Ud1 1 Topo-Geo Mapas Fotos

7/24/2019 Ud1 1 Topo-Geo Mapas Fotos

1/96

Area Ingeniera Cartogrfica,Geodesia Foto rametra

Topografa y Geodesia. Ingeniero de Caminos, Canales y Puertos.Profesor: Javier Snchez

UD I. tema 1.1.1. Topografa y Geodesia

Prof: Javier Snchez

Caminos Plan 99


2/96



1.- Forma de la tierra

Geodesia Ciencia que estudia la forma y dimensiones de la

tierra, incluyendo su campo gravitacional, en unespacio tridimensional que varia temporalmente.

Topografa

Mtodos e instrumentos para definir y modelizaruna superficie de terreno, con sus accidentesnaturales y artificiales, asumiendo que la forma de

la tierra es plana. Y qu forma tiene la tierra?


3/96



1.- La forma de la tierra

Geoide (a)

Geoide (b)

(a) Misin GRACE, NASA; (b) Seeber


4/96



Forma real de la tierra: Geoide. La superficie equipotencial del campo gravitatorio

de la Tierra que mejor se ajusta al nivel medioglobal del mar.

Es una superficie con realidad fsica: el geoide

siempre es perpendicular al vector gravedad encada punto.

Ondulacin del geoide (*): diferencia respecto a suforma media (10m).

Estudiado por la Geodesia Fsica. Se precisa medirsu forma, no responde a una superficie regular.



5/96




Modelo de Geoide centimtrico para la pennsula, IBERGEO2006 (Sevilla,M).


6/96



Modelo de Geoide centimtrico en Cantabria, IBERGEO2006 (Sevilla,M).

Ondulacin del

Geoide (2): diferenciaaltura entre geoide y el

elipsoide



7/96



Figuras de aproximacin de la tierra:


Esfera con un radio de ~ 6370 km.Eratstenes de Cyrena, 240 AC, 6267 km.

Elipsoide con un radio en el plano del

ecuador (semieje mayor,a) de ~6378 kmy un radio polar (semieje menor,b) de~6357 km.

La diferencia de ~21 km se denomina

flattening-aplanamiento () del elipsoide: = a-b/a = ~1/300 para la tierra


8/96



Elipsoide de aproximacin: se obtiene como lasuperficie engendrada por una elipse rotandosobre el eje de la tierra.

a -> Semieje mayor

b -> Semieje menor

-> aplanamientoe -> primera excentricidad

e -> segunda excentricidad


Numerosos marcos / sistemas de referencia: Internacional (Hayford, ED1950). World Geodetic System 1984 (wgs84).

European Terreste Reference System 1989 (ETRS89).


9/96



2.- Elementos geogrficos de referencia.

Objetivo: Conocer la posicin de un punto sobre la superficie

terrestre, con referencias exteriores / sobre lasuperficie terreste.

Adicionalmente, establecer la direccin del Norte

Geogrfico y el acimut de una direccin. mbito de trabajo de la Astronoma de Posicin.

La definicin de los elementos participantes emplea2 superficies de referencia:

superficie terrestre.

la esfera celeste.


10/96



Bsicos, de referencia: Eje terrestre, eje de

rotacin o eje del

mundo. Polos terrestres(PTN,PTS) y Poloscelestes (PCN,PCS).

Plano meridiano.

Meridiano.Meridiano Origen oprincipal.

Meridiano celeste.

Plano paralelo. Paralelo. Ecuador. Paralelo celeste.

Asociados a la posicin

de un observador:


esfera celeste

tierra

posicion del observador


11/96



Asociados a la posicin deun observador (cont.):

Vertical de un lugar,

vertical astronmica overtical.

Cenit y nadir.

Horizonte del lugar.

Verticales de unlugar

Almicantarat

Meridiano de unlugar o meridianoAstronmico.

Meridiana.


(Reduccin esfera celeste y superficie de la tierra,

plano meridiano del lugar)


12/96



Importancia de lavertical a la superficiede referencia.

Elipsoide / Geoide:

Vertical astronmica,del lugar, o vertical.

Vertical geodsica

Vertical geocntrica

Esfera.

Concepto de desviacinde la vertical


geoide

elipsoide

vertic

al

Vertic

algeod

sic

a

Desviacin de lavertical


13/96



Se sugiere al alumno el anlisis de la relacin de trminos geodsicosrecopilada por el Consejo Superior Geogrfico, en el documentodenominado Trminos y definiciones de la ISO 19111.



14/96



3.- Referenciacin geogrfica.

Definicin de latitud #, depende dela vertical considerada:

ngulo que forma el planoecuatorial con la perpendicular# desde un punto dado, se tomapositiva hacia el norte.

Se considera: Latitud astronmica ->

Latitud geodsica ->

Latitud geocntrica (pocoempleada) ->


15/96



3.- Referenciacin geogrfica.

Definicin de longitud #, dependede la vertical considerada:

ngulo que forma el plano

meridiano principal con elplano meridiano # de un puntodado, se toma positiva haciael este.

Se considera: Longitud astronmica ->

Longitud geodsica ->

Otros conceptos: Acimut geodsico

Acimut astronmico

Datum


16/96



4.- Redes Topogrficas y Geodsicas

Planimetra -> Red Geodsica: vrtices geodsicos.Altimetra -> Red Nivelacin alta precisin: clavos de

nivelacin.

Elm

oro,

Ga

lizano

Gari

ta,

Suances

NG

J910

,Co

lin

dre

s

NAP363

,Ga

ma


17/96



Redes planimtricas: Red Geodsica Nacional (IGN).

Red convencional. Posiciones referidas al ED50. PrimerOrden (570 vrtices), 2 orden (2000 vrtices, 10-25 km), 3er

orden (ROI, 11000 vrtices, 10 km, calidad entre 10 y 30 cm.)y 4 orden. REGENTE. Posiciones tridimensionales referidas sistema

ETRS89. Red Geodsica Nacional por Tcnicas Espaciales,1200 estaciones, 1 vrtice en cada hoja del MTN 1/50000.

Exactitud mejor de 5 cm. mbito autonmico.

Redes activas de posicionamiento GNSS. Posicionestridimensionales referidas sistema ETRS89.

Otras redes, mbito municipal y/o local. Redes altimtricas.

Red de Nivelacin de alta precisin (IGN). 12000 km, datum vertical Alicante (NMMA) o Datum vertical

Amsterdam (EUVN).

Redes locales.



18/96



4.- Redes Topogrficas y GeodsicasRedes planimtricas: Red Geodsica Nacional.


19/96





20/96



4.- Redes Topogrficas y Geodsicashttp://www.ign.es/ign/es/IGN/vertices_geodesicos.jsp


21/96




Redes altimtricas: Red de Nivelacin de Alta Precisin (NAP).


22/96





23/96



UD I. tema 1.1.2. Encuadre referencial.

Prof: Javier Snchez

Caminos Plan 99


24/96



1.1.- Conceptos generales

Topografa

Magnitudes empleadas:

Lineales: m

Superficiales: m2, km2, Ha (104 m2).

Angulares:

Sexagesimales:

Horario: ddmmss Seudodecimal, horario en formato seudodecimal: dd.mmss

Decimal, expresado como fraccin de grados: dd.dddd

Centesimales: gg.mmss = gggmmcsscc

Radianes. 1 rad = 636620cc = 206265 Gonio. 1 mgon = 10cc.


25/96



1.2. Mapas, planos y cartas.

Cartografa.

Mapa: representacin plana de la superficie terrestre, que tiene

en cuenta forma de la tierra, para lo que precisa usar de laGeodesia y de la Cartografa.

mbito: terrestres, marinos, areos.

Extensin: planisferio, hemisferio, geogrfico.

Finalidad: fsicos, polticos, biolgicos, agrcolas,

Plano: representacin plana de la superficie terrestre en la quese prescinde de la forma real de la tierra.


26/96



1.3.- Problemtica condicionada

La superficie de la tierra no es desarrollable. Medir distancias reas ngulos sobre una esfera es

complejo, y medir sobre un plano es sencillo. Por tanto, seplantea pasar las posiciones de la superficie terrestre a una

superficie desarrollable.

Tierra

Modelizacin Mapa

Geodesia

Geomtrica

Cartografa

matemtica

Tamao, proyeccin, relieve


27/96



2.- Aspectos geomtricos

Escala: es la relacin existente entre una magnitud enel papel y la realidad.

Denominacin de los mapas en funcin de la escala: Plano tcnico (grandes):

1/100, 1/200,1/500, 1/1.000, 1/2.000, 1/5.000, 1/10.000

Mapa topogrfico 1/25.000, 1/50.000, 1/100.000, 1/200.000

Mapa geogrfico (pequeas).

1/400.000, 1/500.000, 1/800.000, 1/1.000.000 Mapas generales.

1/1.000.000 y menores.


28/96



3.- Lmite de percepcin visual (LPV).

Lmite de percepcin visual: criterio que marca el nivel de detallede una base cartogrfica en planimetra.

Se admite que la vista humana es capaz de diferenciar 2 puntos

separados 0.2 mm. Importancia:

Fija el nivel de detalle para representar entidades del mundoreal.

Si se precisa representar entidades con dimensiones menoresque las que corresponden a escala para el LPV, obliga al uso desmbolos o signos convencionales. Tamao smbolo: 2 mmpapel

Valores usuales:

A escala 1/1.000, supone 0.20 m

A escala 1/5000, supone 1 m.


29/96



3.- Lmite de percepcin visual (LPV).

1/1000 (0.20m) 1/5000 (1 m) 1/25000 (5 m)

l=70m l=350m l=1750m

Ejemplos: Edificio singular, una ermita. Tamao: 5 m. Un poste, soporte de un tendido elctrico areo.

Dimetro real: 0.30 m 5m

5m

1m1m

Ed.: detalle real.

Poste: smbolo, 2m.

Ed.: forma generalizada.

Poste: smbolo, 10 m.

Ed.: smbolo, 50 m.

Poste: no se representa


30/96



UD I. tema 1.

1.3. La modelizacin convencionaldel relieve.Prof: Javier Snchez

Caminos Plan 99


31/96



2.1.- Sistemas bsicos de representacin

Cartografa (convencional & digital): modeliza lasuperficie topogrfica empleando el sistema de planosacotados.

Definiciones:

Dist. Geomtrica -> d

Dist. Reducida -> D

Desnivel -> dZ

Superficie (sup. Reducida, sup.Agraria).

Superficie geomtrica (sup.Real).

A

BC

D

a

b

d

c


32/96




Representacin convencional del relieve: Curva de nivel o isohipsa.

Diferencia de cotas entre 2 curvas consecutivas: equidistancia

Existe cierta correspondencia entre escala y la equidistancia. La equidistancia establece un lmite de la precisin altimtrica:

mejor de de la equidistancia.

Equidistancia


33/96



Condiciones que deben verificar las isohipsas, en tanto ladefinicin de la superficie topogrfica a partir de las mismas es, apriori, indeterminada:

Las cotas de curvas sucesivas son valores uniformes,crecientes (c.n. normal) o decrecientes (c.n. depresin).

Dos curvas no pueden cortarse ni superponerse.

C.n. cerradas tienen mayor cota que las que la rodean. Excep:

c.n. depresin, al revs.Tipos de curvas de nivel que se consideran:

Normal, maestra o directora.

Depresin normal, depresin maestra. Intercaladas o intercalares.

Identificar las condiciones / tipos en la documentacin complementaria ud I,3.



34/96



2.2.- Aplicaciones elementales

Determinacin / establecimiento de la cota de un puntointerior a 2 curvas de nivel.

Concepto de mxima pendiente.

Altitud de A?

5

10

Recta mximapendiente

5

10

Zona altitud 7?

A

Recordar: precisin altimetra -> equidistancia.


35/96



3.1.- Explotacin de la informacin cartogrfica

Es conveniente adquirir el hbito de visualizar la morfologa de unasuperficie topogrfica. Supone identificar aspectos como:

Divisorias.

Vaguadas.

Collados.

Cumbres. Simas.

Nota: Completar con los trminos descritos en la hoja dedocumentacin adicional, ud I,4.


36/96



3.2.- Perfiles sobre cartografa.

Idea previa general sobre el flujo de diseo en Ingeniera, respectoa la definicin / mediciones de actuaciones:

Las mediciones reales se efectan directamente en campo.

En estudios y proyectos, previamente, estas actividades seefectan sobre cartografa.

El corte de la superficie topogrfica con un plano vertical -> perfil.

En actuaciones con un marcado carcter lineal, es usual el empleocombinado de perfiles longitudinales y transversales para la totaldefinicin de la actuacin.

Si bien el diseo tiende a ser 3D, continuo, el anlisis discreto enbase a perfiles longitudinales / transversales tiene (y tendr) totalvigencia.


37/96



3.2.a.- Perfiles longitudinales.

Perfil longitudinal:

Base de actuaciones lineales.

Permiten controlar simultneamente:

Morfologa del terreno a lo largo de la traza, proyeccin del ejecaracterstico de la actuacin.

Alineacin geomtrica en alzado de una cierta actuacin:

rasante. Es una representacin plana, con 2 escalas diferenciadas:

Horizontal: desarrollo en planta de la actuacin.

Vertical: se busca exagerar el relieve, relacin 5-10.

Precaucin a la hora de medir en un longitudinal!.

Es usual incorporar informacin adicional: guitarra


38/96



3.2.b.- Perfiles transversales.

Perfil transversal

Perfil perpendicular al eje de la alineacin, habitualmente el perfillongitudinal:

Incorpora la morfologa del terreno.

Incorpora la seccin prevista de la actuacin.

Base de las mediciones superficiales y volumtricas de la obralineal definida.

Permite acotar la banda de actuacin.

Siempre se emplea una escala uniforme en ambos ejes, de

detalle: 1/100, 1/200 (usualmente).


39/96




Configuraciones tpicas:

Seccin en terrapln: rasante por encima del terreno.

Seccin en desmonte: rasante por debajo del terreno.

Seccin en media ladera.

A

B

C

A

B

C1 / H

1/V


40/96




Clculo del volumen del movimiento de tierras preciso para unaactuacin: Definicin de la alineacin en planta: eje

Definicin del perfil longitudinal para el terreno: traza. Definicin del perfil longitudinal para la actuacin: rasante. Obtencin de los perfiles trasversales.

Incorporar tanto el terreno como la seccin transversal

completa (eje a cota marcada por la rasante, plataforma,taludes hasta cerrar con el terreno). Separacin tpica entre los perfiles (d), para actuaciones

lineales tipo vas de comunicacin o infraestructurashidrulicas, en distancia reducida: 20 m.

Clculo de la superficie de cada perfil. Perfil i = Si Determinacin del volumen entre 2 perfiles consecutivos, (i) e

(i+1): V(i,i+1)=F(Si,Si+1,d). Volumen total: suma de volmenes parciales.


41/96



Explotacin, primer paso: determinacin de la superficie de un perfiltransversal:

Gestin digital de la cartografa -> inmediato.

Gestin en papel de la cartografa: Planmetro, mtodos numricos, digitalizacin.

Mtodos aproximados


Comparacin con una superficieconocida: papel cuadriculado.

Aproximacin por formasgeomtricas simples, con reasconocidas: rectngulo, tringulo,trapecio

1 1 1 1 1 1

1/2 1/2 1/2

11/2

Ej: perfil 1/100, 1cm2=1m2, 9 m2

ab h1

h2


42/96



Explotacin, segundo paso: clculo del volumen de terrapln / desmonteentre 2 transversales. Casos usuales:


1.- Perfiles consecutivos, ambos en terrapln o desmonte.

planta

25

20

1+1001

+1201

+1401

+16

01+180

Separacin tpica perfiles: d = 20 m.

Pk 1+120,D1 m

2

Pk 1+140,D2 m

2

202

211401

1201 +

=++DD

V


43/96



Explotacin, segundo paso: clculo del volumen de terrapln /desmonte entre 2 transversales. Casos usuales:


1.- Perfiles consecutivos, uno en terrapln y otro en desmonte.

planta

25

20

1+1001

+1201

+1401

+16

01+180

Separacin tpica perfiles: d = 20 m.

Pk 1+140,D2 m

2Pk 1+120,

T1 m2

Existir una lnea de paso nula, y se reduce alcaso anterior. Con una hiptesis adicional, se

obtienen expresiones genricas.a

b

aT

VT =21

bD

VD =22

dba =+

b

a

D

T=

1

1

21

2

1

2 DT

TdVT +

=

21

2

2

2 DT

DdVD +

=


44/96



4.1.- Representacin cartogrfica.

1.- Desarrollos cartogrficos: objetivo.

Disponer de expresiones que traduzcan coordenadas geogrficasLat(),Lon() a coordenadas rectangulares (X,Y).

Coordenadas

Geogrficas (, )Coordenadas

proyectadas (X,Y)

0, 0 x

y

Proyeccincartogrfica


45/96



De forma genrica, qu es proyectar?

Desde un punto de vista, se proyecta cada punto sobre lasuperficie terreste a un punto en una superficie desarrollable.


Qu grados de libertad existen? Qu implicacionessupone el uso una proyeccin?


46/96



Caracterizar una proyeccin precisa concretar:

Ubicacin del punto de vista.

Superficie desarrollable sobre la que se proyecta: tipo y

posicin.

Ambos ajustes definen las caractersticas del sistema cartogrfico, enel que siempre existen deformaciones, y se conserva alguna delas magnitudes geomtricas bsicas (distancias, ngulos,superficies).

Hay 3 tipologas bsicas de proyecciones:

Equidistantes: mantiene la distancia entre 2 puntos.

Equivalentes: mantiene reas de superficies.

Conformes: mantiene el ngulo entre 2 direcciones.



47/96



Tipos de proyeccin segn la posicin del punto de vista: gnomnica,estereogrfica, escenogrfica y ortogrfica.


A

B

aA

bB

Ortogrfica

TT

a

b

Gnomnica

T T

aA

bB

Estereogrfica

TT

4 1 R i fi


48/96



Tipos de proyeccin segn la superficie desarrollable empleada.

Plano -> proyeccin acimutal

Cilindro -> proyeccin cilndrica. Cono -> proyeccin cnica.

ParaleloestndarT


4 1 R t i t fi


49/96



Tipos de proyeccin segn la orientacin de la superficiedesarrollable empleada.


Oblicua

Transversa

Normal

4 1 R t i t fi


50/96



Resumen -> datos que caracterizan a una proyeccin:

Elipsoide de referencia, datum.

Punto desde el que se proyecta. Tipologa y posicin de la superficie de proyeccin. Lneas

caractersticas (meridiano o paralelo secante / tangente).

Origen de coordenadas, tanto en el elipsoide como en la

superficie desarrollable.


4 2 P i l


51/96



Sistema de representacin cartogrfico ms habitual , la proyeccinUTM: Universal Transversa Mercator.

Mercator: empleo de la proyeccin mercator, conforme. Usa

como superficie de proyeccin un cilindro. Transversa: posicin del cilindro, transverso.

Inicialmente tangente en un meridiano, automecoico.

Sin embargo, para reducir deformaciones se hace secanteen 2 meridianos, a 1.5 del meridiano central inicial.

Universal: proyeccin vlida para cualquier punto sobre lasuperficie de la tierra. Para minimizar distorsiones, se limita la

validez a un rango de 6 de longitud -> huso. Existen 60husos, el huso 1 comienza en el antimeridiano de Greenwich.

De hecho, una posicin en UTM se debe completar con 2 parmetrosadicionales: huso y hemisferio.

4.2.- Proyeccin usual.

4 2 Pro eccin s al


52/96




Concepto de huso en la proyeccin: etiquetados entre huso 1 yhuso 60.

La posicin del husorota cada 6

(x)

(Y)

Meridiano central

Ecuador (X)

4 2 Proyeccin usual


53/96




Sistema de coordenadas en cada huso: transformacin (,) a (X,Y)

Retranqueos: estndar y por hemisferio.

Coordenadas: origen inicial,en interseccin meridianocentral con ecuador, enmetros.

Para evitar coordenadasnegativas en X, se asignaX=500000 al meridiano central.

Para evitar coordenadasnegativas en Y, en elhemisferio Sur, al ecuador sele asigna Y=10000000 m.

(x)

(Y)

Meridiano central

Ecuador (X)

Coordenadasorigen,hemisferio N:

(500000 m,0)

Coordenadasorigen,hemisferio S:

(500000 m,

10000000 m)

4 2 Proyeccin usual


54/96




Situacin en la Pennsula: empleo de 3 husos -> 29 a 31.

Huso 30 Huso 31Huso 29

=-6

=

0

=-3

4 2 Proyeccin usual


55/96




Implicaciones del uso de la proyeccin: necesidad deetiquetar las coordenadas como UTM, huso #, zona #.

Huso 30 Huso 31Huso 29

261000,4840000

739000,4840000 413000,

4740000

413000,4740000

413000,4740000

4 2 Otras proyecciones


56/96



4.2.- Otras proyecciones

Lambert, cnica conforme Superficie desarrollable: cono normal, tangente inicialmente enun paralelo.

Ventaja: para la superficie a desarrollar, el sistema de

coordenadas en proyeccin es continuo. Distorsiona distancias y superficies.

Sistema de referencia Geodsico vigente


57/96




REAL DECRETO 1091/2007, de 27 de Julio, regula el sistemageodsico de referencia oficial en Espaa Establece como sistema de referencia geodsico global

ETRS89 (European Terrestrial Reference System 1989),

compatible con los sistemas de navegacin por satlite. Sustituye al sistema de referencia regional ED50, actualmente

vigente. Establece un periodo de transicin entre ambos sistemas:

hasta el 2015. Es de obligado uso para toda la cartografa oficial en el mbitode la pennsula Ibrica (en las islas canarias, se estableceREGCAN95).

Se sigue manteniendo como sistema de representacin

cartogrfico la proyeccin UTM (Decreto 2303/1970, de 16 deJulio), en cartografa terrestre mayor de 1/500.000.

Afecta nicamente a la obtencin de posiciones planimtricas:(,), o las coordenadas equivalentes (X,Y).



58/96




Artculo 2.mbito subjetivo de aplicacin.Este real decreto ser de aplicacin a la produccin cartogrfica e informacingeogrfica oficiales referida a todo o parte del territorio espaol.

Artculo 3. Sistema de Referencia Geodsico.

Se adopta el sistema ETRS89 (European Terrestrial Reference System 1989)como sistema de referencia geodsico oficial en Espaa para la referenciacingeogrfica y cartogrfica en el mbito de la Pennsula Ibrica y las IslasBaleares. En el caso de las Islas Canarias, se adopta el sistema REGCAN95.

Ambos sistemas tienen asociado el elipsoide GRS80 y estn materializados por

el marco que define la Red Geodsica Nacional por Tcnicas Espaciales,REGENTE, y sus densificaciones.Artculo 4. Sistema de Referencia Altimtrico.

1. Se tomar como referencia de altitudes los registros del nivel medio del maren Alicante para la Pennsula y las referencias mareogrficas locales para cadauna de las islas. Los orgenes de las referencias altimtricas sern definidos ypublicados por la Direccin General del InstitutoGeogrfico Nacional.2. El sistema est materializado por las lneas de la Red de Nivelacin de Alta

Precisin.



59/96




.3. El datum hidrogrfico al que estn referidas las sondas, cero hidrogrfico,ser definido y publicado por el Instituto Hidrogrfico de la Marina y representarla referencia altimtrica para la cartografa nutica bsica.

Artculo 5. Representacin planimtrica de cartografa oficial.1. Para cartografa terrestre, bsica y derivada, a escala igual o menor de1:500.000, se adopta el sistema de referencia de coordenadas ETRS-CnicaConforme de Lambert.2. Para cartografa terrestre, bsica y derivada, a escalas mayores de 1:500.000,se adopta el sistema de referencia de coordenadas ETRS-Transversa deMercator.3. Para cartografa nutica se adopta la proyeccin Mercator.

Disposicin transitoria primera. Mtodo de transformacin.El Consejo Superior Geogrfico deber facilitar, a travs de su pgina webubicada en el portal www.fomento.es, el mtodo de transformacin entre lossistemas de referencia nuevos y antiguos, su forma de utilizacin y lainformacin tcnica asociada.


60/96



UD I. tema 1.1.4. Lectura de mapas y planos.Prof: Javier Snchez

Caminos Plan 99

1.1.- Situacin cartogrfica actual


61/96



1.1. Situacin cartogrfica actual

A.- Cartografa producida por organismos a nivelNacional.

mbito: escalas 1/25000, y ms pequeas.

Nuevo modelo de cooperacin entre todas las Administraciones delEstado, RD 23 Noviembre 2007 (BOE 287), que regula: Equipamiento Geogrfico de Referencia: Sistema de referencia

Geodsico, Sistema oficial de coordenadas, Nomencltorgeogrfico, Delimitaciones territoriales.

Planes de produccin Cartogrficos

Registro Central de Cartografa Infraestructura Nacional de Informacin Geogrfica:

Infraestructura de Datos Espaciales de Espaa[ www. i dee. es ] .

Consejo Superior Geogrfico Cartografa Oficial (IGN), Cartografa militar (SGE), Cartas marinas

(IHM) y mapas aeronuticos (SCFA).

1.1.- Nivel Nacional: Cartografa Oficial


62/96



1.1. Nivel Nacional: Cartografa Oficial

Cartografa producida por el Instituto Geogrfico Nacional(IGN, www.ign.es):

Series MTN25 y MTN50.

Series 200, provinciales.

Series 500.

Mapas Autonmicos.

Atlas de Espaa: edafologa, geofsica, climatologa, mediomarino, comunicaciones, demografa, .

(Importante: consultar fecha y formato de la edicin).



63/96



1.1. Nivel Nacional: Cartografa Oficial

Distribucin hojas MTN50 en Cantabria.



64/96



g

1.1.- Nivel Nacional, Cartografa Oficial: mtn50


65/96



, g

1.1.- Nivel Nacional, Cartografa Oficial: mtn50


66/96



, g

Informacin geogrfica adicional: declinacinmagntica, convergencia de meridianos.



67/96



g



68/96



BBDD cartogrficas de inters:

IDDE: Infraestructura de Datos Espaciales de Espaa.Contenidos de especial inters en Ingeniera:

Visualizacin de mapas.

Bsqueda de nombres geogrficos.

Ocupacin del suelo (Corine). Anlisis del relieve

Anlisis territorial

Transformacin de coordenadas



69/96



Ortofotos

(PNOA)



70/96





71/96



B.- Cartografa a nivel autonmico.


72/96




Principales productos cartogrficos que se pueden encontrar:

Nivel de comunidad autnoma, preceptivos para planeamientoterritorial:

Escala 1/5000: La totalidad del suelo para cada municipio

Escala 1/2000: Exclusivamente, el suelo considerado como

urbano del municipio. Ortofotos a escala 1/5000, con tamao de pixel 0.5 m

(habitual).

Nivel de trmino municipal (en algunos municipios). Tienen

cartogarfia de mayor detalle, para el suelo urbano. Escala 1/1000

Escala 1/500



73/96



CartografaAutonmicaCantabria,

E:1/5000



74/96



CartografaAutonmicaCantabria,

E:1/2000


75/96



UD I. tema 1.

1.5. Aspectos geomtricos einterpretacin de las fotografas.

Prof: Javier Snchez

Caminos Plan 99

1.1.- Elementos esenciales


76/96



Etimolgicamente, fotogrametra significa la mtrica de lo escritocon luz.

Fotogrametra, segn Bonneval: Tcnica cuyo objetivo esestudiar y definir con precisin la forma, dimensiones y posicinen el espacio de un objeto cualquiera, utilizando medidas hechas

sobre una o varias fotografas. Ideas importantes:

Una fotografa es una perspectiva cnica, no tiene las caractersticasmtricas de un mapa.

Existen diferencias de contenido y cuantitativas entre un mapa y una

fotografa. Se emplea segn dos tcnicas diferenciadas: fotointerpretacin y

fotogrametra. Usos tpicos:

Fotogrametra convencional: emplea fotografas areas de eje

vertical, destinadas a la obtencin de cartografa. Fotogrametra terrestre: emplea cmaras prximas al objeto aanalizar

1.1.- Elementos esenciales


77/96



Conceptualmente, una fotografa se modeliza como un haz perspectivo,con los siguientes elementos:

Vrtice del haz (V) -> centro del objetivo fotogrfico.

Plano del cuadro (PC): pelcula, o sensor en el que se registra la imagen.

Ubicacin del V respecto al PC: Punto principal: P.

Distancia focal: f

Cada punto terreno tiene reflejo en un punto imagen -> rayo perspectivo. Imagen - > haz perspectivo.

1.1. Elementos esenciales.


78/96



La imagen que se captura puede registrar informacin en un amplio rangodel espectro, con objetivos distintos: cartografa, ortofotos, hidrologa,

1.3.- Fotografas verticales.


79/96



En Fotogrametra convencional, se emplean fotografas de ejevertical obtenidas desde un avin, en un vuelo fotogramtrico.

Formato de las fotos: 23 cm x 23 cm.

Para caracterizar a una fotografa area, se precisa conocer: Posicin del punto principal (P).

Distancia focal (f, en mm).

Altura media de vuelo (H, en m).

Funcin de distorsin del objetivo (No emplearemos en explotacinaproximada).

Una fotografa area no tiene mtrica como la de un mapa. Pero,en una primera aproximacin, se suele definir para una fotografa

una escala de foto, que se debe entender como una escalamedia. En realidad, cada punto tiene una escala diferente.



80/96



Informacin esencial que proporciona una fotografa area vertical.

Lnea de vuelo

Altmetro Reloj Nivel

Propietario Trabajo Escala foto Fecha Pasada

/ n foto

Empresa vuelo

Camara&

Focal

Marcas fiduciales



81/96



5000111

750150.0 == EE

Concepto de escala en una fotografa

H

f

d

D

Datos bsicos: f = focal. H = altura de vuelo sobre elterreno.

Ejemplo: f = 150 mm H = 750 m

EH

f

D

d 1==

pero la altura sobre el terreno no es constante.

Lnea de vuelo



82/96



En un vuelo fotogramtrico se efectan fotografas dotadas de unrecubrimiento que las hacen activas desde el punto de vistaestereoscpico.

Ejemplo:

Datos: f=150mm, H=750 m

Se tiene:1/Efoto=1/5000; huella en el terreno del lado una fotoarea (23 cm. papel): 1150 m.

Recubrimiento longitudinal entre 2 fotos consecutivas, busca laestereoscopa del par: p=60%. En el terreno: 0.60 x 1150 = 690 m.

Recubrimiento transversal entre 2 pasadas consecutivas, buscaque no existan zonas sin estereoscopa: q=20%. En el terreno:

0.20 x 1150 = 230 m.Aplicacin a un proyecto de vuelo, en Santander, formado por:

2 pasadas, 4 fotos en cada pasada.



83/96





84/96



Determinacin de las longitudes estereoscpicas reales, si sedenomina:

L: longitud del lado de una foto, en el terreno.

P : recubrimiento longitudinal, en %. Usual: P=60. Q: recubrimiento transversal, en %. Usual: Q=20.

N : nmero de fotos en una pasada.

M : nmero de pasadas

LN: longitud estereoscpica en una pasada de N fotos. LM: ancho estereoscpico formado por M pasadas.

( ) ( )[ ]PNPL

LN += 1002100

( )

=

1001 Q

MMLLM



85/96



Ejemplos de planificacin de un vuelo fotogramtrico, software IgiWinMp



86/96



Ejemplos de planificacin de un vuelo fotogramtrico, software IgiWinMp



87/96



1.4.- La visin estereoscpica


88/96



Es la capacidad humana de apreciar el relieve en visin binocular, queprecisa de 2 imgenes del mismo objeto. En realidad, se aprecia queobjeto est por delante / detrs de otro. Se debe verificar que cadaojo vea su imagen, y que se intersecten los rayos homlogos.

dyy

edye ==

2

Se denomina: e: separacin interpupilar (6.5 cm). y: distancia al primer objeto.,: ngulos paralcticos.Paralaje estereoscpico natural = d = -

d: agudeza visual (30cc).

e

y

dy

Estereoscopia natural700100070100,0710 dyy Adicional:

hiperestereoscopa yseudoestereoscopa.

2.1.- Explotacin de un fotograma aislado


89/96



Objetivos de la explotacin de una fotografa aislada:

Determinacin / representacin de la altura de un detalle vertical.(Nota: admitiendo la hiptesis de que la base del objeto estesituada a la altura media del terreno).

Admitiendo como valor medio aproximado la escala de la foto:

Determinacin de magnitudes lineales: distancia (reducida)entre 2 puntos.

Calculo de coordenadas terreno planimtricas a partir decoordenadas imagen para un punto, en el sistema decoordenadas imagen de una foto

Explotaciones geomtricas sencillas:

Obtencin del punto principal.

Obtencin del punto de fuga de las sombras.

Obtencin de la sombra de un detalle vertical.

2.1.- Explotacin de un fotograma aislado

D d i d l i b i


90/96



p m

n

f

H

h

B AO

ab

o

nmn

oaab

AOAB

Hh ===

Hn

mnh

=

Unidades de las variables: n y m coherentes, medidas enla fotografa h y H en metros.

Deduccin de la expresin bsica:

a

b

2.2.- Pares estereoscpicos.

D f t f ti d d tit


91/96



Dos fotografas consecutivas de una pasada constituyen un parestereoscpico.

Se denomina paralaje estereoscpico al desplazamiento aparente enla posicin de un objeto fijo causado por el movimiento del

observador. d2d1

Paralaje = P = d1 + d2. Y para otro punto, a distinta altitud?


a1 P Para un punto A (terreno) se tiene


92/96



A

a1 a2a1

Z

f

P Para un punto A (terreno), se tienesu imagen en las 2 fotos (a1 y a2).

Se obtiene el paralaje para el

mismo (P).

Se denomina: f : focal Z : distancia de la lnea de vueloal punto A. B : base, separacin entre lospuntos principales.

BP

fZ

P

B

f

Z==

B

La evaluacin del paralaje para un

punto proporciona la alturarespecto a la lnea de vuelo, yevaluado en 2 puntos, proporcionael desnivel entre los mismos.

Determinacin de la precisin en la evaluacin del desnivel Se



93/96



Determinacin de la precisin en la evaluacin del desnivel. Sedebe conocer que, en un restituidor digital, la precisin en lamedida del paralaje es del orden de 10 m.

Diferenciando la expresin anterior se tiene:

dZfZ

BdPfZ

BP ==2

Ejemplo. Para obtener una base cartogrfica a escala 1/5000, es

usual volar a 1/Ev=1/15000. Si se admite que se usa una focalf=150 mm, se tiene:

L=0,23*15000 = 3450 m

B = 0,4*L = 1380 m.

Z = Ev*f = 15000*0,150 = 2250 m. dP = 10*10-6

Operando se tiene: dZ = 0,24 m. Si la equidistancia tpica es de 5m, es vlida la precisin de la fotogrametra? Porqu?

2.3.- Ortofotografa digital

Ortofoto digital: es una fotografa de la superficie terrestre que se ha


94/96



Ortofoto digital: es una fotografa de la superficie terrestre que se harectificado para que posea escala uniforme.

Se obtiene a partir de fotografas areas, mediante un proceso quese denomina ortorectificacin, que emplea 3 tipos de parmetros:

Datos fotogramtricos de la imagen: focal (adems, puntoprincipal y funcin de distorsin de la cmara).

Datos de orientacin absoluta de la imagen: posicin y girosde la imagen, respecto al sistema de coordenadas terreno

(parmetros de orientacin absoluta de la imagen). Datos de la altitud del terreno representado en la fotografa

area (modelo digital del terreno).

Habitualmente se rectifica exclusivamente el terreno natural, no las

construcciones ni otros objetos situados sobre el mismo(microrelieve). Una imagen en la que se han rectificado lasconstrucciones se suele denominar ortofoto verdadera (trueortho).

2.3.- Ortofotografa digital


95/96



Fotografa

areadeTo

rrelavega

ga,


96/96



O

rtofotografadigitaldeT

orrelavega

superpuestacartografavectorial

Ud1 1 Topo-Geo Mapas Fotos

Documents

Transcript of Ud1 1 Topo-Geo Mapas Fotos