INSTITUTO TECNOLOGICO DE CAMPEHE

DEPARTAMENTO DE CIENCIAS DE LA TIERRA

CARRERA: ARQUITECTURA

MATERIA TOPOGRAFIA

TRABAJO DE INVESTIGACION

“NUEVAS TECNOLOGIAS APLICADAS AL AMBITO ARQUITECTONICO”

REALIZO EL ALUMNO: TORRES BRICEÑO JOSE IGNACIO

DEL GRUPO MQ3

UNIDAD 3

CALIFICACION__________________

SAN FRANCISCO DE CAMPECHE, CAMPECHE A 18 DE DICIEMBRE DEL 2014

INDICE

Presentación……………………………………………………………….……. pág. 3

3.1 Fotogrametría……………………………………………………………..… pág. 4

3.2 Sistemas de posicionamiento global (GPS)……………………………….… pág. 8

3.3 Sistemas de información geográfica (SIG)…................................................... pág. 11

3.4 Aplicación del software de dibujo asistido por computadora…………………….

PRESENTACION

3.1 FOTOMETRIA

Actualmente, cualquier cartografía, así como los levantamientos topográficos de una cierta magnitud, es realizada con técnicas de fotogrametría, a partir de fotografías aéreas. Si bien el concepto esta implícitamente ligado a la producción de cartografía, comprende un ámbito de aplicación más amplio y se puede dividir en numerosas ramas que abarcan desde la Fotointerpretación hasta la Teledetección.

Según Boneval, la fotogrametría se define como “la técnica cuyo objeto es estudiar y definir con precisión la forma, dimensión y posición en el espacio de un objeto cualquiera, utilizando esencialmente medidas hechas sobre una o varias fotografías de ese objeto”.1

La fotogrametría es la ciencia o técnica cuyo objetivo es el conocimiento de las dimensiones y posición de objetos en el espacio, a través de la medida o medidas realizadas a partir de la intersección de dos o más fotografías, o de una fotografía y el modelo digital del terreno correspondiente al lugar representado, el cual ha de ser realizado anteriormente por intersección de dos o más fotografías.2

La palabra fotogrametría se deriva del vocablo "fotograma" (de "phos", "photós", luz, y "gramma", trazado, dibujo), como algo listo, disponible (una foto), y "metrón", medir.

Por lo que resulta que el concepto de fotogrametría es: "medir sobre fotos".

Si trabajamos con una foto podemos obtener información en primera instancia de la geometría del objeto, es decir, información bidimensional. Si trabajamos con dos fotos, en la zona común a éstas (zona de solape), podremos tener visión estereoscópica; o dicho de otro modo, información tridimensional.

Esta técnica es básica para la elaboración de toda la cartografía, ya sea topográfica, temática, catastral, etc.

Puede ayudarse de información espectral y radiométrica de una imagen digital apoyada en la teledetección.

La fotogrametría puede ser terrestre o aérea dependiendo desde donde son obtenidas las imágenes.

1 ftp://ftp.unsj.edu.ar/agrimensura/Fotogrametria/Unidad6/Introduccion_a_la_Fotogrametria.pdf2 http://www.topoequipos.com/dem/terminologia/que-es-fotogrametria

APLICACIONES

Sus aplicaciones son numerosas:

Agronomía.

Cartografía.

Ortofotografía.

Arquitectura.

Planeamiento y ordenación del territorio.

Medio ambiente.

Arqueología.

Control de estructuras.

Mediciones.

Topografía.

Medicina.

Zoologia

Técnica de medición de coordenadas 3D que utiliza fotografías u otros sistemas de percepción remota junto con puntos de referencia topográficos sobre el terreno, como medio fundamental para la medición.

TIPOS DE FOTOGRAMETRÍA

Existen tres formas de hacer fotogrametría:

Fotogrametría analógica: Son los modelos matemáticos utilizados. Evidentemente, fue la primera parte de la fotogrametría en desarrollarse.

Fotogrametría analítica: Se encarga de aplicar los modelos matemáticos a objetos físicos. Fue la segunda parte en desarrollarse.

Fotogrametría digital: Con la aparición de los ordenadores, se sustituye la imagen analógica por la imagen digital, del mismo modo que se empiezan a utilizar programas informáticos. En la actualidad la fotogrametria digital convive con la analítica.

Fotogrametría Aérea: Es en donde las estaciones se encuentran en el Aire, esta se aplica para la elaboración de planos y/o mapas para el desarrollo de proyectos de Ingeniería.

Fotogrametría Terrestre: En este caso las estaciones se encuentran a nivel del suelo.

MÉTODO

Método de reconstrucción de objetos o terreno mediante fotogrametría:

Fotografiar los objetos: Será necesario una previa Planificación del vuelo y de las tomas de fotografías (se hace en la fase de Proyecto de vuelo), tras la planificación se procede a la Obtención de imágenes (Vuelo), y a un posterior Procesado.

Orientación de las imágenes: Colocación de los fotogramas en la posición adecuada con sus marcas fiduciales (orientación interna); Colocar los fotogramas en la misma posición que ocupaban entre ellos en el momento de las tomas (orientación relativa);

Formación del modelo por restitución para después aplicarle giros, una traslación y un factor de escala (orientación absoluta) para tener el modelo (objeto) en coordenadas terreno. Incluye también el escalado del objeto para obtener y realizar medidas en las magnitudes reales.

Formación del modelo por rectificación, consistente en, una vez aplicados la orientación tanto interna como externa del haz de luz, hallar la intersección entre dicho haz orientado y el modelo digital del terreno correspondiente al espacio que se quiere determinar. Para

realizar una rectificación se ha tenido que realizar previamente una restitución de dicho lugar.

Aspectos Geométricos de la Fotografía Aérea Vertical

Los tipos de fotografías aéreas en función de la iclinacion del eje de la cámara son:

Verticales- cuando el angulo que forma el eje óptico de cámara con la vertical no supera los 3°

Oblicuas- aquellas en las que el ángulo que forma el eje óptico de la amara y la vertical es superior a 3°

Panorámicas son las que en la fotografía aparece el horizonte.

En fotometría aérea las fotografías utilizadas son las verticales, siendo tomadas con una cámara aérea calibrada. Estas son cámaras cuyos elementos internos son estables y perfectamente conocidos mediante procesos de calibración.3

3 ftp://ftp.unsj.edu.ar/agrimensura/Fotogrametria/Unidad6/Introduccion_a_la_Fotogrametria.pdf

3.2 SISTEMAS DE POSICIONEMIENTO GLOBAL (GPS)

Para llevar a cabo levantamientos de alta precisión geodésico-topográficos es necesario utilizar equipos de medición de la tecnología más avanzada, tales como el GPS (Sistema de Posicionamiento Global), con él es posible determinar las coordenadas que permiten ubicar puntos sobre la superficie de la Tierra.4

El GPS es un sistema de posicionamiento por satélites desarrollado por el Departamento de la Defensa de los E.U., diseñado para apoyar los requerimientos de navegación y posicionamiento precisos con fines militares. En la actualidad es una herramienta importante para aplicaciones de navegación, posicionamientos de puntos en tierra, mar y aire.

El GPS está integrado por tres segmentos o componentes de un sistema, que a continuación se describen:

a) Segmento espacialEl Sistema de Posicionamiento Global (GPS) es una constelación de satélites de navegación que orbitan la Tierra a una altitud de cerca de 12.000 millas (20.000 kilómetros). A esta altitud, los satélites completan dos órbitas en un poco menos de un día. Aunque originalmente diseñado por el Departamento de Defensa de EE.UU. para aplicaciones militares, su gobierno federal hizo el sistema disponible para usos civiles y levantó las medidas de seguridad diseñadas para restringir la precisión hasta 10 metros.

La constelación óptima consiste en 21 satélites operativos con 3 de "repuesto". A partir de julio de 2006, había 29 satélites operacionales de la constelación.

Señales GPS

Los satélites del GPS transmiten dos señales de radio de baja potencia, llamadas "L1" y "L2". Cada señal GPS contiene tres componentes de información: un código pseudoaleatorio, los datos de efemérides de satélite y datos de almanaque. El código pseudoaleatorio identifica al satélite que transmite su señal. Los datos de efemérides de satélite proporcionan información sobre la ubicación del satélite en cualquier momento. El almanaque contiene información sobre el estado del satélite y la fecha y hora actuales. Para cada satélite, el tiempo es controlado por los relojes atómicos a bordo que son cruciales para conocer su posición exacta.

Determinación de Posiciones del GPS

4 http://www.inegi.org.mx/geo/contenidos/geodesia/gps.aspx?dv=c1

Las posiciones se obtienen mediante la determinación de las distancias a los satélites visibles. Este proceso se conoce como "trilateración". El momento de la transmisión de la señal en el satélite se compara con el momento de la recepción en el receptor. La diferencia de estos dos tiempos nos dice cuánto tiempo tomó para que la señal viajara desde el satélite al receptor. Si se multiplica el tiempo de viaje por la velocidad de la luz, podemos obtener el rango, o de distancia, con el satélite. La repetición del proceso desde tres satélites permite determinar una posición de dos dimensiones en la Tierra (es decir, la longitud y latitud). Un cuarto satélite es necesario para determinar la tercera dimensión, es decir la altura. Cuantos más satélites son visibles, más precisa es la posición del punto a determinar. Las órbitas de los satélites GPS están inclinadas respecto al ecuador de la Tierra en alrededor de 55°. La distribución espacial de la constelación de satélites permite al usuario disponer de 5 a 8 satélites visibles en cualquier momento. El sistema está diseñado para asegurar que al menos cuatro satélites estarán visibles con una recepción configurada de la señal de 15 ° sobre el horizonte en un momento dado, en cualquier parte del mundo.

Aunque el GPS puede dar posiciones muy precisas, aún hay fuentes de error. Estos incluyen los errores del reloj, los retrasos atmosféricos, sin saber exactamente dónde están los satélites en sus órbitas, las señales que se refleja de los objetos en la superficie de la Tierra, e incluso la degradación intencionada de la señal del satélite.

b) Segmento de control

Es una serie de estaciones de rastreo, distribuidas en la superficie terrestre que continuamente monitorea a cada satélite analizando las señales emitidas por estos y

a su vez, actualiza los datos de los elementos y mensajes de navegación, así como las correcciones de reloj de los satélites.5

Las estaciones se ubican estratégicamente cercanas al plano ecuatorial y en todas se cuenta con receptores con relojes de muy alta precisión.

c) Segmento usuario

Lo integran los receptores GPS que registran la señal emitida por los satélites para el cálculo de su posición tomando como base la velocidad de la luz y el tiempo de viaje de la señal, así se obtienen las pseudodistancias entre cada satélite y el receptor en un tiempo determinado, observando al menos cuatro satélites en tiempo común; el receptor calcula las coordenadas X, Y, Z y el tiempo.6

5 http://www.inegi.org.mx/geo/contenidos/geodesia/gps.aspx?dv=c16 http://www.inegi.org.mx/geo/contenidos/geodesia/gps.aspx?dv=c1

3.3 SISTEMAS DE INFORMACION GEOGRAFICAS (SIG)

Los Sistemas de Información Geográfica (SIG) son el resultado de la aplicación de las llamadas Tecnologías de la Información (TI) a la gestión de la Información Geográfica (IG).7

El término Sistema de Información Geográfica (SIG) tiene tres acepciones: el SIG como disciplina; el SIG como proyecto, cada una de las realizaciones prácticas, de las implementaciones existentes; el SIG como software, es decir los programas y aplicaciones de un proyecto SIG.

La acepción principal es la de SIG como proyecto, Sistema de Información que gestiona Información Geográfica, es decir información georreferenciada. La definición más extendida de SIG, con pequeñas variaciones, es la establecida por el Departamento de Medio Ambiente (DoE), Burrough, Goodchild, Rhin y otros. La cual podemos sintetizar diciendo que un SIG es un:

«Conjunto integrado de medios y métodos informáticos, capaz de recoger, verificar, almacenar, gestionar, actualizar, manipular, recuperar, transformar, analizar, mostrar y transferir datos espacialmente referidos a la Tierra.»

7 http://www.ign.es/ign/layoutIn/actividadesSistemaInfoGeografica.do

Sin embargo creemos que, tal y como sostienen Burrough y Bouillé, un SIG debe verse también como un modelo del mundo real, por lo que se podría definir como:

«Modelo informatizado del mundo real, en un sistema de referencia ligado a la Tierra para satisfacer unas necesidades de información concretas».

En cualquier caso, se compone de datos, hardware, software, recursos humanos y un esquema organizativo.

Componentes de un SIG

Los SIG están integrados por cinco componentes fundamentales: hardware, software, datos, personal y métodos.

El hardware se refiere a la computadora en la cual operará el SIG. Actualmente, estos sistemas pueden ser ejecutados en una amplia variedad de hardware, desde servidores de computadoras centralizados, hasta computadoras de escritorio utilizadas en configuraciones individuales o conectadas en red. Una organización requiere de un hardware específico para cumplir las necesidades de la aplicación. Algunas cosas que se deben considerar son, a saber: la velocidad, el costo, el soporte técnico, la administración, la escalabilidad y la seguridad.

El software de un SIG proporciona las funciones y herramientas necesarias para almacenar, analizar y desplegar información geográfica. Los componentes claves del software son: a) un sistema de manejo de base de datos (SMBD), b) las herramientas para la entrada y manipulación de información geográfica; c) las herramientas de soporte para consultas, análisis y visualización geográfica, y d) una interface gráfica de usuario (GUI, por sus siglas en inglés) para un fácil acceso a las herramientas.

El componente más importante de un SIG son los datos. La recolección de los datos es un proceso largo que frecuentemente demora el desarrollo de productos que pueden utilizarse para justificar la inversión. Los datos geográficos y los datos tabulares relacionados pueden obtenerse por medio de una fuente propia o a través de un proveedor comercial de datos. La

mayoría de los SIG emplean un SMBD para crear y mantener una base de datos para ayudar a organizar y manejar dichos datos.

La tecnología de los SIG es de valor limitado sin el personal que maneje el sistema y desarrolle planes que se apliquen a los problemas del mundo real. Frecuentemente subestimados, sin gente, los datos no se actualizan y se manejan equivocadamente; además, el hardware no se utiliza en todo su potencial. Sin embargo, los usuarios de SIG varían y van desde especialistas técnicos, que diseñan y mantienen los sistemas, hasta aquellos que lo utilizan para ayudar a realizar sus tareas diarias.

En cuanto a los métodos, el éxito en la operación de los SIG debe estar acorde con un buen diseño en la planeación y con las reglas de operación de la organización, pues son los modelos prácticos de operaciones únicas para cada organización.