La primera constara de un estacionamiento esttico (con trpode) al inicio de la medicin que nos permitiera resolver ambigedades, a continuacin podemos empezar el desplazamiento y tomar posiciones siempre y cuando no se pierda la seal de satlite, caso en el que deberamos volver a realizar un estacionamiento esttico. Se trata de una modalidad slo realizable en terreno completamente despejado de obstculos en la recepcin de seal (equipos CF2).

La segunda no requiere inicializacin esttica, pero s que el equipo bifrecuencia est recibiendo en todo momento y por las dos portadoras un mnimo de 5 satlites. Se trata de una modalidad ms operativa que la anterior (equipos CF2).

-Podr efectuarse la correccin diferencial de slo cdigo siempre que se asegure la precisin submtrica. Se deber verificar en todo momento un GDOP < 6, configurando una mscara de elevacin de 15. En este caso se van recopilando posiciones en movimiento (configuracin cada 5 sg. a pie, o cada segundo en vehculo). (equipos SC2)

Existe el mtodo mixto que consiste en la combinacin de la cadena cinemtica con la observacin de puntos durante un breve lapso de tiempo (mtodo Stop and Go); las coordenadas de estos puntos se adquiriran con precisin centimtrica o submtrica, siempre que se cumplan los requerimientos generales del mtodo cinemtico.

Objeto

Sern objeto de medicin mediante esta metodologa:

Mojones de montes de utilidad pblica, se considera bsico y prioritario dotar de coordenadas precisas (precisin submtrica) y absolutas a los mojones de montes de utilidad pblica, que permita, en todo caso, el replanteo rpido y efectivo de los mismos en caso de desplazamiento, desaparicin, etc.

Torretas de vigilancia contra incendios (nicamente s basamos en ellas un sistema de localizacin de incendios). En este caso se puede proponer realizar posicionamientos estticos largos realizando medicin en fase y resolviendo ambigedades. En este caso interesara sealizar de forma permanente sobre el terreno mediante HITOS FENO las posiciones tomadas de cara a constituir una Red de Apoyo Permanente para la realizacin de mediciones GPS. Esta red permanente servira de apoyo para cualquier trabajo de levantamiento GPS y taquimtrico realizado en el medio natural. Dotara a cualquier trabajo de levantamiento de una elevada calidad y posibilitara cualquier trabajo de replanteo (tiempo real), georreferenciacin, etc. As mismo tendramos la ventaja adicional de poder estacionar la base de referencia en un punto vigilado (con presencia de personal vinculado al Servicio Territorial de Medio Ambiente) durante la campaa contra incendios forestales.

Otros elementos de inters como vrtices geodsicos, mojones de trmino municipal, estaquillado de deslinde, infraestructuras puntuales, etc.

Procedimiento

Con equipos CF1 y CF2 hay que aproximar la base de referencia a la zona de trabajo. Se realizar un posicionamiento esttico a partir de un vrtice de la Red Regente, efectuando la correccin de fase, resolviendo ambigedades, para dotar de coordenadas a la base de referencia. Mediante triangulacin con otros vrtices prximos de la Red Regente (mnimo 4) se calcularn los parmetros de transformacin locales.

En cualquier caso, se realizar la entrega de la ficha de clculo de los parmetros de transformacin locales (segn modelo ANEXO VI) y el croquis de la triangulacin efectuada.Nivel 2. SIG. Escala 1:10.000 (GPS_E10)

Especificaciones

Se fija una precisin inferior a 2 m. (con carcter general nos referiremos a precisin en planimetra). Es la que generalmente obtenemos con equipos de medicin GPS que slo cuentan con medicin de cdigo C/A (SC1), realizando correcciones diferenciales con respecto a bases situadas a menos de 260 Km del rea de trabajo. Es importante utilizar una base de referencia oficial (Ver Anexo XIII).

Equipos Disponibles (Ver Anexo IX)

Los equipos que podemos utilizar para la realizacin de este tipo de trabajos son los codificados como SC1. Son equipos de medicin GPS que slo cuentan con medicin de cdigo C/A y que, por tanto, slo permiten realizar correcciones de cdigo. Se trata de equipos que cuentan con un buen nmero de facilidades para la adquisicin y exportacin del dato SIG, pero presentan limitaciones en precisin y modalidades de trabajo, al no recoger fase.

Metodologa de trabajo (Ver Anexo X)Las especificaciones de precisin de este nivel, no obligan en ningn caso, a efectuar una aproximacin de la base de referencia. No se realiza el clculo de parmetros de transformacin local WGS84-ED50. Se utilizarn los parmetros generales de transformacin WGS84-ED50 siguientes:

Transformacin Helmert de7 parmetros: modelo de las ecuaciones|X| |X| |Tx| | 0 -Rz Ry | |X| |X|

|Y| = |Y| + |Ty| + | Rz 0 -Rx | * |Y| + D * |Y|

|Z| |Z| |Tz| |-Ry Rx 0 | |Z| |Z|

L S S S

L ... Datum destino (ED50)

S ... Datum origen (WGS84)

Tx, Ty, Tz ... translaciones geocntricas X, Y, Z [m]

Rx, Ry, Rz ... rotaciones alrededor de los ejes X, Y, Z [radian]

D ... correccin de escala [ppm]

Se divide Castilla y Len en 2 zonas:

Zona 1: Len y Zamora

Zona 2: Resto de Castilla y Len

Len y ZamoraResto Castilla y Len

dx: 178,4dx: 131.0322

dy: 83,2dy: 100.2502

dz: 221,3dz: 163.3538

Rx: -0,540Rx: 1.243777

Ry: 0,532Ry: 0.019459

Rz: 0,126Rz: 1.143749

FE: -21,2FE: -9.3921

x0: -x0: -

y0: -y0: -

z0: -z0: -

En cuanto a la toma de posiciones podemos llevar a cabo cualquiera de los dos mtodos siguientes: posicionamiento esttico rpido o posicionamiento cinemtico, realizando la correccin diferencial de slo cdigo con respecto a una base de referencia oficial (Ver Anexo XIII).

- Posicionamiento esttico rpido: Se efectuar una correccin diferencial de slo cdigo, asegurando en todo momento un GDOP < 8, configurando una mscara de elevacin de 15. Se recopilarn un mnimo de 24 pocas por posicin (ej. 120 y posicin cada 5), estacionando con bastn telescpico.

- Posicionamiento cinemtico: Se efectuar la correccin diferencial de slo cdigo verificando en todo momento un GDOP < 8, configurando una mscara de elevacin de 15. En este caso se van recopilando posiciones en movimiento (configuracin cada 5 a pie, o cada segundo en vehculo).

Objeto

Ser objeto de este mtodo de trabajo la adquisicin de informacin del medio natural para la elaboracin de cartografa temtica para su explotacin mediante Sistemas de Informacin Geogrfica (SIG).

El siguiente listado corresponde a trabajos vinculados al Servicio de Gestin Forestal que se incluiran en este nivel de precisin. Realmente, los elementos que requieren ser levantados con este nivel de precisin, son aqullos en los que se van a apoyar los citados trabajos. Al igual que en el caso anterior los lmites del trabajo sobre la citada unidad se podran indicar con un nivel menor de precisin (Nivel 3 4).

Podemos clasificar los trabajos segn se trate de coberturas de puntos, elementos lineales o polgonos:

- Coberturas de puntos:

TIPO DE TRABAJOS

Pasos canadienses

Instalacin de pasos de agua: nuevos

Instalacin de pasos de agua: arreglo

Se consideran los pasos canadienses, pasos de agua y otros elementos puntuales asociados a elementos lineales del Nivel 1 y 2.

- Coberturas de lneas:

Se detalla el caso especial de la cobertura de caminos y pistas forestales:

Una precisin mejor que 2 m se considera suficiente para el levantamiento de prcticamente todos los caminos y pistas forestales (que no estn ya levantados en la cartografa 1:10.000 de la Junta de Castilla y Len). En el caso de levantamiento de pistas de ltimo orden, veredas y sendas se pueden levantar utilizando los navegadores GPS (Nivel 4).

- Caminos y Pistas Forestales

El levantamiento de caminos y pistas forestales se realizar siguiendo la metodologa general cinemtica descrita para este nivel, efectuando un levantamiento cinemtico del eje medio de la infraestructura lineal.

El aparato de medicin se configurar para la toma de una posicin cada poca; diferenciando intervalos de adquisicin en funcin de s el levantamiento se realiza a pie o en vehculo. Como norma general se establece una separacin mxima de 10 m entre posiciones, si bien el procedimiento debe asegurar, en todo caso, el levantamiento de todas las peculiaridades de la infraestructura lineal. Como intervalos orientativos se dan: 1 sg para levantamientos en vehculos y 5 sg para levantamientos a pie.

Se realizar generalmente una correccin diferencial de slo cdigo con respecto a la base establecida a menos de 260 Km del levantamiento.

Base de Datos: Ver Anexo I

El siguiente listado corresponde a trabajos vinculados al Servicio de Gestin Forestal relacionados con trabajos realizados sobre elementos lineales, caminos y pistas forestales. Requieren, en todo caso, que el elemento lineal principal se encuentre levantado en este nivel de precisin (como mnimo), mientras que el punto de inicio-final de la labor efectuada puede obtenerse en un nivel de precisin menor (niveles 3 4).

TIPO DE TRABAJOS

Instalacin de cerramientos

Mejora de cerramientos

Capturaderos y mangas

Apertura de pistas tipo L1 (camiones-plataforma todo el tiempo)

Apertura de pistas tipo L2 (todo terreno-estacionales)

Apertura de pistas tipo L3 (trochas)

Apertura de cunetas

Consolidacin de firmes por nuevo empedrado

Consolidacin de firmes por nuevo asfaltado

Sealizacin y cierre de pistas

Otros de apertura de pistas e infraestructuras viarias

Repaso o reapertura de la caja de la pista

Refino de la pista y/o taludes(incluido repaso de cunetas)

Mejora y recebo del firme

Renovacin del asfaltado

Se consideran cerramientos, mangas, capturaderos, caminos y pistas forestales, adems de otros elementos lineales relacionados con la generacin de cartografa asociada a la gestin forestal:

Ros

Acequias

Arroyos

Veredas

Zanjas

Setos

Lneas elctricas areas y subterrneas

Lneas telefnicas areas y subterrneas

Gasoductos

Oleoductos

Red de saneamiento y abastecimiento

Tuberas

Ferrocarril

Carreteras/ Autovas /Autopistas

- Coberturas de polgonos:

TIPO DE TRABAJOS

Preparacin del terreno

Plantaciones

Siembras

Primeras labores de mantenimiento

Instalacin de protectores

Reposicin de marras

Primeras repoblaciones

Segundas y sucesivas repoblaciones

Desbroce previo

Destoconado

Nivelacin previa

Sealamiento

Plantacin

Nivelacin final

Gradeo

Poda

Tratamientos fitosanitarios

Creacin de fajas auxiliares

Conservacin de fajas auxiliares

Creacin de reas cortafuegos

Realizacin de quemas controladas

Tratamientos fitosanitarios

Creacin de cortafuegos

Conservacin de cortafuegos

Implantacin de praderas

Desbroces/ Tratamientos fitocidas en terreno desarbolado (Fcc