Geomática: Termino científico moderno que hace referencia a un conjunto de ciencias en las cuales se integran los medios para la captura, tratamiento, análisis, interpretación, difusión y almacenamiento de información geográfica o geoespacial.

GEOMATICALa Geomatica esta compuesta por dos ramas

♦ Geo -> geoide.♦ Matica -> informática.Geomatica = estudio del geoide a través de la informática (tratamiento automatizado de la información).

HISTORIA DE LA GEOMATICA

La geomática nace en Canadá, Quebec el año de 1986 en la Universidad de Laval. Con la creación del primer programa de geomática a nivel mundial.♦ El objetivo fue estudiar la forma de la tierra con las nuevas tecnologías.♦ Se baso en la fotogrametría, cartografía, geodesia y

topografía .La geomática fue adoptada por distintos países y desarrollada en Estados unidos, Europa y Rusia fue alcanzando niveles de detalle mayores a los esperados debido al uso de satélites:♦ En 1978 E. Unidos lanza el satélite NAVSTAR con tecnología GPS.♦ En 1982 Rusia lanza el satélite GLONASS.♦En 1994 AEE y la Comunidad Europea lanzan el programa EGNOS

Dichos avances sirvieron para apoyar los estudios de la tierra y la adoptaron a la información geoespacial con un uso civil.Estos avances tuvieron un gran avance con el desarrollo del hardware y software en la informática para comenzar la gestión y tratamiento de la información geoespacial.♦ Gracias a la geomática las ciencias como la cartografía, topografía, fotogrametría, geodesia, hidrografía, hidrología, etc., se vieron potenciadas con el fin de obtener soluciones prácticas a la ingeniería.

CONTROL TERRESTRE

Los levantamientos de control determinan con precisión las posiciones horizontales y verticales de los puntos observados en la naturaleza.

♦ Estos controles sirven de base para dar origen o para comprobación de levantamientos subordinados en cartografía, en la delimitación de predios y en la planeación de obras civiles diversas.

♦ Estos controles son indispensables como señalamientos para la determinación de datos en los LIS y GIS

LEVANTAMIENTOS DE CONTROL

Existen dos tipos de levantamientos de control:♦ Horizontal, (triangulación, trilateracion y pol. De

precisión).♦ Vertical, (nivelación diferencial de precisión)

♦ En los Levantamientos de control horizontal, se fijan latitudes y longitudes geodésicas de las estaciones y se calculan las coordenadas rectangulares planas (UTM).

♦ En los levantamientos de control vertical Iso datos se calculan a partir de los bancos de nivel.

FORMA Y DIMENSIONES DE LA TIERRA

La forma de la Tierra y de los otros planetas no es la de una esfera sino la de un GEOIDE (esferoide achatado por los polos debido al movimiento de rotación alrededor de sus eies).

Semieje Mayor a: 6.378.137 m♦ Semieje Menor b: 6.356.752,3142 m♦ Achata mientof: 1/298,257223563♦ Producto de la Cte Gravitacional (G) y la Masa de la Tierra (M): GM =

3,986004418x1o14 m3/s2

♦ Vel. Angular de la Tierra to: 7,292115x105 rad/s

ALTURA TOPOGRAFICA

Existen tres (03) alturas a tomar en consideración en los procedimientos topográficos y/o geodésicos♦H. Topográfica.

♦H. del Geoide.

H. del Elipsoide.

DATUM HORIZONTAL Y VERTICAL

Principales Planos de referencia mundial a través del tiempo:♦ NAD 27: North American Datum de 1927, esferoide de Clarke# el reajuste se hizo por mínimos cuadrados. Longitud y latitud fija en la estación de Meades Ranch en Kansas.♦NAD 83:1983, esferoide GRS 80.♦NGVD 29: National Geodetic Vertical Datum (1929), nivel medio del mar de EE.UU y Canadá (26 estaciones)♦NAVD 88: North american vertical datum (1988).

PUNTO FUNDAMENTAL

Es el punto de control donde coinciden la forma del geoide (superficie real) con la elipsoide proyectada. Significa que concuerdan las coordenadas astronómicas (elipsoide) y geodésicas (geoide)

CARTOGRAFIA TOPOGRAFICAEs la ciencia de representar una parte o la totalidad de la tierra por medio de dibujos o mapas, teniendo en cuenta la escala de larepresentaci ó n.

PROCESOS CARTOGRAFICOS

Toma de medidas en la superficie terrestre.♦ Corrección y referenciación al geoide.

♦ Corrección y referenciación al elipsoide de referencia.♦ Aplicación de relaciones matemáticas propias del sistema de proyección

cartográfico.♦ Dibujo del plano o mapa.

SISTEMAS DE COORDENADAS GEOGRAFICAS

Son sistemas para designar la ubicación de cualquier punto sobre la superficie terrestre. Los principales son:♦ Coordenadas geográficas.♦ Proyecciones UTM.

COORDENADAS GEOGRAFICAS

♦ Es un sistema de referencia el cual sirve para ubicar ubicar puntos en la superficie terrestre.

♦ Se expresa en grados minutos y segundos.♦ Tiene dos ejes perpendiculares entre si (latitud y longitud).

PROYECCIONES UTM

Es un sistema de referencia qie sirve para ubicar puntos en la superficie terrestre. Se expresa en metros. Tiene dos ejes perpendiculares entre si (latitud y longitud).

La tierra esta dividida en 6o Husos (6o cada uno). Cada zona esta dividida en 20 bandas (8o cada una).

♦ Las bandas C - M están en el hemisferio sur.♦ Las bandas N -X están en el hemisferio norte.

♦ No existe las bandas "I" ni "O".♦ Las zonas UTM se extienden desde el paralelo 84o N al paralelo 80o S.♦ El origen de coordenadas UTM es la intersección del meridiano central con el

ecuador (falso este, falso norte).♦ Las zonas UTM se estrechan en los polos.

INTRODUCCION:Altimetría o nivelación es un conjunto de operaciones que se realizan “en el campo” con la finalidad de obtener alturas y formas del terreno en sentido vertical.

Los resultados de la nivelación se utilizan en:1. Proyectos viales:

• Carreteras• Vías férreas

2. Proyectos hidráulicos• Canales.

• Obras de drenaje• Obras de Saneamiento.• Obras de riego.

3. Trazo de construcciones.4. Calculo de volúmenes de movimiento de tierras5. Investigación de tratamiento de cuencas hidrográficas.6. Elaboración de planos de altimetría.7. Estudios de los movimientos de las placas de la corteza terrestre.

LINEA VERTICAL: O línea de plomada es la que sigue la dirección de la gravedad.

SUPERFICIE DE NIVEL: Superficie curva que en cada punto es perpendicular a la línea de una plomada, son de forma esferoidal.

LINEA DE NIVEL: Línea contenida en una superficie de nivel, por lo que es una curva.

PLANO HORIZONTAL: Plano perpendicular a la dirección de la gravedad. (perpendicular a la línea de plomada).

LINEA HORIZONTAL: Es la línea de un plano vertical, perpendicular a la línea vertical.

PLANO DE REFERENCIA: Superficie de nivel a la cual se refieren las elevaciones ejm nivel medio del mar.

COTA: O elevación es la distancia vertical desde un plano de referencia hasta un punto dado.

BENCH MARK: Objeto artificial permanente que tiene un punto fijo marcado, cuya elevación se conoce.

NIVELACION: Es un proceso por el cual se determinan las elevaciones de puntos que se desea saber.

CURVATURA DE LA TIERRA Se calcula mediante la siguiente formula matemática: Donde:Cm : alejamiento de la superficie de nivelK : distancia en Km.

REFRACCION TERRESTREEste fenómeno se da debido a la presencia de la atmosfera en la tierra y consiste en que los objetos parezcan estar mas altos de lo que en realidad están, por lo que las lecturas de las miras son menores a lo real. Se puede calcular con la siguiente formula matemática: Donde : Rm : Altura producida por la refracción K : Distancia en kilómetros

REFRACCION Y CURVATURA TERRESTREEn nivelaciones de precisión se utiliza la siguiente formula matematica para la correccion en nivelacion por refraccion y curvatura terrestre.

Donde : em : Altura producida por la refracción y curvatura terrestre K : Distancia en kilómetros

METODOS PARA DETERMINAR LA DIFERENCIA DE COTAS DETERMINACION CON CINTA. NIVELACION DIFERENCIAL. NIVELACION BAROMETRICA. NIVELACION TRIGONOMETRICA. NIVELACION SATELITAL. DETERMINACION CON FOTOGRAMETRIA.

NIVEL DE INGENIERO Formado por un telescopio, un nivel de burbuja principalmente. La finalidad principal del nivel es de amplificar el objetivo y mantener la línea de

visual paralela al piso. El telescopio consta de 3 partes:

• Lente del ocular • Lente del objetivo• Retícula

INSTALACION O PUESTA EN ESTACION Escoger el punto de la estación, de preferencia que este ubicado en un lugar

donde se puedan ver distintos puntos a la vez. Colocar el trípode en un terreno firme donde no exista asentamientos. Las

patas deben estar abiertas con el plato nivelante la altura del pecho del operador.

Hundir las patas del trípode al suelo. Si el terreno es en pendiente una pata debe estar pendiente arriba y dos pendiente abajo.

INSTALACION O PUESTA EN ESTACION Enroscar el tornillo de fijación del trípode al nivel. Poner horizontal el nivel con las patas del trípode, a continuación nivelar el

instrumento con los tornillos nivelantes. Se debe seguir el siguiente esquema.NIVELACION DIFERENCIAL. Se llama diferencial porque para calcular las cotas de los puntos deseados se

utiliza la operación de diferencia o resta.Los puntos intermedios de cada lectura se llaman puntos de cambio

NIVELACION COMPUESTA.Existen tres tipos de visuales obtenidas:

• Vista atrás (V.A) (+)• Vista intermedia (V.I) (-)• Vista adelante (V.D) (-)

La precisión depende del numero de estaciones y de la distancia recorrida.Se mejora la precisión realizando varias lecturas.

PRECISION DE LA NIVELACIONEl valor permisible esta dado por la siguiente ecuación: Donde:

C = error de cierre permisible en mm. m = constante K = distancia en kilómetros

AJUSTE DE CIRCUITOS EN NIVELACION Los errores de cierre permisible se basan en la longitud de los circuitos. Los ajustes de las cotas se corrigen de acuerdo a las estaciones o a la longitud

del circuito. Se debe de realizar para corregir las cotas de las estaciones y para calcular la

precisión del levantamiento.

METODOS DE NIVELACION Según el sistema de coordenadas utilizado:

• No integrado a la red geodésica (cotas relativas).• Integrado a la red geodésica (cotas UTM).

Geométricas o por alturas:• Simple

Método del punto medio. Método del Punto extremo. Método de las estaciones equidistantes. Método de las visuales reciprocas Método de la radiación.

Compuesta o Itinerario altimétrico• Cerrado• Abierto (siempre integrado a la red geodésica)• Colgado (no integrado a la red geodésica)

METODOS DE COMPENSACION DE REDES DE NIVELACION Proporcional al numero de planos de comparación Proporcional a la distancia. Proporcional a los desniveles. Proporcional al numero de tramos.

PERFIL LONGITUDINAL Es la línea que representa la intersección del terreno con un plano vertical. Es la representación grafica de las alturas del terreno. Se utiliza en proyectos de carreteras e hidráulica principalmente. Para realizar el trazo es necesario calcular las alturas de la líneas de referencia

o del alineamiento del proyecto. Se procede con la corrección del circuito y se obtiene las cotas finales. Se grafica los datos obtenidos en papel milimetrado.

La escala vertical debe tener una relación de 10:1 respecto a la escala horizontal.

CLASES DE ERRORES EN LA NIVELACION Errores naturales. Errores instrumentales.Errores personales

ERRORES INSTRUMENTALES1. Línea de visual paralela al piso.2. Retícula no horizontal.3. Mira mal graduada.4. Patas flojas del trípode.

ERRORES NATURALES1. Curvatura de la tierra.2. Refracción terrestre.3. Variación de la temperatura.4. Viento.5. Asentamiento del nivel.6. Asentamiento de la mira.

ERRORES PERSONALES1. Error de centrado de la burbuja circular.2. Paralaje.3. Malas lecturas de la mira.4. Mira inclinada.

REDUCCION DE ERRORES Verificar el nivel circular antes y después de cada lectura. Utilizar un nivel de burbuja en la mira. Mantener iguales la distancia horizontal de las visuales. Realizar una nivelación de ida de vuelta. Realizar las verificaciones aritméticas de los datos registrados.