informe 2º topografia

UNIVERSIDAD ANDINA DEL CUSCOFACULTAD DE INGENIERA PROGRAMA ACADMICO PROFESIONAL DE INGENIERA CIVIL

INFORME DE CAMPO N 2:

LEVANTAMIENTO CON MANEJO DE LAS COORDENADAS UTMASIGNATURA PRESENTADO POR CODIGO CORREO DOCENTE : : : : : TOPOGRAFIA II VILLALOBOS LIMACHI, JENRRI 009100886-C [email protected] ING. HENRY LEZAMA SUCAPUCA

CUSCO PER 2010

P. A. P. de INGENIERIA CIVIL

TOPOGRAFIA II

INFORME N002 - JVL-HLS/TOPOGRAFIA II/PAP.IC/FI/UAC-2010 A DE ASUNTO FECHA : : : : Ing. Henry Lezama Sucapuca Docente de la Asignatura de Topografa II. Jenrri Villalobos Limachi Alumno de la Asignatura de Topografa II. Practica de Campo N002 Levantamiento Con Manejo De Las Coordenadas UTM 26/09/2010

Me es grato dirigirme a UD. Con la finalidad de poner en su conocimiento el informe de prcticas de campo N 002, Levantamiento Con Manejo De Las Coordenadas UTM del curso de Topografa II del semestre 2010-II, realizado el da domingo 19 de setiembre del presente ao en SACSAYHUAMAN. En cuanto informo para los fines pertinentes: ndice Presentacin Introduccin Objetivos de la practica Marco terico Ubicacin de la practica Instrumentos utilizados Desarrollo de la practica Observaciones Recomendaciones Conclusiones Bibliografa Anexos Cumplo con informar a Ud. Ingeniero para los fines que vea por conveniente. ATTE. ----------------------------------------------Jenrri Villalobos Limachi Alumno del Curso-2-


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INDICE

Presentacin Introduccin Objetivos de la Practica Marco Terico Ubicacin de la Practica Instrumentos Utilizados Desarrollo de la Practica Observaciones Recomendaciones Conclusiones Bibliografa Anexos

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PRESENTACION

Seor Docente del Curso de Topografa II del Programa Acadmico Profesional de Ingeniera Civil de la Universidad Andina del Cusco, pongo a vuestra consideracin el informe de la segunda prctica de campo intitulado: Levantamiento Con Manejo De Las Coordenadas UTM Este trabajo pretende cubrir un importante campo de actuacin de los ingenieros como es el de: Manejo y utilizacin del GPS Navegador Manejo y utilizacin de Coordenadas UTM Levantamientos Topogrficos Estas son algunas de las actividades que se realizaron, donde yo como estudiante de Ingeniera Civil y prxima Ingeniero Civil se me exigir hacerlo con la mayor precisin posible, utilizando los mtodos y aparatos adecuados.

Jenrri Villalobos Limachi

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INTRODUCCIN

Sistema de Posicionamiento Global es el significado de las siglas en ingls de GPS, con este pequeo aparato podemos ubicarnos en cualquier parte del planeta, ya que una veintena de satlites estn girando a todo momento alrededor del mismo, de esta manera podemos medir el permetro de un terreno y en un Sistema de Informacin Geogrfico podemos ubicar al predio, y darle a este caractersticas como superficie, distancia de cada uno de sus linderos, uso actual, pendientes, zonas de conflicto, uso potencial del suelo, fertilidad, riego y otros ms. Un navegador GPS es un aparato electrnico que permite la localizacin exacta de una persona o de un coche (aquel que lleva el dispositivo GPS) a travs de la conexin directa con diferentes satlites. Adems permite el clculo de una ruta entre dos puntos y recomienda el mejor trayecto a seguir para llegar desde un lugar a otro. Esta funcionalidad ha revolucionado el mundo de los viajes y del movimiento por carretera que hoy en da ya no se entienden sin este tipo de aparatos. Los navegadores GPS permiten llegar fcilmente a cualquier lugar y con solo seguir las indicaciones que da el navegador GPS. El sistema de coordenadas UTM fue desarrollado por el Cuerpo de Ingenieros del Ejrcito de los Estados Unidos en la dcada de 1940. El sistema se bas en un modelo elipsoidal de la Tierra. Se us el elipsoide de Clarke de 1866 para el territorio de los 48 estados contiguos. Para el resto del mundo incluidos Alaska y Hawi se us el Elipsoide Internacional. Actualmente se usa el elipsoide WGS84 como modelo de base para el sistema de coordenadas UTM. Levantamiento Topogrfico o Planimtrico, georeferenciado en

coordenadas UTM, con las divisiones convenidas, por ejemplo canales de riego y uso actual del terreno en plano formato A0.

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OBJETIVOS DE LA PRCTICA

Ampliar el conocimiento en el manejo del GPS navegador.

Obtener coordenadas UTM con el GPS navegador.

Obtener un levantamiento con el GPS navegador.

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MARCO TEORICOGPS GPS Sistema de Posicionamiento Global o Global Positioning System se inici como un proyecto para permitir a las unidades militares de Estados Unidos conocer su posicin en todo momento y en cualquier lugar del mundo. Navegador GPS Un navegador GPS es un aparato electrnico que permite determinar en todo el mundo la posicin de un objeto, una persona, un vehculo o una nave, con una precisin hasta de centmetros (si se utiliza GPS diferencial), aunque lo habitual son unos pocos metros de precisin. Adems un navegador GPS permite el clculo de una ruta entre dos puntos y recomienda el mejor trayecto a seguir para llegar desde un lugar a otro.

Sistema GPS El sistema GPS consiste en una constelacin de 24 satlites, 21 satlites primarios y 3 de reserva, que orbitan circularmente a 20.000 km de la Tierra dando una vuelta cada 12 horas. Las seales de estos satlites proporcionan una posicin tridimensional de alta precisin, de forma permanente y en cualquier lugar del mundo, que el receptor GPS decodifica y transforma en latitud, longitud, altitud, rumbos y rutas martimas o terrestres y velocidad de vehculos en movimiento como barcos, aviones o automviles, entre otros -7-


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datos. Las rbitas de los satlites forman una red que envuelve la esfera terrestre, de forma que desde cualquier punto terico de su superficie se puedan ver 5 satlites. De este modo y dependiendo de la orografa, el receptor GPS puede recibir y procesar las seales emitidas por al menos 3 satlites.

La posicin tridimensional (latitud, longitud y altitud), conocida como 3D, requiere cuatro satlites a la vista, mientras que la bidimensional (latitud y longitud), llamada 2D slo necesita tres. La mayora de los receptores GPS pueden recibir y procesar hasta ocho satlites simultneamente, aunque la recepcin de un mnimo de tres, permite la navegacin terrestre o martima, prcticamente las 24 horas del da en cualquier lugar de la Tierra. El Sistema GPS es una red de satlites estadounidenses cuya tarea es proporcionar la infraestructura necesaria para permitir una localizacin precisa en el entorno planetario. La red est constituida por un mnimo de 24 satlites (y un mximo de 32) a 20.200Km de altura, en seis planos orbitales. Su periodo de rotacin es, por lo tanto, de 12 horas sidreas exactas. El sistema est diseado para que haya en todo momento entre 8 y 12 satlites visibles en cualquier punto de la Tierra, exceptuando latitudes muy elevadas (los polos terrestres). Sistema de Coordenadas Universal Transversal de Mercator El Sistema de Coordenadas Universal Transversal de Mercator (En ingls Universal

Transverse Mercator, UTM) es un sistema de coordenadas basado en la proyeccincartogrfica transversa de Mercator, que se construye como la proyeccin de Mercator normal, pero en vez de hacerla tangente al Ecuador, se la hace tangente a un meridiano. A diferencia del sistema de coordenadas geogrficas, expresadas en longitud y latitud, las magnitudes en el sistema UTM se expresan en metros nicamente al nivel del mar que es la base de la proyeccin del elipsoide de referencia. -8-


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CARACTERSTICAS DE LAS COORDENADAS UTM Y DESCRIPCIN DE ESTE TIPO DE COORDENADAS CARACTERSTICAS DE LAS ZONAS UTM

Aqu teneis una representacin de las 60 zonas UTM de la Tierra. Dibujo realizado por Peter H. Dana, de la Universidad de Texas. Es importante destacar aqu que a las zonas, tambin se les llama husos. Por lo que podemos decir que la Tierra esta dividida en 60 husos, y podemos hablar del huso 30, del huso 31, etc.

Cada zona UTM est dividida en 20 bandas (desde la C hasta la X)o o

Las bandas C a M estn en el hemisferio sur Las bandas N a X estn en el hemisferio norte.

Una regla til es acordarse de que cualquier banda que est por encima de N (de norte) est en el hemisferio norte.

Las primeras 19 bandas (C a W) estn separadas o tienen una altura de 8 cada una. La banda 20 o X tiene una altura de 12

Espaa est incluida en las zonas/husos 28 (Islas Canarias), 29 (Galicia), 30 (Centro de Espaa y Espaa occidental), y 31 (Espaa oriental e Islas Baleares).

Tambin quisiera destacar que en el esquema de abajo, y por razones didcticas y por simplificacin, se representa cada

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DESCRIPCIN DE LAS COORDENADAS UTM

Por definicin, cada zona UTM tiene como bordes o tiene como lmites dos meridianos separados 6.

Esto crea una relacin entre las coordenadas geodsicas angulares tradicionales (longitud y latitud medida en grados) y las rectngulares UTM (medidas en metros) y permite el diseo de fmulas de conversin entre estos dos tipos de coordenadas.

La lnea central de una zona UTM siempre se hace coincidir con un meridiano del sistema geodsico tradicional, al que se llama MERIDIANO CENTRAL. Este meridiano central define el origen de la zona UTM (ver adelante).

En realidad, este esquema no est dibujado a escala. La altura de una zona UTM es 20 veces la distancia cubierta por la escala horizontal. Se ha dibujado as por razones de espacio.

Por tanto, los lmites este-oeste de una zona UTM est comprendida en una regin que est 3 al Oeste y 3 al Este de este meridiano central. Los meridianos centrales estn tambin separados por 6 de longitud.

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Los lmites Norte-Sur de una zona UTM es aquella comprendida entre la latitud 84 N, y la latitud 80 S. El resto de las zonas de la Tierra (las zonas polares) estn abarcadas por las coordenadas UPS (Universal Polar Stereographic).

Cuando se considera la orientacin norte-sur, una lnea de una zona UTM coincide con los meridianos de las coordenadas angulares SLO en el meridiano central.

En el resto de la zona no coinciden las lneas de la zona UTM (el grid) con los meridianos. Estas diferencias se acentuan en los extremos derecho e izquierdo de la zona UTM, y se hacen mayores conforme nos alejamos del meridiano central.

Por esta razn, en una zona UTM, la NICA lnea (de grid) que seala al verdadero norte es aquella que coincide con el meridiano central. Las dems lneas de grid en direccin norte-sur se desvan de la direccin del polo norte verdadero. El valor de esta desviacin la llaman CONVERGENCIA DE CUADRCULA. Los mapas topogrficos de cierta calidad suelen incluir esta informacin referencindola con el centro del mapa. La declinacin en el hemisferio norte es Oeste cuando el valor de Easting es inferior a 500.000 metros, y es Este cuando es mayor de 500.000 metros. Ver el esquema de arriba para verlo mejor.

Puesto que un sistema de coordenadas rectangulares como el sistema UTM no es capaz de representar una superficie curva, existe cierta distorsin. Considerando las 60 zonas UTM por separado, esta distorsin es inferior al 0,04%.

Cuando se considera la orientacin este-oeste, sucede un fenmeno parecido. Una lnea UTM coincide con una sola lnea de latitud: la correspondiente al ecuador. Las lneas de grid de la zona UTM se curvan hacia abajo conforme nos movemos al norte y nos alejamos del meridiano central, Y NO coinciden con las lneas de los paralelos. Esto se debe a que las lneas de latitud son paralelas al ecuador en una superficie curva, pero las lneas horizontales UTM son paralelas al ecuador en una superficie plana.

Una zona UTM siempre comprende una regin cuya distancia horizontal al Este (Easting) es siempre inferior a 1.000.000 metros (de hecho, la "anchura" mxima

de una zona UTM tiene lugar en el ecuador y corresponde aproximadamente a 668 km, ver adelante). Por eso siempre se usa un valor de Easting de no ms de 6 dgitoscuando se expresa en metros.

Para cada hemisferio, una zona UTM siempre comprende una regin cuya distancia vertical (Northing) es inferior a 10.000.000 metros (realmente algo ms de

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9.329.000 metros en la latitud 84 N). Por eso siempre se usa un valor de Northingde no ms de 7 dgitos cuando se expresa en metros.

Por esta razn siempre se usa un dgito ms para expresar la diastancia al norte (Northing) que la distancia al este (Easting).

Por convenio, se conidera EL ORIGEN de una zona UTM al punto donde donde se cruzan el meridiano central de la zona con el ecuador. A este origen se le define:o

con un valor de 500 km ESTE, y 0 km norte cuando consideramos el hemisferio norte.

o

con un valor de 500 km ESTE y 10.000 km norte cuando consideramos el hemisferio sur

OJO. Eso significa que los extremos izquierdos y derecho de la zona UTM no corresponden nunca a las distancias 0 y 1000 km, respectivamente. Eso es asi porque la zona UTM nunca tiene un ancho de 10.000 km. Recordar que 6 de longitud equivalen a una distancia aproximada de 668 km en el ecuador, y se hace menor conforme aumenta la latitud hacia ambos polos, porque la Tierra es casi una esfera.

Al dar al origen (punto medios de la zona) un valor de 500 km, decimos que estamos dando un FALSO ORIGEN, y adems, UN FALSO EASTING y un FALSO NORTHING. Se pretende de esta forma que nunca se usen valores negativos.

SORPRESA! (y adems algo dificil de explicar). Si tuvierais una oportunidad, observareis que algunos mapas digitales, como los de la Junta de Andaluca, estn todos referenciados usando la zona UTM 30. Cmo puede ser esto posible si Andaluca, por tomar un ejemplo, est comprendido en las zonas UTM 29 y 30?. Voy a tratar de explicarlo .o

La zona UTM 30 tiene como lmites los paralelos 6 W (en el extremo izquierdo) y 0 (meridiano de Greenwhich, en el extremo derecho). He mirado la grfica de arriba para saberlo.

o

Esto significa que en la parte central de la zona 30 tiene que estar por definicin el meridiano central 3 W. Tambin por definicin decimos que sus coordenadas UTM deben ser, en el ecuador, UTM 30N 500000, 0 (recuerda, en el ecuador, el valor del norte es 0 (cero).

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o

La esquina izquierda de la zona UTM 30 en el ecuador debe ser por tanto referida como zona UTM (166008, 0). Cmo lo he sabido?. Esta esquina izquierda tiene las coordenadas 6W; 0N. Lo nico que tengo que hacer ahora es convertir este valor en coordenadas UTM con un programa como OZIExplorer que hace las conversiones por mi.

o

Por las mismas razones, la esquina derecha de la zona UTM 30, tiene las coordenadas 0E; 0N, y debe coincidir con las coordenadas UTM (833992, 0). Esto se puede determinar bien porque o lo convierto directamente con OZIExplorer, o porque s que la mitad de una zona UTM en el ecuador equivale aproximadamente a 333.992 metros (500.000-166008=333.992 metros, luego la esquina derecha es 500.000+333.992=833.992 metros). Esto tambin significa que 6 en el ecuador, la anchura mxima de una zona UTM es de 667988 metros.

o

Entonces, que significara que alguien te diera un valor de este (Easting) de UTM 30 120000 0?. En el ecuador, este lmite de 120.000 metros de Easting est por debajo de los 166.008 metros del extremo izquierdo de la zona UTM 30. Esto significa, ni ms ni menos, que en realidad estamos hablando de unas coordenadas comprendidas en la zona UTM 29, y no en la zona 30. Sera exactamente la coordenada UTM 29N 788000 0. Programas como OZIExplorer hacen esas conversiones directamente por t. Por las mismas razones, cualquier regin expresada en el ecuador con valores de este superiores a UTM 30N 833993 indicaran que est localizada en la zona UTM 31.

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Levantamiento Topogrfico de Propiedades con tecnologa GPS Adelante se encuentran las preguntas ms frecuentes que ayudaran a entender de una mejor manera esta nueva herramienta. El GPS (Global Positional System) Sistema de Posicionamiento Global es el significado de las siglas en ingls de GPS, con este pequeo aparato podemos ubicarnos en cualquier parte del planeta, ya que una veintena de satlites estn girando a todo momento alrededor del mismo, de esta manera podemos medir el permetro de un terreno y en un Sistema de Informacin Geogrfico podemos ubicar al predio, y darle a este caractersticas como superficie, distancia de cada uno de sus linderos, uso actual, pendientes, zonas de conflicto, uso potencial del suelo, fertilidad, riego y otros ms. Agroprecisin posee varios tipos de GPS, cada uno con caractersticas individuales diferentes, los mismos que se utilizan dependiendo el tipo de trabajo a realizar. De que maneras se puede hacer un levantamiento Topogrfico? Estacin total electro-ptico de la gama ms moderna, cuyo funcionamiento se apoya en la tecnologa electrnica. Recorriendo con un GPS por los linderos de la propiedad y cada uno de los lotes, construcciones, canales y otros sitios de importancia de la plantacin. Con interpretacin fotogramtrica, a partir de fotografas areas (23 x 23 cm) tomadas anteriormente en la zona por el IGM a escala 1: 60000. Imgenes satelitales de la zona. Imgenes digitales areas de alta resolucin, donde una avioneta toma fotografas areas a escala 1: 10000 de la propiedad mediante un sistema GPS y otro de procesamiento de imgenes areas, as se obtiene un mosaico de imgenes de alta resolucin. Cmo se entrega el trabajo final? Culminada la fase de campo y de oficina, se entrega el trabajo al cliente en dos formas, anlogo y digital. Analgico: Levantamiento Topogrfico o Planimtrico, georeferenciado en coordenadas UTM, con las divisiones convenidas, canales de riego y uso actual del terreno en plano formato A0.

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Ubicacin del terreno en Carta Topogrfica digital georeferenciada 1:50 000 IGM correspondiente a la zona de la propiedad. Permetro sobrepuesto en fotografa area digitalizada y georeferenciada del sector a partir del negativo del instituto Geogrfico Militar. Modelo digital del terreno en tres dimensiones. Ubicacin Socioeconmica de la finca en relacin a poblados y ciudades cercanos. Informacin de las Caractersticas Biofsicas y Climticas de la Zona escala 1:250 000. (Informe escrito) Digital (CD): Plano Formato JPG (imagen), formato CAD (Auto CAD 2000) y SHP (arcview 3.2, Sistema de Informacin Geogrfica), informe escrito en formato Microsoft Word. Qu ms puedo realizar con esta tecnologa? Con la ayuda de un mapa podemos conocer la superficie de la propiedad, la superficie de cada uno de los lotes o a su vez ubicar y determinar el tamao de los lotes, segn el uso que vaya a darse. Con los modelos digitales del terreno se realizan mapas de pendientes donde identificamos zonas mecanizables, zonas susceptibles que requieren un cuidado especial de conservacin de suelos y zonas con fuertes pendientes que no son aptas para la agricultura. A esto se le suma los mapas de fertilidad y de rendimientos, donde conocemos en cada sitio de la finca los niveles de nutrientes y los rendimientos, informacin que el administrador analizar y tomar las medidas necesarias para mejorar el manejo y de esta manera ahorrar insumos.

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UBICACIN DE LA PRCTICA

DATOS DE LA PRACTICA

Fecha : C-19-09-10 Lugar : EXPLANADA DE SACSAYHUAMAN CUSCO. Hora de Inicio: 11:00 horas Hora de trmino: 15:00 horas Clima: Soleado

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INSTRUMENTOS UTILIZADOS

GPS navegador

Libreta de campo

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DESARROLLO DE LA PRCTICA

Al llegar a la EXPLANADA DE SACSAYHUAMAN, nos agrupamos para el desarrollo de la prctica a realizar.

Primer Paso.- Al estar en el lugar hicimos un reconocimiento del terreno. Segundo Paso.- Procedimos a tomar coordenadas UTM en diferentes puntos del terreno almacenndolos en una libreta de campo.

OBSERVACIONES

1. Al parecer no se tuvo la cantidad ptima de puntos para tener un mejor levantamiento. 2. No se tuvo las facilidades de axesibilidad a diferentes partes del terreno para un mejor levantamiento.

RECOMENDACIONES

Tener mas cuidado y paciencia en la toma de puntos UTM.

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CONCLUSIONES

1. Para realizar el levantamiento de un terreno, es necesario contar con la cantidad de datos de campo suficientes, para definir con precisin el trazo y puntos del terreno.

2. Durante la toma de datos se tuvieron algunos errores en la medicin, que pudimos corregirlo a tiempo.

3. Concluimos que fue fundamental el uso del GPS, su uso fue importante para la toma de coordenadas UTM.

BIBLIOGRAFIA

Articulos del internet.

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Anexos Fotos:

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