INSTITUTO DE CIENCIAS Y ESTUDIOS SUPERIORS DE TAMAULIPAS A.C.

TOPOGRAFIA GENERAL

ALUMNA: MARISOL MARTINEZ LOREDO

CARERRA: INGENIERIA PETROLERA

GRADO Y GRUPO:4- A

MAESTRO:ING. EFRAIN ZALETA POSADAS.

Unidad I Introduccion a la Topografia

1.1 Concepto1.1.1 Topografia plana y sus partes1.1.1.1 Planimetros1.1.1.2 Levantamiento topográfico1.1.1.3 La hidrografia1.1.1.4 Levantamiento urbano.1.1.1.5 Levantamiento fotogrameticos.

1.1 Concepto TOPOGRAFIA: Es una ciencia que estudia el conjunto de procedimientos para determinar las posiciones relativas de los puntos sobre la superficie de la tierra y debajo de la misma, mediante la combinacion de las medidas segun los tres elementos del espacio: distancia, elevacion y direccion.

Topografia Explica los procedimientos y operaciones del trabajo de campo, los metodos de calculo o procesamiento de datos y la representacion del terreno en un plano o dibujo topografico a escala.

La topografia se divide en tres ramas principales:

Geodesia

Topografia plana.

Fotogrametria

Geodesia La geodesia trata de las mediciones de grandes extensions de terreno, por ejemplo la confeccion de la carta geografica de un pais, para establecer fronteras y limites internos, para la determinacion de lineas de navegacion en rios y lagos, etc. Estos levantamienrtos tienen en cuenta la verdadera forma de la tierra y se require de gran precision .

Los levamtamientos de grandes ciudades se hacen bajo el supuesto de que la tierra es perfectamente esferica. Estos levantamientos se catalogan como de alta presicion e incluye el establecimiento de puntos geodesicos.

Los puntos geodesicos son puntos debidamente materializados sobre la superficie de la tierra como por ejemplo los vertices de triangulacion que constituyen una red a la que puede referirse cualquier otro levantamiento sin temor a error en distancias horizontal o vertical o en direccion.

Topografia Plana Esta area se encarga de la medicion de terrenos y lotes o parcelas de areas pequeñas, proyectados sobre un plano horizontal, dejando de lado los efectos de la curvature terrestre. La mayor parte de los levantamientos en proyectos de ingenieria son de esta clase, ya que los errores cometidos al no tener en cuenta la curvature terrestre son despreciables y el grado de precision obtenido queda dentro de los margenes permisibles desde el punto de vista practico.

Topografia Plana

ALTIMETRIA O CONTROL VERTICAL.

Se encarga de la medicion de las diferencias de nivel o de elevacion entre los diferentes puntos del terreno, las cuales representan las distancias verticals medidas a partir de un plano horizontal de referencia. La determinacion de las Alturas o distancias verticals tambien se pueden hacer a partir de las mediciones de las pendientesd o grado de inclinacion del terreno y de la distancia inclinada entre cada dos puntos. Como resultado se obriene el esquema vertical.

PLANIMETRIA O CONTROL HORIZONTAL.

La planimetria estudia los puntos de la superficie terrestre para proyectarlos sobre un plano horizontal, llamado plano de reference.

Para representar cada punto en un plano, es decir, en un espacio bidimensional, es necesario establecer un Sistema de referencias que nos situe los puntos medios respect a un origen comun.

Este Sistema de referencias puede estar definido por:

Coordenadas cartesianas: X,Y. Coordenadas polares: distancia, Angulo horizontal. Coordenadas bipolares angulares: a y a’. Coordenadas bipolares lineales: D y D’.

Para el estudio de la topografia plana se divide en dos grandes areas que son la Altimetria y la Planimetria.

Planimetria y Altimetria simultaneas

La combinacion de las dos areas de la topografia plana, permite la elaboracion o confeccion de un plano topografico propiamente dicho, donde se muestra tanto la posicion en planta como elevacion de cada uno de los diferentes puntos del terreno. La elevacion o altitude de los diferentes puntos del terreno se representa mediante las curvas de nivel, que son lineas trazadas a mano alzada en el plano de planta con base en el esquema horizontal y que unen los puntos que tienen igual altura. Las curvas de nivel sirven para reproducer en el dibujo la configuracion topografica o relieve del terreno.

Planimetros El planimetro es un aparato de medicion utilizado para el calculo de areas irregulares que estan representadas en un mapa. Este modelo se obtiene con base a la teoria de integrales de linea o de recorrido. Hay dos tipos de planimetros: Analogo Digital

Tipos de Planimetros Planimetro analogo.

Consta de 4 elementos: Un polo (parece una pesa), Un brazo polar, Un brazo Trazador y una Lupa.

Para la toma de lecturas, debe procurarse siempre que el brazo polar y el brazo trazador no formen entre si angulos muy agudos o muy obtusos.

El brazo trazador dispone en uno de sus extremos de una lupa con un punto de color rojo o un circulo pequeño en su centro llamado indice del brazo trazador, utilizado para seguir la trayectoria del perimetro de la figura por medir el area.

Tipos de Planimetros PLANIMETRO DIGITAL

El manejo de este planimetro es mucho mas sencillo ya que no require de lecturas previas u obtencion de constant alguna. Basta con introducer la escal del plano en la memoria, se hace el recorrido con la trazadora sobre el contorno de la figura y el plantimetro da el area como resultado.

Es indispensable familiarizarse con el teclado y la programacion de la unidad antes de utilizarla, pues de lo contrario pueden obtenerse resultados erroneos.

1.1.1.2 Levantamiento Topografico

Se llama levantamiento topografico, al conjunto de operaciones ejecutadas sobre el terreno, con los instrumentos adecuados, con los datos obtenidos se pueden trazar mapas o planos en los que se describen las diferencias de altura de los relieves o de los elementos que se encuentran en el lugar donde se realiza el levantamoento.

El principal objetivo de un levantamiento topografico es determiner la posicion relative entre varios puntos sobre un plano horizontal. Esto se realiza mediante la planimetria. El siguiente objetivo es detreminar la altura entre varios puntos en relacion con el plano horizontal, esto se realiza mediante la nivelacion directa.

Existe diferentes tipos de levantamiento que dependen de los tipos de tterrenos en los que se realicen:

-lLevantamientos Catastrales.

-Levantamientos urbanos

-Levantamientos para proyectos de ingenieria.

1.1.1.3 La hidrografia

Es parte de la geografia fisica que se encarga de estudiar la descripcion de mares, rios, lagos y otras Corrientes de agua. El studio de las agus continentals abarca: caudal Cuenca, vertiente hidrografica, cauce o lecho, regimen fluvial, erosion, sedimentacion fluvial, tipos de valles y pendientes. Asimismo; se encarga de describer la naturaleza y la configuracion del fondo marino, su relacion con las masas terrestres adyacentes, las caracteristicas y dinamica del mar.

La hidrografia abarca otras ciencias como: climatologia, la hodrologia, geologia, entre otros. Tambien para el studio que reaaliza la hodrografia se incluye la barimetria que se encarga de medir verticalmente la profundidad, la geodesia, geofisica y, tambien la medicion de movimientos horizontals y verticals de la columna de agua.

HIDROGRAFIA Obtener informacion que permita la realizacion de cartas nauticas.

Las carta nauticas son una representacion a escala de aguas navegables, las mismas indicant la profundidad del agua, la altura de terrenos, detalles de la costa, naturaleza del fondo, peligros de navegacion y, un sinfin de informacion que permitan a los navegantes zarpar con seguridad.

Los hidrografos son los profesionales que se ocupan de estudiar la hidrografia y analizar las aguas navegables de todo el mundo. Tambien se encargan de elaborar cartas y mapas que demuestren la formacion y localizacion de canals, profundidades de aguas, Corrientes marinas, estudian la influencia de vientos en concordancia con el ritmo de aguas y mares.

Objetivo principal

1.1.1.4 Levantamiento urbano Son los que se hacen en ciudades, zonas urbanas y municipios para fijar linderos o estudiar las zonas urbanas con el objeto de tener el plano que servira de base para la palneacion, estudios y diseños de ensanches, ampliaciones, reformas y Proyecto de vias urbanas y de los servicios publicos, (redes de acueductos, alcantarillado, mtelefonos., electricidad, etc.).

Un plano de poblacion es un levantamiento donde se hacen las mediciones de las manzanas, redes vials, identificando claramente las areas publicas ( vias, parques de reserve, et.) de las areas privadas ( edificios y solare), tomando la mayor cantifdad de detalles tanto de la configuracion horizontal como vertical del terreno. Este trabajo se basa en puntos de posicion conocida fijados previamente con procedimientos geodesicosy que se toman como señales permanents de referencia.

Las operaciones que integran este trabajo son las siguientes:Establecimiento de una red de puntos de apoyo, tanto en planimetria como en altimetria.

Relleno de esta red con tantos puntos como sea necesario para poder confeccionra un plano bien detallado.

Referenciacion de cierto numero de puntos especiales, tales como esquinas de calles, con marcas adecuadas referido a un Sistema unico de coordenadas rectangulares.

Confeccion de un plano de la poblacion bien detallado con la localizacion y dimensiones de cada casa,

Preparacion de un plano o mapa mural.

Dibujo de uno o varios planos donde se pueda apreciar la red de distribucion de los diferentes servicios que van por el subsuelo ( tuberias, alcantarillados, cables telefonicos, etc.).

1.1.1.5 Levantamiento fotogrametricoDEFINICION DE FOTOGRAMETRIA

Es la ciencia de realizer mediciones e interpretaciones confiables por medio de las fotografias, para de esa manera obtener caracteristicas metricas y geometricas (dimension, forma y posicion), del objeto fotografiado.

Esta definicion es en escencia, la adoptada por la Sociedad Inernacional de Fotogrametria y Sensores remotos (ISPRS).

La Sociedad Americana de Fotogrametria y sensors Remotos (ASPRS) la define como: el arte, la ciencia y la tecnologia de obtener informacion confinable de objetos fisicos y su entorno, mediante el proceso de esponer, medir e interpreter tanto imagenes fotograficas como otras, obtenidas de diversos patrones de energia electromagnetica y otros fenomenos.

Tipos de fotogrametriaFOTOGRAMETRÍA AÉREA.

Es aquella que utiliza fotografías tomadas desde una cámara aerotransportada. Este hecho implica que su eje óptico casi siempre es vertical, y que su posición en el espacio no está determinada. Generalmente, las cámaras usadas son de formato 23 × 23 cm, ya que son las más apropiadas para los trabajos cartográficos a los cuales está destinada. Actualmente cobra importancia la fotografía aérea de pequeño formato, debido a sus ventajas de accesibilidad económica. Otra modalidad que gana importancia la constituye la fotogrametría espacial, que utiliza imágenes estereoscópicas tomadas desde satélites de observación de la tierra.

Tipos de fotogrametriaFOTOGRAMETRÍA TERRESTRE.

Es aquella que utiliza fotografías tomadas sobre un soporte terrestre; debido a esto, la posición y los elementos de orientación externa de la cámara son conocidos de antemano. Si bien fue la primera aplicación práctica de la fotogrametría, actualmente se usa principalmente en labores de apoyo a la arquitectura, arqueología, ingeniería estructural y en levantamientos topográficos de terrenos muy escarpados. Algunos autores ubican a los usos de la fotogrametría en arquitectura y arqueología en la división de objetos cercanos; sin embargo, cuando los objetos a levantar se vinculan con su posición sobre el terreno, se realiza una actividad de carácter topográfico; por ello, pueden ser ubicadas en esta división.

Tipos de fotogrametriaFOTOGRAMETRÍA DE OBJETOS CERCANOS.

En forma general, agrupa aquellas aplicaciones que no tienen carácter geodésico o topográfico. Se aplica para resolver problemas singulares, muy específicos. Por ello se puede decir que son soluciones a la medida del problema a resolver. Esta división es la que abarca la mayor amplitud de técnicas para la toma de fotografías y su posterior restitución.

Aplicaciones de la fotogrametria.

La primera utilización de la fotogrametría consistió en la realización de mapas y planos topográficos. De hecho, los mapas base de la cartografía de cualquier país, son obtenidos mediante ella. Actualmente, además de la realización de estos mapas base, se realizan muchos otros tipos de mapas de carácter especial, los cuales pueden presentar gran variedad de escalas, y se utilizan en el proyecto y diseño de obras tales como autopistas, carreteras, vías de ferrocarril, puentes, tuberías, oleoductos, gasoductos, líneas de transmisión, presas hidroeléctricas, estudios urbanos, etc. Además de estos mapas, orientados principalmente al desarrollo de obras de ingeniería civil, podemos mencionar mapas realizados para uso catastral, mapas geológicos, mapas de suelos, mapas forestales, etc.

Una importante cantidad de la información cartográfica producida mediante el empleo de la fotogrametría, es utilizada como referencia espacial en bases de datos digitales.

Etapas de la fotogrametria. El principio en el que se basa la fotogrametría consiste en proyectar en forma ortogonal sobre un plano de referencia, la imagen registrada en una fotografía, la cual ha sido proyectada sobre el negativo mediante la proyección central, que es la usada por las lentes.

El paso de la proyección central a la proyección ortogonal se puede realizar bien sea por la fotogrametría gráfica, o por la estereofotogrametría, la cual es usada actualmente en la inmensa mayoría de los trabajos fotogramétricos.

Fotogrametría gráfica.

Esta modalidad se basa en la intersección de líneas que parten de dos estaciones diferentes, es decir de los puntos en que se tomaron las fotografías, hacia un punto común.

Estereofotogrametría.

se basa en la visión estereoscópica para recrear en la mente del observador un modelo estereoscópico a partir de un par de fotografías, tomadas cada una de ellas desde una posición diferente, para ser observadas en forma separada por el ojo respectivo. De esta manera, cada ojo transmite al cerebro una imagen ligeramente diferente del otro, tal como lo hacen al observar los objetos tridimensionales. El cerebro interpretará entonces esas diferencias como diferencias en la profundidad, y formará un modelo estereoscópico en la mente del observador.

La estereofotogrametría se lleva a cabo por las siguientes técnicas:

La fotogrametría analógica.

En ella, un par de fotografías es colocado en un aparato restituidor de tipo óptico o mecánico. El operador realiza en forma manual la orientación interior y exterior para crear el modelo estereoscópico, debidamente escalado y nivelado. El levantamiento de la información planimétrica y altimétrica del modelo se realiza también en forma manual, mediante el seguimiento con la marca flotante posada sobre los detalles de la superficie del modelo. Esta información es ploteada en una cartulina colocada sobre la mesa trazadora, relacionada con el modelo por medios mecánicos o eléctricos.

La fotogrametría analítica.

En ella, la toma de información es analógica y el modelado geométrico es matemático. Mediante el uso de un monocomparador o de un estereocomparador integrado en el restituidor, se miden las coordenadas x, y de los puntos pertinentes de las fotografías, coordenadas que son procesadas por los programas del computador del sistema. Este realiza el procesamiento de la orientación interior y exterior en forma analítica y procesa el levantamiento de la información del modelo que realiza el operador, para llevarla a su correcta posición ortogonal, y finalmente almacenarla en una base de datos tipo CAD.

La fotogrametría digital.

Con la fotogrametría digital crecen las posibilidades de explotación de las imágenes, a la vez que se simplifican las tecnologías, permitiendo con ello la generación automática de modelos de elevación del terreno, ortoimágenes y estereortoimágenes, generación y visualización de modelos tridimensionales etc. Para llevar a cabo la restitución digital, las imágenes digitales son ingresadas en el computador, y mediante visualización en pantalla de las mismas, el operador ingresa los puntos necesarios para realizar el proceso de orientación en forma matemática. La restitución puede ser un proceso iterativo con el operador o ser realizada en forma automática por correlación de imágenes. La salida en la fotogrametría digital puede ser en formato raster o formato vectorial.