Cad en Topografia – [PDF Document]

Revista del Instituto de Investigaciones FIGMMG

Vol. 12, N. 24, 94-107 (2009) UNMSM

ISSN: 1561-0888 (impreso) / 1628-8097 (electrnico)

Recibido: 22 / 10 / 2009, aceptado en versin final: 27 / 11 /2009

Sistema de Informacin Topogrfico y GeodsicoTopographical andGeodesic Information System Ricardo Santos Rodrguez1, HildebrandoBuenda Ros1, Octavio Calla Ramos1, Franci Cruz Montes2

RESUMEN En los proyectos de ingeniera topogrficos y geodsicos,se realizan clculos matemticos precisos de manera rpida y econmicapara aplicarlos a los diseos de las obras de ingeniera, tanto en elespacio urbano y rural. Por ello el desarrollo del presentesoftware denominado Sistema de Informacin Geodsico y Topogrfico(SisTopGeo), nos va a permitir ejecutar varias de las aplicacionesmuy tiles y de uso comn en topografa, geodesia y astronoma bsica,permitiendo resultados iterativos inmediatos, los que se obtendrningresando los datos de campo y con solo presionar el botn Clculo,se obtendrn los resultados confiables; los mismos que permitirnenseguida representarse en un plano de una determinada extensin deterreno, por medio de programas existentes de dibujo como AutocadLand, Civil CAD, entre otros. Con los datos y resultados obtenidosaplicados a los sistemas SisTopGeo, Progrageod (IGN), CoordTrans(Franson Tecnology) y Geocalc (Blue Marble Geographics), sehicieron las comparaciones y se obtuvieron resultadossatisfactorios. Se comprob que el SisTopGeo arroja resultadosconfiables. Tanto es as que al hacer las comparaciones detransformacin de Coordenadas Geogrficas a UTM procesado por loscuatro sistemas se encuentra que la mxima variacin al este es de-2.806mm para la Estacin Piln (1er Orden) y en el Norte la mximavariacin es de 8.458mm para la Estacin Bco. Hipotecario; todocomparado con el sistema SisTopGeo. En las comparaciones con elIGN, se encuentra que la mxima variacin al Este es -2.80mm quecorresponde a la Estacin Piln (1er Orden) y para el norte la mximavariacin es -8.358mm para la Estacin Bco. Hipotecario. Con las doscomparaciones se observa que en el eje de las abscisas (Este) setiene una mxima variacin de -2.8mm y en el eje de las ordenadas(Norte) dicha variacin es de 8.4mm, para estaciones de primerorden; por lo que se puede concluir que los resultados encontradospor el SisTopGeo son aplicables a nuestra realidad. Palabras clave:Topografa, Geodesia, Astronoma, Coordenadas Geodsicas. ABSTRACT Inthe projects of geodesic and topographical engineering, precisemathematical calculations are carried out in a fast way andeconomic to apply it to the designs of the works of engineering, somuch in the urban and rural space. Because of it the development ofthe Geodesic and topographical Information System called programpresent (SisTopGeo), is going to permit us to execute several ofthe very useful applications and of common use in Topography,Geodesy and basic Astronomy, permitting iterative immediateresults, the ones that will be obtained entering the data of fieldand with only pressure the button calculation, the dependableresults will be obtained, the same that will permit immediately tobe represented in a plan A they determined extension of land,through existing programs of drawing as Autocad Land, Civil CAD,among others. With the data and results obtained applied to thesystems SisTopGeo, Progrageod (IGN), CoordTrans (Franson Tecnology)and Geocalc (Blue Marble Geographics), was done the satisfactorycomparisons being obtained results and being found that the1Facultad de Ingeniera Geolgica, Minera, Metalrgica y Geogrfica dela Universidad Nacional Mayor de San Marcos, Lima, Per. E-mail:[email protected], [email protected], [email protected] 2Facultad de Ingeniera Civil-Universidad Nacional FedericoVillarreal.

94

FIGMMGRicaRdo santos RodRguez, hiLdebRando buenda Ros, octaViocaLLa Ramos, FRanci cRuz montes

SisTopGeo throws dependable results. Such it is so upon doingthe Geographical Coordinates transformation comparisons to UTMprocessed by the four systems is found that the maximum variationto the east is of -2.806mm for the Station Piln (1er Order) and inthe north the maximum variation is of 8.458mm for the Station BancoHipotecario; all compared with the system SisTopGeo. In thecomparisons with the IGN, is found that the maximum variation tothe east is -2.80mm that corresponds to the Station Piln (1erOrder) and for the north the maximum variation is -8.358mm for theStation Banco Hipotecario. With the two comparisons is observedthat in the axis of the abscissas (This) has a maximum variation of-2.8mm and in the axis of the orderly (North) said variation is of8.4mm, for leading Stations; for which can be concluded that theresults found by the SisTopGeo are applicable to our reality.Keywords: Topography, Geodesy, Astronomy, Geodetic Coordinates.

I. INTRODUCCIN El presente proyecto de investigacin estenmarcado dentro del campo topogrfico y geodsico, teniendo encuenta que los diversos proyectos de ingeniera, requieren contarcon clculos matemticos precisos de manera rpida y econmica, de losdiversos parmetros que requieren los diseos de las obras deingeniera, tanto en el espacio urbano y rural. Los grandes ypequeos proyectos de ingeniera requieren la utilizacin de unsoftware geodsico y topogrfico para efectuar los clculos en formaoportuna y con resultados confiables, que permita representar en unplano una determinada extensin y planificar el desarrollo de losdiferentes pueblos del pas. La topografa y geodesia en generalrequieren del apoyo de un software especializado para calcular lasdiferentes frmulas con los datos recopilados en el campo,aplicables a las diferentes disciplinas de la ingeniera y con ellopermita elaborar los planos topogrficos de pequeas, medianasextensiones de terrenos y apoyado en la geodesia se elaborarnplanos cartogrficos de superficies grandes. En el pas no seproducen programas o software aplicables a estas especialidades,sino que se acude a software extranjero, como el Geocalc, AutocadLand, etc., los cuales no estn acordes con las normas tcnicasusuales en el pas y tampoco estn al alcance de la economa de losusuarios. En la actualidad, con el advenimiento de los equiposelectrnicos de precisin, ya sea Estacin Total, GPS geodsico, etc.,se hace necesario que los proyectos topogrficos y geodsicos tengannormas tcnicas para la elaboracin de levantamientos de planoscartogrficos que se apoyan en redes de figuras geomtricas. Ellasson la triangulacin, trilateracin, poligonacin, etc. de orden 0, A,B y C, cuyas normas tcnicas las establece el Instituto GeogrficoNacional del Per y sirven de apoyo para formar otras redes de ordeninferior y a partir de estas se efectuar el levantamientotopogrfico (IGN, 2005).

Con el fin de representar las caractersticas del terreno, esnecesario apoyarse en redes de control (formado por vrtices y lneasque unidas, van formando figuras geomtricas); para lo cual se debenfijar puntos sobre la superficie de la tierra con la precisinrequerida a travs de mediciones angulares y lineales (Martn, 1992).Utilizando los software adecuado se aumenta la precisin y ladisminucin de los errores que afectan a la posicin de los puntos delas redes de control geodsico y topogrfico (Chueca, 1996). Laprecisin del plano de la zona y el posterior replanteo de las obrasde ingeniera, dependen de la exactitud en la determinacin de estospuntos de control, en el cual las coordenadas N y E, constituirn elcontrol horizontal o planimtrico y la coordenada Z o altura, (cotaortomtrica), constituye el control vertical o altimtrico (Gutirrez,1991). El reproducir idnticamente la superficie de la Tierra en unplano, es un problema planteado desde la antigedad hasta hoy,puesto que constituye un desafo sin solucin, por eso a lo largo deltiempo la representacin cartogrfica ha desarrollado mltiplessistemas, en los cuales se logra mantener solo algunas de lascualidades matemticas de esa superficie. Para lo cual se requiereelaborar un proyecto que solucione estos problemas, con un planocartogrfico que represente fielmente las caractersticas del terrenoy est integrado a la Red Geodsica del pas; por lo cual esimportante determinar sus caractersticas con la precisin requerida,caso contrario continuarn existiendo los problemas de ndole tcnicoy econmico en el desarrollo de nuestro pas (Serafn, 1980). Teniendoen cuenta que existen instrumentos de precisin como el Sistema dePosicionamiento Global (GPS) y los soportes tericos necesarios paradeterminar los errores, se ha visto por conveniente formular unmtodo menos complejo y econmico que tendra en cuenta elcomportamiento de una matriz de incidencia en el Ajuste yCompensacin en Bloques de Redes de Control Vertical, el cual

95

FIGMMGsistema de inFoRmacin topogRFico y geodsico

servir como base para elaborar las cartas geogrficasconsiderando las alturas, con lo cual se procura minimizar dichoserrores, para que la representacin de la superficie de la Tierrasea lo ms exacta posible (Gutirrez, 1991). II. MTODO En estetrabajo de investigacin se emple el mtodo deductivo y la observacindirecta. Se procedi al anlisis de la bibliografa existente conrespecto al proyecto a investigar, asimismo se estableci lametodologa que se usar para el desarrollo y verificacin delproyecto de investigacin de acuerdo a lo siguiente: Bsquedabibliogrfica y seleccin de datos. Anlisis del sistema. Diseo delsistema. Construccin de la aplicacin. Prueba del sistema. Anlisisde resultados. Entrega del informe. Bsqueda bibliogrfica y seleccinde datos. Se contemplan las condiciones tcnicas, econmicas y defactibilidad que permitan la elaboracin del proyecto preliminarpara realizar el Sistema de Informacin geodsico topogrfico,destinado a satisfacer una necesidad de clculos matemticosreferentes a Topografa y Geodesia. Se tuvo en cuenta los factoresde precisin requerida, disponibilidad de equipo, materiales,personal y facilidades para realizar la investigacin.Lainvestigacin se realiz en el gabinete de Topografa y Geodesia de laFacultad de Ingeniera Civil-UNFV, ubicado en el distrito deMagdalena del Mar, provincia y departamento de Lima.

con la programacin, y siempre con una muestra de datos paracomparar los resultados con lo buscado; y viendo que todas lasinterfaces acepten los datos o muestren los datos ptimamente.Anlisis de resultados. Se compararon los resultados dados por elsistema con los esperados o calculados por otras herramientas demedicin previamente. Entrega del informe. Contiene los datos decampo en cada pantalla de ingreso para cada proceso y que sirve demuestra para que el usuario pueda aplicar a otros casos, los mtodostopogrficos y geodsicos aplicados, los clculos realizados mostradosen pantallas siendo los resultados esperados con las pruebas delsistema y comparados con el clculo tradicional listo para serrepresentados en un plano y que sirva para el diseo de un proyectode ingeniera. Sistema de Informacin Topogrfico y Geodsico(SisTopGeo) El SisTopGeo es una herramienta para el procesamientode datos topogrficos y geodsicos que ejecuta las siguientes tareas:Almacenalosdatosdecampo. Procesalosclculostopogrficosygeodsicos.Permiteimprimirresultados. El sistema est dividido en tres mdulos:Topografa, Geodesia y Astronoma bsica y son los siguientes: A.Mdulo topogrfico. Realiza las siguientes acciones:Determinalosnguloshorizontalesyverticales de las poligonales ytriangulaciones. Calculaladistancia(cuadrcula)yazimutdeun lado,conociendo las coordenadas de dos estaciones. (Topogrfico ygeodsico) Calculalaresistenciadefiguras(paraconocerel mejor caminoo ruta y calcular los lados de una triangulacin).Clculodecoordenadas:Sepresentandosopciones: 1. Poligonal cerrada.2. Anclaje perfecto. B. Mdulo de geodesia. Se realizan lassiguientes acciones: Consideraelcasodetransformacionesyson: 1.Coordenadas geogrficas a UTM. 2. Coordenadas UTM a geogrficas. Elingreso de informacin se realiza por medio de pantallas amigables ymens interactivos con los que

Anlisis del sistema. En esta etapa se hizo un levantamiento deinformacin haciendo uso de tcnicas de recoleccin de datos, como sonlos cuestionarios, entrevistas o documentos que permitan ver elprocedimiento de cmo funcionan los procesos a automatizar. Diseodel sistema. Se realiz el modelamiento de datos, es decir, seidentificaron los entes para luego relacionarlos y de esta maneraconstruir las tablas que almacenarn los datos. Adems se disearonlas entradas y salidas del sistema. Construccin de la aplicacin. Enesta etapa se construy el sistema haciendo uso del lenguaje deprogramacin Visual Basic 6.0. Prueba del sistema. Aqu se llev acabo la prueba del sistema por partes a medida que se avanzaba

96

FIGMMGRicaRdo santos RodRguez, hiLdebRando buenda Ros, octaViocaLLa Ramos, FRanci cRuz montes

ejecuta la variedad de opciones de clculos y con ayuda demensajes guiar el procesamiento. En el pas no se producen programaso software aplicables a estas especialidades, sino que se acude asoftware extranjero, como el Geocalc, Autocad Land, etc.Indicaciones generales del sistema SisTopGeo El sistema SisTopGeofunciona en una computadora compatible, procesador de 1 GHz develocidad, Memoria RAM 500MB, Disco duro de 160GB, Monitor de videoSVGA con resolucin de 1024×840, Mouse ptico, Unidad de CD, Sistemaoperativo Microsoft Windows XP, impresora deseable. La instalacindel sistema SisTopGeo tan solo requiere el disco de instalacinutilizando el archivo ejecutable Setup.exe que se encuentra dentrodel CD, luego proceder con las indicaciones que aparecen en lasventanas. Una vez instalado el programa, abra el programaingresando a Inicio/ Programas/SisTopGeo. Luego aparecer unapantalla que le mostrar ingresar clave. Est protegido por una clavede ingreso para el usuario, sin ella no acceder al sistema; sufuncin es nicamente proteger al sistema de personas no autorizadas;ingresando la clave se accede al ambiente SisTopGeo. Lafamiliaridad con los comandos del sistema proporcionan al usuariomayor seguridad y fiabilidad de los datos, adems de la organizaciny eficiencia del trabajo, y que durante el proceso nos ir mostrandomensajes informativos de las etapas de ejecucin durante el trabajo,que luego para continuar se pulsar la tecla Aceptar. Cuando seingrese a una opcin, se encontrar con una pantalla con datos ycorresponde a un ejemplo verificado, el mismo que se podr ejecutarpresionando el botn Clculo y obtener los resultados esperados. Losresultados pueden ser impresos presionando el botn Imprimir y luegopara que procesar otro trabajo se limpia la pantalla presionando elbotn Nuevo. Siempre que se utilice el sistema SisTopGeo esnecesario verificar el buen funcionamiento del hardware, que todossus elementos estn bien instalados y operativos. III. RESULTADOS Lainvestigacin se realiz en el Gabinete de Topografa y Geodesia de laFacultad de Ingeniera Civil-UNFV, para lo cual se utiliz informacinbibliogrfica de las especialidades de topografa y geodesia.

Como primera accin se revis y se efectuaron los planteamientosmatemticos necesarios, para luego aplicar en ellos los datosrecogidos del terreno y que por Especialidad se desarroll porseparado siguiendo el men del SisTopGeo. Al ejecutar el sistema nosmuestra la pantalla N. 1 que corresponde a la Identificacin delUsuario y clave. Al ingresar la clave apropiada, y luegopresionando el botn Aceptar, el sistema mostrar un men general enla pantalla N. 2. La pantalla N. 2 muestra el men que ejecuta elsistema SisTopGeo y consta de: Topografa y Geodesia. Si accedemosal men Topografa, se mostrarn las pantallas N. 3 y 4 que indicantodas las opciones que tienen para calcular y presentar resultadosy son las siguientes: Segn nos muestran las tres pantallasvisualizadas, primero se ejecutar el men Topografa y es al cual nosvamos a referir describiendo todas sus opciones. TOpOGRAfADescribiendo la Topografa como la especialidad en la cual seobtienen los detalles del terreno apoyado en una red de control deorden superior, la representaPantalla N. 1. Identificacin y Clavedel Usuario.

Pantalla N. 2. Men del Sistema de Informacin Topogrfico yGeodsico.

97

FIGMMGsistema de inFoRmacin topogRFico y geodsico

Pantalla N. 3. Men de Topografa.

Pantalla N. 4. Men de Topografa. Coordenadas de Poligonales.

cin de las caractersticas del terreno son proyectadas sobre unplano horizontal. Para el caso de los clculos matemticos aplicablesa Topografa, el sistema SisTopGeo resolver los clculos segn lossiguientes submens: 1. Submen ngulos H y V. Para este submen secuenta con informacin del Registro de campo de ngulos Horizontalesy Verticales, que provienen de la medida con teodolito hecha conprecisin de dichos ngulos por el Mtodo de Reiteracin en las dosposiciones del anteojo (PD y PI), pudindose medir 4 u 8reiteraciones y que la figura topogrfica puede ser:Unapoligonalcerradaoabiertaconmedidade un solo ngulo,Deunatriangulacincuyosngulossonmedidos alrededor de una estacin ycon cierre de horizonte medidos en las dos posiciones del anteojo,para los dos ngulos medidos (horizontal y vertical). Al seleccionarel submen ngulos H y V, la pantalla N. 5 muestra los ngulos medidosy se encuentran por defecto visibles.Pantalla N. 5. Submen ngulos Hy V (ngulos Horizontales)

Se puede observar en la pantalla N. 5 (Submen ngulos H y V):LosDatosGeneralesquehayqueingresar.LosngulosHorizontalesparacuatroreiteraciones.UncroquisdelasvisualesdelaestacinsolarUnbotnparaejecutarlosngulosVerticales, en otra pantalla.Losprocesosaefectuarson: 1) Calcular 2) Imprimir 3) Nuevo 4) SalirCuando se tienen los datos ingresados completos como en la pantallaN. 5, para calcular los ngulos compensados y con cierre dehorizonte, se presiona el botn Calcular, y se obtendrn los ngulospromedios y luego los ngulos horizontales en Direccin Cero y losngulos finales de Direccin aparecen al final de la columna origencero y los ngulos netos para a cada nmero de ngulo requeridos (1 y8) aparecen a la derecha de los mismos. Los resultados de nguloshorizontales se pueden imprimir en la impresora, presionando elbotn Imprimir (Pantalla N. 6).

Pantalla N. 6. Submen ngulos H y V. Impresin de ngulosHorizontales.

98

FIGMMGRicaRdo santos RodRguez, hiLdebRando buenda Ros, octaViocaLLa Ramos, FRanci cRuz montes

Nota. Si aparece una letra R a la derecha del ngulo cero,significa que esa reiteracin no se toma en cuenta, para los ngulosfinales por estar fuera del rango del ngulo medio 5. Luego dedeterminar los ngulos Horizontales, se tiene que calcular losngulos Verticales, presionando el botn Ang. Verticales y mostrar lapantalla N. 7. La pantalla N. 7 muestra los ngulos Verticalesingresados por defecto como ejemplo y se observa adems que losDatos Generales, el nmero de reiteraciones, los puntos visados y elcroquis ya tienen datos y que fueron transferidos desde los ngulosHorizontales. Aqu en esta pantalla solo se ingresan los ngulosVerticales mostrados (PD y PI). Al presionar el botn Calcular, seobtienen los resultados esperados de los ngulos Verticales para lasvisuales requeridas (Pantalla N. 8). Si requiere los resultadosimpresos, solo presione el botn Imprimir.Pantalla N. 7. Topografa.Submen ngulos H y V (ngulos Verticales).

Nuevo registro.- Si requiere calcular otro Registro de ngulosHorizontales y Verticales, tiene que borrar primero los datos dengulos calculados que aparecen en la pantalla (blanquear),presionando el botn Nuevo. Ahora ingrese los nuevos datos yrealizar los mismos pasos para tener sus ngulos requeridos. Si nohay ms datos que procesar, salir de esta opcin presionando Salir.2. Submen Azimut y distancia f(coord) Aqu se calcula el azimut deuna lnea o lado conocidas las coordenadas de los vrtices extremos.El Azimut es el ngulo horizontal horario formado por el norte y lalnea o lado de referencia. Cuando se tiene coordenadas UTM,entonces el azimut toma el nombre de azimut de cuadrcula Alseleccionar el submen Distancia y Azimut f(coord), aparece lapantalla N. 9, que es la pantalla de ingreso de Datos de las dosestaciones y susPantalla N. 8. Submen ngulos H y V. Impresin dengulos Verticales.

Pantalla N. 9. Submen Distancia y Azimut f(coord).

Pantalla N. 10. Submen Distancia y Azimut f(coord).Resultados.

99

FIGMMGsistema de inFoRmacin topogRFico y geodsico

Pantalla N. 11. Submen Resistencia de Figuras.

tomando los mejores ngulos y sirve para calcular los lados de latriangulacin. Al seleccionar el submen Resistencia de Figuras,aparece la pantalla N. 11, que muestra el ingreso de Datos de ochongulos Horizontales medidos con cierre de horizonte de unatriangulacin de 3er orden; dichos ngulos son de entrada de unejemplo y aparece por defecto. Para calcular la Resistencia deFiguras se utilizan tres pantallas (Pantallas N. 11, 12 y 13). Elingreso de datos es en la pantalla N11; presiona el botn Calcular yaparecer la pantalla N12 en blanco;. Para obtener los resultadosparciales presione el botn Calcular y son resultados de la ruta 1 y2 (Pantalla N12).

coordenadas UTM; se observa que tiene datos de entrada deejemplo que aparece por defecto. En el lado derecho medio de lapantalla se presenta un croquis para el ejemplo con los datosmostrados, que puede servir para calcular los azimuts de lapoligonal mostrada. En este caso calcular el azimut del lado Bco.Hipotecario a C La Milla y adems la distancia del lado y para ellose presiona el botn Calcular y sobre la misma pantalla se obtendrel azimut solicitado (Pantalla 10). Los resultados son: Azimut t =603539.3 usado en Topografa y la distancia del lado es 9012.447 m(distancia de cuadrcula por ser calculado a partir de coordenadasUTM). Nota.- Observe que al final de la pantalla 10 dice: AZIMUTFIJO CALCULADO (T) = t (t- T) = 603536.7. Este azimut fijo es usadoen geodesia para el clculo de coordenadas UTM y toma en cuenta lacurvatura terrestre (t-T). Si requiere los resultados impresos,solo presione el botn Imprimir. Nuevo registro.- Para calcular otroAzimut, tiene que borrar primero los datos calculados que aparecenen la pantalla (blanquear), presionando el botn Nuevo. Ahoraingrese los nuevos datos y realizar los mismos pasos para tener elazimut y distancia requeridos. Si no hay ms datos que procesar,salir de esta opcin presionando Salir. 3. Submen Resistencia defiguras. Este submen realiza un clculo de la Resistencia de Figurasaplicado a las triangulaciones obteniendo cuatro coeficientes, delos cuales se selecciona el menor e indica de esta manera el mejorcamino o ruta

Enseguida presionar el botn Contina y aparece la pantalla N. 13en blanco. Presiona Calcular y mostrar los resultados incluyendo elresumen de Resistencia de Figuras que indica el mejor camino que esla ruta 2 que se muestra en la pantalla N. 12. Para obtener losresultados impresos, presione el botn Imprimir para cada pantalla yusando el botn Regresar. Nuevo registro. Para calcular una nuevaResistencia de Figuras, tiene que borrar primero los datoscalculados que aparecen en las tres pantallas (blanquear),presionando el botn Nuevo. Ahora ingrese los nuevos datos en lapantalla N. 11 y realizar los mismos pasos para tener el mejorcamino de la Resistencia de Figuras requeridos. Si no hay ms datosque procesar, abandonar esta opcin presionando Salir. 4. SubmenClculo de poligonales. Este submen realiza el clculo de coordenadastopogrficas del control horizontal de poligonales, desarrollandoaqu tres casos comunes:Pantalla N. 12. Submen Resistencia Figuras.Ruta 1 y 2.

100

FIGMMGRicaRdo santos RodRguez, hiLdebRando buenda Ros, octaViocaLLa Ramos, FRanci cRuz montes

a) Submen Poligonal Cerrada. Es el caso ms comn en los trabajosde topografa aplicando poligonales cerradas y el objetivo escalcular las coordenadas topogrficas que corresponde al controlhorizontal y que luego estas poligonales sirven como apoyo delevantamientos topogrficos tomando puntos taquimtricos desde cadaestacin y obtener curvas de nivel. Al seleccionar el submenPoligonal Cerrada, aparece la pantalla N. 14, que muestra elingreso de Datos de ngulos Horizontales internos y numerados ensentido antihorario y distancias medidas de una poligonal cerradadel ejemplo y que aparece por defecto, incluye las coordenadas deinicio del vrtice A, el azimut del lado AB y un croquis de dichapoligonal. El sistema soporta hasta 30 vrtices. Para aplicar a otrotrabajo se debe tomar en cuenta la forma que se muestra en elejemplo, ingresando los datos en los casilleros en blanco,presionando previamente el botn nuevo (blanquear). Para obtener losresultados preliminares de la poligonal cerrada se presiona el botnCalcular y mostrar

la nueva pantalla N. 15, en blanco y presionando en ella el botnCalcular y previamente seleccionando las Tolerancias, por ejemploTolerancia angular= 30n, Error Relativo =1/5000, se tendr losngulos compensados. Si el error angular es menor que la toleranciaangular, se tendr un mensaje como verificacin Ok Compensa ngulos;en caso contrario nos da el mensaje Regresa al Campo; si as fuerarevisar los datos o regresar al campo. Para tener las coordenadasde la poligonal se presiona el botn Contina de la pantalla N. 15 ynos mostrar la pantalla N. 16 y luego presionando el botn Calcularse obtendr las coordenadas buscadas con los errores de cierre yerror relativo calculado el que fue previamente comparado mostradosen la parte inferior. Con el botn Regresar se puede acceder a lapantalla anterior, hasta la pantalla inicial e ir imprimiendo cadapantalla con resultados. Nuevo registro. Para calcular nuevasCoordenadas de otra Poligonal cerrada, primero tiene que borrar losdatos calculados que aparecen en las tres pantallas

Pantalla N. 13. Submen Resistencia Figuras. Ruta 3 y 4. PantallaN. 15. Submen Poligonal Cerrada (Clculos preliminares).

Pantalla N. 14. Submen Poligonal Cerrada (Ejemplo).

Pantalla N. 16. Submen Poligonal Cerrada (Clculos deCoordenadas).

101

FIGMMGsistema de inFoRmacin topogRFico y geodsico

Pantalla N. 17. Submen Anclaje perfecto (Ejemplo).

Pantalla N. 18. Submen Anclaje perfecto (Clculospreliminares).

Pantalla N. 19. Submen Anclaje perfecto (Clculo deCoordenadas).

Pantalla N. 20. Men de Geodesia. Transformaciones.

(blanquear), presionando el botn Nuevo. Ahora ingrese los nuevosdatos en la pantalla N. 14 y realizar los mismos pasos para tenerlas coordenadas requeridas. Si no hay ms datos que procesar, salirde esta opcin presionando Salir. b) Submen Anclaje perfecto. Esotro de los casos comunes en los levantamientos TopogrficosLongitudinales de carreteras, canales, etc. Al seleccionar elsubmen Anclaje perfecto, aparece la pantalla N. 17, que muestra elingreso de Datos de ngulos Horizontales medidos a la derecha ynumerados 1 a 6 y las distancias medidas de una poligonal ancladade ejemplo y aparece por defecto, incluyendo las coordenadas UTM deinicio (partida) del vrtice P y final (llegada) del vrtice Q, losrumbos de partida y llegada y un croquis para dicha poligonalanclada. El sistema soporta hasta 23 vrtices. Para aplicar a otrotrabajo se debe tomar en cuenta la forma que se muestra en elejemplo, ingresando los datos en los casilleros en blanco,presionando previamente el botn nuevo. Para obtener los resultadospreliminares de la poligonal anclada se presiona el botn Calcular ymostrar la nueva pantalla N. 18, en blanco y presionando en ella elbotn Calcular y previamente seleccionando

las Tolerancias, por ejemplo la Tolerancia angular = 10n, y elError Relativo =1/5000, se tendr los ngulos compensados. Si elerror angular es menor que la tolerancia angular se tendr unmensaje como verificacin Ok Compensa ngulos; en caso contrario nosda el mensaje Regresa al Campo, si as fuera revisar los datos oregresar al campo. Para obtener las coordenadas de la poligonalanclaje perfecto se presiona el botn Contina de la pantalla N. 18 ynos mostrar la pantalla N. 19 en blanco y luego presionando el botnCalcular se obtendr las coordenadas buscadas con los errores decierre y error relativo calculado el que fue previamente comparadoy mostrados en la parte inferior de la pantalla. Con el botnRegresar se puede acceder a la pantalla anterior, hasta la pantallainicial e ir imprimiendo cada pantalla con resultados. Nuevoregistro. Para calcular nuevas Coordenadas de otra Poligonalcerrada, tiene que borrar primero los datos calculados que aparecenen las tres pantallas (blanquear), presionando el botn Nuevo. Ahoraingrese los nuevos datos en la pantalla N. 17 y realizar los mismospasos para tener las coordenadas requeridas. Si no hay ms datos queprocesar, salir de esta opcin presionando Salir.

102

FIGMMGRicaRdo santos RodRguez, hiLdebRando buenda Ros, octaViocaLLa Ramos, FRanci cRuz montes

GEODESIA Rama de la ciencia cuyo objetivo es determinar laPosicin de Puntos sobre la Superficie de la Tierra y apoyados enellos determinar la Forma y Dimensiones de una parte del terrenoy/o de la Superficie de la Tierra, considerando la Curvatura deella y a partir del cual proporcionar los Mapas Nacionales eInternacionales sobre los que se asienta el desarrollo de unanacin. La pantalla N. 2 muestra el men que ejecuta el sistemaSisTopGeo tal como: Topografa y Geodesia. Si accedemos al menGeodesia, se mostrar la pantalla N. 20 que indica las opciones paracalcular y presentar resultados y son las siguientes: Segn nosmuestra la pantalla visualizada, ahora se ejecutar el men Geodesia,del que se describirn las opciones. Submen Transformaciones. Estesubmen realiza el clculo de la transformacin de coordenadas mscomunes y que estn basadas en las frmulas geodsicas; se consideranseis casos y se explicar cada caso. a) Submen CoordenadasGeogrficas a UTM. Este caso es el ms comn aplicados en Geodesiacuyo objetivo es dibujar estos vrtices en el plano y tambin paracalcular las coordenadas UTM de poligonales. Al seleccionar elsubmen Coordenadas Geogrficas a UTM, aparece la pantalla N. 21, quemuestra por defecto un ejemplo calculado con la siguienteinformacin: DatosGenerales. IngreseCoordenadasGeogrficas.CoordenadasUTM(metros)(eselresultado) Proceso.Pantalla N. 21. MenGeodesia. Transformar Coordenadas Geogrficas a UTM.

Mantenimiento. Desplazamiento. Estamos observando una pantallacon datos de ingreso y con resultados y que corresponde a unejemplo, para mostrar el funcionamiento. Se puede trabajar de tresmaneras: Primero, si se tiene datos independientes, se puedecalcular las coordenadas UTM, limpiando previamente todos loscampos para ingresar nueva informacin y para ello debe presionar elbotn Nuevo. Con los nuevos datos ingresados puede obtener suresultado esperado, presionando el botn Calcular. Si desea puedeimprimir el resultado presionando el botn Imprimir. Si desea quelos datos iniciales se conserven, puede presionar el botn Guardar ypasarn a formar parte de una Base de Datos. Aplicamos este caso aun segundo ejemplo y tal como se muestran los datos y resultados enla pantalla N. 22. Se observa que este primer caso transforma lascoordenadas Estacin por Estacin individual y si requiere puede irguardando la informacin en una Base de Datos. Segundo, si se tienedatos guardados en una Base de Datos creados anticipadamente con lapantalla N. 21 y 22. En este caso se buscar la informacin en laBase de Datos utilizando los smbolos de desplazamiento, que estnubicados en la parte inferior de la pantalla N. 22, hasta encontrarla estacin buscada. Una vez encontrada la estacin cargarn los datosy su resultado automticamente y enseguida podr imprimir losresultados si desea.Pantalla N. 22. Men Geodesia. TransformarCoordenadas Geogrficas a UTM.

103

FIGMMGsistema de inFoRmacin topogRFico y geodsico

Para aplicar a otro trabajo se debe tomar en cuenta la forma quese muestra en el ejemplo, presionando el botn nuevo (blanquear) yluego ingresando los datos en los casilleros en blanco.Mantenimiento. Esta parte de mantenimiento es para actualizar laBase de datos y realiza las siguientes opciones:Nuevo;cuandosedesealimpiarlapantallae ingresar nuevos datos.Modificar; cuando requiera modificar algn dato.Guardar;cuandorequieragrabarnuevainformacin.Eliminar;sirequiereeliminaralgunaestacin con todos sus datos.Cancelar;dejarsinefectolaopcin. Salir; cuando desea abandonar lapantalla actual. Desplazamiento. Permite desplazarse en la Base deDatos segn se use los siguientes smbolos:DesplazarsealiniciodelaBasedeDatos. Avanza una estacin a laizquierda o hacia arriba. Avanza una estacin a la derecha o haciaabajo. DesplazarsealfinaldelaBasedeDatos. Tercero, utilizando unaBase de Datos (Pantalla N. 23), que se accede a esta pantalla desdela anterior N. 22 presionando el botn Abrir Archivo. Permitetransformar las Coordenadas Geogrficas a UTM de un grupo deestaciones filtradas seleccionadas con los controles que aparecenen la pantalla.

La pantalla permite las siguientes tareas: Filtro paraseleccionar el Lugar y Elipsoide. Filtrar Fechas (Desde Hasta)Llenar Lista, que coloca los datos de las Estaciones seleccionadasen la ventana de listado superior.Laventanasuperiordelistadoparamostrar las Estaciones seleccionadasde ingreso. La ventana inferior de listado para mostrar lasEstaciones de resultados. ElbotnGuardar Archivo para guardar losresultados en un archivo de texto y posteriormente imprimirlo.ElbotnTransformar hace el clculo y presenta los resultados en laventana inferior. ElbotnLimpiar limpia la ventana respectiva, paraluego seleccionar otras Estaciones. Transformar las CoordenadasGeogrficas a UTM. Se seleccionan las estaciones que se requieren,adems del elipsoide respectivo, las que aparecern en la primeraventana superior. Luego presionando el botn Transformar, se tendrnlos resultados en Coordenadas UTM en la segunda ventana inferiorpara ser visualizados. Luego guardar los resultados en un archivode texto presionando el botn Guardar Archivo para imprimir losdatos y resultados completos (Cuadro N. 1). Como ejemplo deaplicacin se toma la informacin de la Base de Datos con lasEstaciones seleccionadas y los resultados se muestran en lapantalla N. 24.

Pantalla N. 23. Transformar Coordenadas Geogrficas a UTM Base deDatos

Pantalla N. 24. Transformar Coord. Geogrficas a UTM. VariasEstaciones.

104

FIGMMGRicaRdo santos RodRguez, hiLdebRando buenda Ros, octaViocaLLa Ramos, FRanci cRuz montes

Cuadro N. 1: Transf. Coord. Geogrficas a UTM Varias EstacionesIngreso: Coordenadas GEOGRFICAS – Nov. 2009 DPTO Callao Lima TacnaAncash Piura Tumbes La Libertad Lambayeque Lambayeque Lima LimaLima Lima Piura Arequipa Lima ESTACIN BCO.HIPOTECARIO CERRO LAMILLA CERRO PALCA CERRO SALINAS PILAN TORRE IGLESIA CERRO ACQUECERRO MIRADOR PTO. FARO-ETEN VANGUARD-ANCN PTA.GRANDE-ANCN CERRO LAMILLA BASE CONCHN PILAN CHARACATO Satel BASE CONCHN ELIPSOIDEPSAD-56 PSAD-56 PSAD-56 PSAD-56 PSAD-56 PSAD-56 PSAD-56 PSAD-56PSAD-56 PSAD-56 PSAD-56 PSAD-56 PSAD-56 PSAD-56 PSAD-56 gps WGS-84LATITUD 12 03 23.980000 S 12 01 02.015000 S 17 47 23.067000 S 08 5409.146000 S 05 08 52.354000 S 03 34 01.391000 S 08 23 33.114000 S06 38 44.180000 S 06 56 26.355000 S 11 46 24.097000 S 11 4652.342000 S 12 01 02.015000 S 12 15 55.265000 S 05 08 52.354000 S16 27 43.520000 S 12 16 07.657050 S LONGITUD 77 08 19.883000 W 7703 59.269000 W 69 55 22.928000 W 78 37 28.367000 W 80 02 26.937000W 80 27 25.228000 W 78 21 54.421000 W 79 41 26.293000 W 79 5125.159000 W 77 08 52.415000 W 77 11 05.300000 W 77 03 59.269000 W76 54 13.800000 W 80 02 26.937000 W 71 29 28.727000 W 76 5421.581190 W FECHA 15/11/1984 15/11/1984 15/01/1987 15/01/198715/01/1987 15/01/1987 15/01/1987 15/01/1987 27/01/1987 15/01/198715/01/1987 15/11/2009 15/11/2009 15/11/2009 15/11/200905/02/2009

Resultados: Coordenadas UTM.

DPTO Callao Lima Tacna Ancash Piura Tumbes La LibertadLambayeque Lambayeque Lima Lima Lima Lima Piura Arequipa Lima

ESTACIN BCO.HIPOTECARIO CERRO LA MILLA CERRO PALCA CERRO SALINASPILAN TORRE IGLESIA CERRO ACQUE CERRO MIRADOR PTO. FARO-ETENVANGUARD-ANCON PTA.GRANDE-ANCO CERRO LA MILLA BASE CONCHAN PILANCHARACATO Satel BaseCONCHAN gps

ELIPSOIDE PSAD-56 PSAD-56 PSAD-56 PSAD-56 PSAD-56 PSAD-56PSAD-56 PSAD-56 PSAD-56 PSAD-56 PSAD-56 PSAD-56 PSAD-56 PSAD-56PSAD-56 WGS-84

NORTE(m) 8666257.458658 8670681.211668 8032811.6641779015073.168519 430903.564404 9605706.264184 9071321.9980109265228.372318 9232650.885132 8697597.106797 8696697.8879078670681.211668 8643357.331690 9430903.564404 8178288.3434428642990.475443

ESTE(m) 267155.777863 275007.100795 402162.442112 61247.199624606314.647194 560308.442864 790187.571198 644744.922353626275.846056 265928.852175 61911.210387 275007.100795292912.169736 606314.647194 233990.117021 292687.965998

ZONA HEMISF 18 S 18 S 19 S 17 S 17 S 17 S 17 S 17 S 17 S 18 S 18S 18 S 18 S 17 S 19 S 18 S

FECHA 15/11/1984 15/11/1984 15/01/1987 15/01/1987 15/01/198715/01/1987 15/01/1987 15/01/1987 27/01/1987 15/01/1987 15/01/198715/11/2009 15/11/2009 15/11/2009 15/11/2009 05/02/2009

105

FIGMMGsistema de inFoRmacin topogRFico y geodsico

b) Submen Coordenadas UTM a Geogrficas. Es el caso inverso alsubmen anterior aplicados en Geodesia cuyo objetivo es transformarlas Coordenadas UTM a Geogrficas. Al seleccionar el submenCoordenadas UTM a Geogrficas, aparece la pantalla N. 25, quemuestra un ejemplo calculado con la siguiente informacin:DatosGenerales. IngreseCoordenadasUTM.CoordenadasGeogrficas(metros)(eselresultado) Proceso.Mantenimiento. Desplazamiento. El ingreso de datos generales,coordenadas UTM, manejo de la Base de Datos, mantenimiento, essimilar al caso explicado de Transformacin de coordenadasGeogrficas a UTM. IV. COMpARACIN DE RESULTADOS ObTENIDOS CON OTRASINSTITUCIONES Para dar validez a los clculos realizados por elSisTopGeo, se ha utilizado informacin de otras entidades, unanacional como el Instituto Geogrfico Nacional (IGN, 2007) queelabor el programa Clculos Geodsicos y programas extranjeros comoFranson Tecnology AB (2003-2005) cuyo nombre del programa esCoordTrans y accesible desde Internet y tambin el programa Geocalc(1992-1994) que titula The Geographic Calculator de Blue MarbleGeographics, cuyos resultados se presentan en el Cuadro N.2.Latitud 8 3 1 15 27 16

Pantalla N. 25. Men Geodesia. Transformar Coordenadas UTM aGeogrficas.

Con los sistemas mencionados se ha calculado la transformacin deCoordenadas Geogrficas a UTM, y con los resultados se hizo doscomparaciones: La primera comparacin se hizo tomando en cuenta losresultados de SisTopGeo como fijos, y como referencia los otrosprogramas, observando que con el IGN la estacin cerro La Milla ladiferencia es la mxima en el este en 0.095mm de variacin siendoaceptable este valor, mientras que en el norte la variacin mxima esde 12.42 mm considerando a la estacin Characato (2do Orden) y lavariacin mxima de la estacin Bco. Hipotecario (1er Orden) es 8.358mm. Con respecto al programa Franson, al este la mxima variacin dela estacin Characato (2do Orden) es -2.979 mm, mientras que en elprimer Orden en la estacin Piln la mxima variacin es -2.806mm,teniendo en cuenta que la transformacin de este programa esredondeado al centmetro. En el norte la mxima variacin para elprimer orden es de la estacin Base Conchn en 11.690 mm.

Cuadro N. 2. Comparacin de la Transformacin de CoordenadasGeogrficas a UTMVertice Pilan Bco. Hipotecario Cerro La Milla BaseConchan Characato Base Conchan GPS Elipsoide PSAD-56 PSAD-56PSAD-56 PSAD-56 PSAD-56 WGS-84 Longitud 2 8 3 54 29 54

5 12 12 12 16 12

52.354 23.980 2.015 55.265 43.520 7.65705

S S S S S S

80 77 77 76 71 76

26.937 19.883 59.269 13.800 28.727 21.581

W W W W W W

17 18 18 18 19 18

606314.647194 267155.777863 275007.100795 292912.169736233990.117021 292687.965998

Este

SisTopGeo Norte

zona

9430903.564404 8666257.458658 8670681.211668 8643357.3316908178288.343442 8642990.475443

606314.6472 267155.7778 275007.1007 292912.1697 233990.1170292687.9660

Este

IGN

9430903.5614 8666257.4503 8670681.2035 8643357.3238 8178288.33108642990.4669

Norte

606314.65 267155.78 275007.10 292912.17 233990.12 292687.97

FRANSON Este Norte

9430903.56 8666257.45 8670681.20 8643357.32 8178288.338642990.47

606314.64720 267155.77782 275007.10076 292912.16971 233990.11703292687.96598

Este

GEOCALC Norte

9430903.56147 8666257.45020 8670681.20349 8643357.323858178288.33051 8642990.46701

Variacin mantenimiento fijo SisTopGec (en mm)Latitud VerticeElipsoide Pilan PSAD-56 5 8 52.354 Bco. Hipotecario PSAD-56 12 323.980 Cerro La Milla PSAD-56 12 1 2.015 Base Conchan PSAD-56 12 1555.265 Characato PSAD-56 16 27 43.520 Base Conchan GPS WGS-84 12 167.65705S S S S S S 80 77 77 76 71 76

Longitud 2 8 3 54 29 54

26.937 19.883 59.269 13.800 28.727 21.581

W W W W W W

17 18 18 18 19 18

0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000

Este

SisTopGeo Norte0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000

zona

-0.006 0.063 0.095 0.036 0.021 -0.002

Este

IGN

3.004 8.358 8.168 7.890 12.442 8.543

Norte

-2.806 -2.137 0.795 -0.264 -2.979 -4.002

FRANSON Este Norte

4.404 8.658 11.668 11.690 13.442 5.443

-0.006 0.043 0.035 0.026 -0.009 0.018

Este

GEOCALC Norte

2.934 8.458 8.178 7.840 12.932 8.433

Variacin mantenimiento fijo IGN (en mm)Latitud Vertice ElipsoidePilan PSAD-56 5 8 52.354 Bco. Hipotecario PSAD-56 12 3 23.980 CerroLa Milla PSAD-56 12 1 2.015 Base Conchan PSAD-56 12 15 55.265Characato PSAD-56 16 27 43.520 Base Conchan GPS WGS-84 12 167.65705S S S S S S 80 77 77 76 71 76

Longitud 2 8 3 54 29 54

26.937 19.883 59.269 13.800 28.727 21.581

W W W W W W

17 18 18 18 19 18

0.006 -0.063 -0.095 -0.036 -0.021 0.002

Este

SisTopGeo Norte

zona

-3.004 -8.358 -8.168 -7.890 -12.442 -8.543

0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000

Este

IGN

Norte0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000

-2.800 -2.200 0.700 -0.300 -3.000 -4.000

FRANSON Este Norte1.400 0.300 3.500 3.800 1.000 -3.100

2.800 2.180 -0.760 0.290 2.970 4.020

Este

GEOCALC Norte-1.470 -0.200 -3.490 -3.850 -0.510 2.990

106

FIGMMGRicaRdo santos RodRguez, hiLdebRando buenda Ros, octaViocaLLa Ramos, FRanci cRuz montes

Si comparamos con el Geocalc se observa en la estacin Bco.Hipotecario la variacin mxima es al este en 0.043 mm (1er orden) yen el norte la variacin mxima para la misma estacin es 8.458 mm. Demanera similar, cuando se hacen las comparaciones manteniendo fijoel IGN, la mximas variacin al este es -2.8 mm para la estacin Piln(1er Orden) igualando este valor para Franson y Geocalc. En elnorte la mxima variacin -8.358mm es para la estacin Bco.Hipotecario del sistema SisTopGeo. IV. DISCUSIN Mediante el Sistemade Informacin Geodsico Topogrfico (SisTopGeo), presentado en laInvestigacin 2009, se proces todos los mens que aparecen en elsistema, tomndose un ejemplo para cada submen y que sirva de modeloal usuario; teniendo que solo blanquear el usuario los campos yluego ingresar sus propios datos de Topografa, Geodesia y AstronomaBsica. Con los datos y resultados obtenidos aplicados a lossistemas SisTopGeo, Progrageod (IGN), CoordTrans (FransonTecnology) y Geocalc (Blue Marble Geographics), se hicieron lascomparaciones y se obtuvieron resultados satisfactorios con lo quese comprob que el SisTopGeo da resultados confiables. Tal es as queal hacer las comparaciones de transformacin de CoordenadasGeogrficas a UTM procesado por los cuatro sistemas se encuentra quela mxima variacin al este es de -2.806mm para la Estacin Piln (1erOrden) y en el norte la mxima variacin es de 8.458mm para laestacin Bco. Hipotecario; todo comparado con el sistemaSisTopGeo.

En las comparaciones con el IGN, se encuentra que la mximavariacin al Este es -2.80 mm que corresponde a la estacin Piln (1erOrden) y para el norte la mxima variacin es -8.358 mm para laestacin Bco. Hipotecario. Con las dos comparaciones se observa queen el eje de las abscisas (este) se tiene una mxima variacin de-2.8 mm y en el eje de las ordenadas (norte) dicha variacin es de8.4 mm, para estaciones de primer orden; por lo que se puedeconcluir que los resultados encontrados por el SisTopGeo sonaplicables a nuestra realidad. V. REfERENCIAS bIbLIOGRfICAS 1.Chueca, P. M. (1996). Topografa. Tomo I, II. Edit. Dossat, S.A.Madrid. 2. Gutirrez, E. (1991). Comportamiento de la matriz deincidencia en la compensacin de redes de nivelacin topogrfica.Tesis de Maestra. Escuela Universitaria de Posgrado, UniversidadNacional Federico Villarreal, Edit. UNI. Lima. 3. F-203, Materialde Referencia. 4. IGN (2005). Proyecto de Normas Tcnicas deLevantamientos Geodsicos. Direccin de Geodesia. Per. 5. IGN (2007).Clculos Geodsicos (Progrageod). Per 6. Martn, F. A. (1992).Geodesia y Cartografa Matemtica. Edit. Paraninfo S.A., 3ra. edicin.Madrid. 7. Serafn, L. C. & Estvez (1980). Fotogrametra. Ed.EGRAF S.A. Madrid.

107

Publicaciones Similares