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UNIFICAR Y ESTANDARIZAR LA INFORMACIÓN DE ALTURAS QUE SE ENCUENTRAN EN LAS BASES DE DATOS UTILIZADAS POR EL GIT GEODESIA

DEL INSTITUTO GEOGRÁFICO AGUSTÍN CODAZZI.

LICETH ANDREA HERNANDEZ BUITRAGO COD: 20141032251

UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS

FACULTAD DE MEDIO AMBIENTE Y RECURSOS NATURALES

INGENIERÍA TOPOGRÁFICA

BOGOTÁ

2018

UNIFICAR Y ESTANDARIZAR LA INFORMACIÓN DE ALTURAS QUE SE ENCUENTRAN EN LAS BASES DE DATOS UTILIZADAS POR EL GIT GEODESIA

DEL INSTITUTO GEOGRÁFICO AGUSTÍN CODAZZI.

LICETH ANDREA HERNANDEZ BUITRAGO

COD: 20141032251

Proyecto de grado para optar por el título de Ingeniero Topográfico

Director Interno:

WILLIAM BENIGNO BARRAGAN ZAQUE

Ingeniero Topográfico

Director Externo:

JOSE RICARDO GUEVARA

Ingeniero Catastral y Geodesta

UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS

FACULTAD DE MEDIO AMBIENTE Y RECURSOS NATURALES

INGENIERÍA TOPOGRÁFICA

BOGOTÁ

2018

DEDICATORIA

Principalmente a Dios, quien ha dispuesto de su gracia y su favor para brindarme todas las capacidades necesarias para la consecución de los objetivos propuestos y por la recompensa a la dedicación y tiempo depositados.

Dedico este logro alcanzado a mis padres, quienes me han brindado su apoyo y motivación en cada una de las etapas y proyectos emprendidos para el desarrollo en el campo personal y profesional.

AGRADECIMIENTOS

Agradezco a la UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS, la cual me brindo todas las herramientas de conocimiento necesarias tanto para el desarrollo personal como para el campo profesional.

También a mi director interno WILLIAM BARRAGAN ZAQUE, quien ha dispuesto de su tiempo y conocimientos para guiarme en la consecución de los objetivos trazados.

Así mismo doy agradecimientos a mi Director Externo, el Ingeniero JOSE RICARDO GUEVARA quien deposito su confianza, apoyo y dirección para poder cumplir todas las actividades propuestas en el desarrollo de la pasantía.

A SANDRA GONZALEZ Y JONNATHAN FANDIÑO, quienes me instruyeron con su experiencia y conocimientos en el desarrollo de la pasantía dentro del GIT Geodesia.

CONTENIDO

1. INTRODUCCIÓN .......................................................................................................... 1

2. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA .......................................................................... 2

3. OBJETIVOS ................................................................................................................. 3

3.1. OBJETIVO GENERAL .................................................................................................. 3

3.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS ......................................................................................... 3

4. MARCO REFERENCIAL .............................................................................................. 4

4.1. REDES DE NIVELACIÓN ............................................................................................. 4

4.1.1. ORDENES DE PRECISIÓN PARA LOS PUNTOS DE CONTROL VERTICAL ............. 4

4.1.2. ESPECIFICACIONES TÉCNICAS PARA LAS LÍNEAS DE NIVELACIÓN .................... 6

4.2. NIVELACIÓN CON GNSS ............................................................................................ 6

4.2.1. ELIPSOIDE ................................................................................................................... 7

4.2.2. GEOIDE ........................................................................................................................ 7

4.2.3. ALTURA ELIPSOIDAL .................................................................................................. 7

5. MAPA CONCEPTUAL .................................................................................................. 8

6. DESCRIPCIÓN DE RESULTADOS .............................................................................. 9

6.1. DIAGNÓSTICO DE LAS BASES PROPORCIONADAS ................................................ 9

6.2. CRITERIOS ESTABLECIDOS .................................................................................... 14

6.3. CONSOLIDADO FINAL .............................................................................................. 14

7. ANÁLISIS DE RESULTADOS .................................................................................... 17

8. PRODUCTO ............................................................................................................... 25

9. ALCANCES E IMPACTOS ......................................................................................... 26

10. CONCLUSIONES ....................................................................................................... 27

11. RECOMENDACIONES ............................................................................................... 29

12. BIBLIOGRAFÍA .......................................................................................................... 30

INDICE DE TABLAS

Tabla 1. Resumen sobre información de puntos que conforman la base de datos No. 1 ........ 9

Tabla 2. Resumen sobre información de puntos que conforman la base de datos No. 2 ........ 9

Tabla 3. Resumen sobre información de puntos que conforman la base de datos No. 3 ...... 10





Tabla 8. Resumen de campos que componen la base de datos No.1 ................................... 11

Tabla 9. Resumen de campos que componen la base de datos No.2 ................................... 11

Tabla 10. Resumen de campos que componen la base de datos No.3 ................................. 12





Tabla 15. Resumen de campos que componen el consolidado total ..................................... 13

Tabla 16. Rescripción de información sobre puntos únicos................................................... 14

Tabla 17. Resultado de la depuración. .................................................................................. 15

Tabla 18. Distribución de puntos del consolidado inicial de acuerdo al tipo de altura. ........... 17

INDICE DE ILUSTRACIONES

ilustración 1. Muestra de puntos obtenidos a partir de la depuración. ................................... 15

ilustración 2. Muestra de puntos duplicados sin definir. ........................................................ 16

ilustración 3. Muestra de puntos con altura geométrica y nivelada gps iguales. .................... 16

ilustración 4. Gráfica de distribución de alturas geométricas en las bases. ........................... 18

ilustración 5. Gráfica de distribución de alturas niveladas gps en las bases. ......................... 18

ilustración 6. Gráfica de distribución de puntos sin tipo de altura en las bases. .................... 19

ilustración 7. Gráfica de distribución de alturas trigonométricas en las bases. ...................... 20

ilustración 8. Gráfica de distribución de puntos del consolidado total. ................................... 20

ilustración 9. Gráfica de distribución de puntos únicos del consolidado total ......................... 21

ilustración 10. Gráfica de distribución de tipos de altura de puntos únicos ............................ 22

ilustración 11. Gráfica de depuración final de la información. ................................................ 23

ilustración 12. Gráfica de distribución de tipos de altura resultado de la depuración. ............ 24

ilustración 13. Visualización de base de datos resultante. .................................................... 25

1

1. INTRODUCCIÓN

Para el Instituto Geográfico Agustín Codazzi dentro de los procesos misionales desarrollados mediante el Grupo Interno de Trabajo Geodesia se encuentra la generación, suministro y administración de la información correspondiente al Sistema de Referencia Geodésico Nacional, del cual forma parte importante la Red Geodésica Vertical establecida a partir de procesos de medición en campo con equipos de tipo geodésico y topográfico.

Los registros de desniveles obtenidos en campo son generalmente revisados, calculados y ajustados con el fin de obtener la altura de cada uno de los vértices geodésicos que componen la red y esta información definitiva ha sido almacenada en una serie de bases de datos, las cuales contienen todos los proyectos llevados a cabo desde el año 1985 hasta la actualidad.

Debido a la gran cantidad de alturas que se encuentran en estas fuentes de datos, correspondientes a los diferentes proyectos que se han desarrollado, ya sea para el empalme de líneas preexistentes o la actualización de las mismas (teniendo en cuenta las variaciones de la superficie terrestre), así como la información proveniente de métodos de recepción satelital combinados con la Ondulación Geoidal, se han generado una serie inconvenientes con la información como por ejemplo: La redundancia o multiplicidad de los datos almacenados, que impide contener información totalmente útil y que pueda ser utilizada como una herramienta de trabajo ordenada y concreta.

A causa de las anteriores inconsistencias mencionadas, el Grupo Interno de Trabajo Geodesia encontró conveniente optar por cubrir a través del desarrollo de la pasantía, la necesidad de depurar en su totalidad los registros existentes en las bases de datos utilizadas en el grupo interno, correspondiente a las alturas para posteriormente unificarlas a partir de unos criterios que permitieran seleccionar solamente las elevaciones definitivas de los vértices geodésicos, para que de esta manera tanto los usuarios internos como externos puedan disponer de datos confiables para los diferentes proyectos o trabajos en los que se requieran.

De acuerdo a lo anterior en este presente documento se describen los resultados obtenidos a través del proceso de selección y unificación de alturas así como los criterios utilizados para la depuración que se desarrolló en un tiempo aproximado de tres meses y medio, con información y elementos proporcionados por el IGAC.

2

2. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

Para el Instituto Geográfico Agustín Codazzi como entidad encargada del

establecimiento y mantenimiento de la Red Geodésica Vertical en el territorio

nacional, así como de la medición en campo, verificación, cálculo y la publicación

de alturas; es necesario contar con datos claros y concretos, teniendo en cuenta

que esta información, es requerida y utilizada por usuarios tanto internos como

externos, para aplicarla en los diferentes proyectos de áreas afines a la geodesia y

la topografía.

En la actualidad, las alturas se han registrado en algunas bases de datos del

Grupo Interno de Trabajo Geodesia, cuyos formatos de almacenamiento han sido

obsoletos y debido a la gran cantidad de registros existentes desde el año 1985

hasta la fecha, se han generado inconsistencias, teniendo en cuenta que existe

poca información complementaria que permita establecer variables para

consolidar los datos, ocasionando duplicidad o redundancia en la información de

vértices geodésicos, lo cual dificulta realizar una consulta por parte de los usuarios

de manera oportuna y veraz.

De acuerdo a lo anterior, se requirió realizar la vinculación de la pasantía con el

propósito de servir de apoyo al grupo interno de trabajo, para la depuración de la

información contenida en las bases de datos existentes, a partir de unos criterios

de selección establecidos con el fin de unificar los registros de alturas definitivas

para cada punto y así proporcionar una herramienta de trabajo con información

confiable.

A partir de esas necesidades existentes, se estableció el interrogante:

¿Cómo obtener una información que satisfaga las necesidades de los usuarios, a

partir del establecimiento de una base de datos unificada y estandarizada

correspondiente a las alturas que se utilizan en el proceso del Grupo Interno de

Trabajo Geodesia, para la ejecución de proyectos de la Red Geodésica Nacional

Vertical?

3

3. OBJETIVOS

3.1. OBJETIVO GENERAL

Unificar y estandarizar la información de alturas, depurando los registros

que se encuentran en las bases de datos, utilizadas por el Grupo Interno

de Trabajo Geodesia del Instituto Geográfico Agustín Codazzi, para

satisfacer las necesidades de los usuarios a partir de registros claros y

concretos.

3.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS

Realizar un diagnóstico de la información de alturas que se encuentra

en las bases de datos.

Establecer los criterios para unificar y estandarizar las alturas definitivas

de los vértices geodésicos.

Consolidar en una nueva base de datos los registros de alturas

depuradas de acuerdo a los criterios establecidos.

4

4. MARCO REFERENCIAL

4.1. REDES DE NIVELACIÓN

Las redes de nivelación geodésica establecidas por el Instituto Geográfico Agustín

Codazzi cuentan en la actualidad con 20 000 puntos que se encuentran

distribuidos en una distancia de 26 000 Kilómetros a lo largo del territorio, los

cuales cuentan con una precisión que cumple con los requerimientos para el

enfoque cartográfico pero que no incluyen el valor de la gravedad, por lo cual las

alturas obtenidas se consideran de tipo geométrico mas no físico. En el año 1985

las mediciones realizadas en campo hasta entonces fueron procesadas y

ajustadas por bloque y posteriormente esto empezó a desarrollarse línea por línea.

A partir de los ajustes aplicados se han obtenido correcciones que van desde los

3 y 15 mm por kilómetro, debido a que no se han aplicado reducciones

gravimétricas, las cuales permitirían minimizar los errores asociados a esta

variable de la superficie terrestre. Actualmente desde el grupo interno de trabajo

Geodesia se encuentra en desarrollo dentro de los grupos de investigación

existentes, una metodología para la trasformación de las alturas oficiales o

geométricas a alturas físicas que se caracterizan por tener en cuenta datos

gravitacionales.

4.1.1. ORDENES DE PRECISIÓN PARA LOS PUNTOS DE CONTROL

VERTICAL

Los puntos de control vertical de la red geodésica nacional se caracterizan por ser

nivelados con métodos de precisión, usando equipos de tipo geodésico y miras

tipo invar, así mismo son calculados a partir del software NIVELsml, el cual es

propiedad del Instituto Geográfico Agustín Codazzi, aplicando a su vez

correcciones ortométricas y por temperatura, para posteriormente realizar el ajuste

de los valores aplicando el método de mínimos cuadrados.

Para el cálculo de los desniveles de cada sección se determina la diferencia entre

los desniveles de ida y regreso que son tomados en campo, este valor es

expresado en milímetros.

5

La fórmula utilizada es la siguiente:

𝑫𝒊𝒗𝒆𝒓𝒈𝒆𝒏𝒄𝒊𝒂 = (𝑫𝒆𝒔𝒏𝒊𝒗𝒆𝒍 𝒅𝒆 𝑰𝒅𝒂 + 𝑫𝒆𝒔𝒏𝒊𝒗𝒆𝒍 𝒅𝒆 𝑹𝒆𝒈𝒓𝒆𝒔𝒐) ∗ (−𝟏𝟎𝟎𝟎) (1)

De acuerdo a la especificación Técnica para Datos de Desnivel levantados en

Campo propuesta por el GIT Geodesia, los órdenes de precisión establecidos para

los puntos de control vertical se identifican a partir de los errores acumulados en el

cierre de cada línea y se clasifican de la siguiente manera:

Puntos de control vertical de orden 1: Los puntos de nivelación de primer

orden se caracterizan por:

Presentar una precisión menor o igual a 𝟐 𝒎𝒎 𝒙√𝑲 (2), donde K

representa la distancia en Kilómetros de la sección nivelada.

Las longitudes a nivelar en cada una de las secciones deben estar

alrededor de los 1,5 Km y el procedimiento debe aplicarse tanto de ida

como de regreso en la sección. El primer orden es usado en la red principal

del territorio.

Puntos de control vertical de orden 2: Los puntos de nivelación de segundo

orden se caracterizan por:

Presentar una precisión menor o igual a 𝟒 𝒎𝒎 𝒙√𝑲 (3), donde K

representa la distancia en Kilómetros de la sección nivelada.

Las longitudes a nivelar en cada una de las secciones deben estar

alrededor de los 1,5 Km y el procedimiento debe aplicarse tanto de ida

como de regreso en la sección. Los vértices de segundo orden son los que

dividen los circuitos de orden 1.

Puntos de control vertical de orden 3: Los puntos de tercer orden cuentan

con las mismas características de los puntos de segundo orden mencionadas

anteriormente con excepción del valor de precisión, la cual es menor o igual a

6 𝑚𝑚 𝑥√𝐾 (4), donde K representa la distancia en Kilómetros de la sección

nivelada. El tercer orden es usado para unir líneas o puntos de igual o mayor

precisión.

6

4.1.2. ESPECIFICACIONES TÉCNICAS PARA LAS LÍNEAS DE NIVELACIÓN

Con el fin de cumplir con estándares de precisión, las líneas de nivelación deben

presentar las siguientes características:

Las líneas de nivelación se encuentran ubicadas a un costado de las vías

nacionales en buenas condiciones de pavimentación que cuenten con

obras hidráulicas.

Cada línea de nivelación debe estar empalmada con otras existentes y

debe haber coincidencia en por lo menos un desnivel anterior y el medido

posteriormente, al momento de hacer el empalme.

Es recomendable que la longitud de cada línea de nivelación no sea mayor

a 300 Kilómetros y que la longitud de los tramos o secciones se tome de

acuerdo al orden de precisión correspondiente.

Tanto los niveles como las miras de tipo geodésico deben mantenerse en

buenas condiciones, aplicándoles sus correspondientes procedimientos de

calibración y mantenimiento. En cuanto a la verificación en campo se debe

realizar la colimación del instrumento y se debe revisar la verticalidad de las

miras.

Se debe realizar una correcta configuración del equipo de acuerdo a la

marca correspondiente.

Se recomienda que las lecturas de desniveles en la mira se realice entre

los valores de los 20 cm y los 2.80 metros del instrumento.

4.2. NIVELACIÓN CON GNSS

En la actualidad, los Sistemas de Navegación Satelital son utilizados para

determinar la altura de puntos que no presentan información de nivelación de tipo

geométrico y trigonométrico.

El uso de este método se da debido que es menos complejo tanto en su medición

en campo como en el cálculo que relaciona la altura elipsoidal obtenida a partir del

equipo GNSS y un valor de ondulación geoidal, el cual solo puede alcanzar una

mejor precisión si se tiene en cuenta la influencia de la gravedad. Según lo

indicado por los autores Sanchez y Martínez en el documento denominado como

“Vinculación de alturas elipsoidales GPS al datum vertical clásico de Colombia”, la

altura calculada por medio de este método presenta una precisión de más o

menos 80 centímetros, realizando un ajuste previo a partir de un vértice de la Red

Geodésica Nacional que se encuentre a una distancia inferior a 20 Kilómetros,

7

siendo comparable al valor determinado a partir de una nivelación de tipo

trigonométrica.

4.2.1. ELIPSOIDE

El elipsoide se caracteriza por ser un modelo matemático y físico que se basa en

la tierra, este es representado por medio de una superficie que cuenta con un

semieje mayor y un valor de aplanamiento como constantes geométricas, así

como como la masa y la velocidad de rotación de la tierra. El elipsoide de

referencia adoptado para Colombia es el denominado como GRS80 cuyas siglas

significan (Sistema de Referencia Geodésico, 1980), que define el datum MAGNA

SIRGAS.

4.2.2. GEOIDE

El Geoide se caracteriza por ser una superficie equipotencial, la cual se considera

como una referencia vertical teórica que coincide con el nivel medio del mar en

estado de calma. El modelo adoptado para Colombia es el denominado como

GEOCOL2004, a partir del cual se determina el valor de Ondulación Geoidal, que

representa la longitud existente entre el Geoide y un punto medido en la superficie

terrestre. El modelo GEOCOL fue desarrollado en el año 2004, a partir de diversos

datos gravimétricos obtenidos de diferentes fuentes como el Sistema Gravimétrico

Nacional de Referencia – SIGNAR y empresas petroleras, el cual presenta errores

de procesamiento e incertidumbres asociadas. El valor de ondulación junto con la

altura elipsoidal, son utilizados para la determinación de alturas Ortométricas o

altitudes.

4.2.3. ALTURA ELIPSOIDAL

Según la “Guía metodológica para la obtención de alturas sobre el nivel medio del

mar utilizando el sistema GPS”, la altura elipsoidal es la longitud existente entre el

elipsoide y un punto medido en la superficie terrestre.

8

5. MAPA CONCEPTUAL

9

6. DESCRIPCIÓN DE RESULTADOS

6.1. DIAGNÓSTICO DE LAS BASES PROPORCIONADAS

Por parte del Grupo Interno de Trabajo Geodesia, fueron suministradas

inicialmente siete (7) bases de datos que contenían alturas de vértices

geodésicos, algunas se encontraban en archivos de Excel y otras fueron extraídas

según indicación recibida, de una base de datos de Access.

A cada base se le identificaron los puntos únicos y los que presentaban duplicidad,

por medio de un formato condicional cuya regla de celda se conoce como

Duplicar Valores con el fin de resaltarlos, organizando la información en hojas de

cálculo separadas. La información obtenida se muestra en las tablas No. 1 hasta

la No. 7 de la siguiente manera:

Tabla 1. Resumen sobre información de puntos que conforman la base de datos No. 1

Tomado de: Fuente Propia.



BASE No.1

NOMBRE DE LA BASE COTAS ANTIGUAS

CANTIDAD DE PUNTOS ÚNICOS 13993

CANTIDAD DE PUNTOS DUPLICADOS 233

TOTAL PUNTOS 14226

BASE No.2

NOMBRE DE LA BASE PUNTOS_GEODÉSICOS



TOTAL PUNTOS 9898

10









BASE No.3

NOMBRE DE LA BASE RGN_ NIVELACIÓN



TOTAL PUNTOS 4258

BASE No.4

NOMBRE DE LA BASE Todas_Bases 11-09-17 FILTRO (FINAL_FINAL)



TOTAL PUNTOS 6234

BASE No.5

NOMBRE DE LA BASE redVertical



TOTAL PUNTOS 24057

BASE No.6

NOMBRE DE LA BASE VerticesCertificaciónVertical



TOTAL PUNTOS 819

11



Así mismo se identificaron los atributos de cada una de las fuentes, cuyos campos

existentes se pueden observar en las tablas No. 8 hasta la No. 14 de la siguiente

manera:

Tabla 8. Resumen de campos que componen la base de datos No.1




BASE No.7

NOMBRE DE LA BASE verticesMagna



TOTAL PUNTOS 4979

BASE No.1

NOMBRE DE LA BASE COTAS ANTIGUAS

CAMPOS EXISTENTES

*LINEA *PUNTO *COTA *AÑO

BASE No.2

NOMBRE DE LA BASE PUNTOS_GEODÉSICOS

CAMPOS EXISTENTES

*LLAVE PRIMARIA *PUNTO *COD_DANE *MUNICIPIO *DEPARTAMENTO *ESTADO_PUNTO *ESTADO_MOJÓN *TIPO_PUNTO *SUBTIPO_PUNTO *FECHA

*ID_CALCULO *LATITUD *LONGITUD *ALTURA_ELIP *OFICIAL_ELIP *ALTURA_NIVEL *TIPO_ALTURA *MÉTODO_DETER_ALTURA *OFICIAL_NIVEL

*ONDULACIÓN *X *Y *Z *VX *VY *VZ *OFICIAL_GEOC *PRE_GRAVEDAD *OBSERVA_GRAVED *MÉTODO_DETER_GRA *DESVIACIÓN_ESTANDAR

12

BASE No.3

NOMBRE DE LA BASE RGN_NIVELACIÓN

CAMPOS EXISTENTES

*OBJETD *LATITUD *LONGITUD *TIPO *UBICACIÓN *LAT_ITRF12

*LONG_ITRF12 *LAT_LIN *LONG_LIN *CALCULO *NOMENCLA *PILASTRA



BASE No.4

NOMBRE DE LA BASE Todas_Bases 11-09-17 FILTRO

(FINAL_FINAL)

CAMPOS EXISTENTES

*PUNTOS *MUNICIPIO *DEPARTAMENTO *ESTADO_PUNTO *ESTADO MOJÓN *TIPO_PUNTO *SUBTIPO_PUNTO *FECHA *ÉPOCA *FECHA_INICIO_RASTREO *FECHA_FIN_RASTREO *ID_CALCULO *LATITUD *LONGITUD *ALTURA_ELIP *OFICIAL_ELIP *ALTURA_NIVEL *TIPO_ALTURA *MÉTODO_DETER_ALTURA

*OFICIAL_NIVEL *ONDULACIÓN *X *Y *Z *VX *VY *VZ





BASE No.6

NOMBRE DE LA BASE VérticesCertificaciónVertical

CAMPOS EXISTENTES

*ID_CERTIFICACIÓNVERTICAL *VERTICE *ALTURA *AÑO



BASE No.5

NOMBRE DE LA BASE redVertical

CAMPOS EXISTENTES

*ID_ VÉRTICE *VÉRTICE *ALTURA *AÑO

13

BASE No.7

NOMBRE DE LA BASE VérticesMagna

CAMPOS EXISTENTES

*ID_VÉRTICE *VÉRTICE *LATITUD *LONGITUD *ALTURAELIPSOIDAL *ALTURANIVELADA *TIPOALTURA *VELOCIDAD X *VELOCIDAD Y *VELOCIDAD Z

*AÑO_CALCULO *PROYECTO *MUNICIPIO *DEPARTAMENTO *FOLDER *ORIGEN_CARTESIANO *FECHACARGADO *ID_FUNCIONARIO *ALIAS_FOLDER



La identificación de los campos anteriores se llevó a cabo con el propósito de

establecer un nuevo consolidado con la información de los puntos, para lo cual se

tomó solamente la nomenclatura del Punto, Altura Nivelada, Año, y Tipo de

Altura, teniendo en cuenta que en la mayor parte de las bases proporcionadas,

fueron los únicos atributos comunes encontrados; seguido esto se adiciono el

campo Fuente para tener conocimiento del origen de cada dato al momento de

llevar a cabo la depuración. El total de puntos únicos y duplicados obtenidos de la

unificación de información de todas las bases se puede observar en la tabla

No.15.

NOMBRE DE LA BASE CONSOLIDADO TODAS BASES



TOTAL PUNTOS 64471

CAMPOS SELECCIONADOS

*PUNTO *ALTURA *AÑO *FUENTE *TIPO ALTURA

Tabla 15. Resumen de campos que componen el consolidado total


Para poder iniciar la depuración de la información se seleccionaron inicialmente

los puntos únicos consolidados anteriormente, de los cuales se procedió a

determinar los puntos únicos entre ellos y los que presentaban duplicidad,

producto de la unificación de los registros de todas las fuentes; esto se realizó así

mismo, por medio del formato condicional Duplicar Valores con el fin de

resaltarlos, organizando la información en hojas de cálculo separadas. Lo anterior

se puede evidenciar en la siguiente tabla No.16.

14

Tabla 16. Descripción de información sobre puntos únicos


6.2. CRITERIOS ESTABLECIDOS

Una vez obtenidos los puntos duplicados del consolidado de únicos totales, se

realizó la depuración de estos, aplicando los siguientes criterios:

1) Para seleccionar un vértice entre los datos duplicados que tuviese el mismo

tipo de altura se dio prioridad al que presentara el año más reciente.

2) Dentro de los datos duplicados se descartaron aquellos que no presentaban

información de tipo de altura y año respectivamente.

3) De los datos duplicados que tuviesen tipo de altura Geométrica y Nivelada

GPS, cuyo valor de altura fuera diferente, se dio prioridad al tipo

Geométrica (Por indicaciones recibidas).

4) Los datos duplicados que tuviesen tipo de altura Geométrica y Nivelada

GPS, cuyo valor de altura fuera semejante, se organizaron en un archivo

aparte, con el propósito de que los profesionales del área decidan cual es la

verdadera altura del punto.

Una vez culminada la depuración de puntos únicos se seleccionaron los puntos

duplicados, en su totalidad 6704 del consolidado inicial y se realizó la depuración

de estos, aplicando los mismos criterios anteriores y estableciendo uno adicional y

necesario para este caso:

5) Los datos duplicados que tuviesen diferente valor de Altura y mismo Año,

se organizaron en un archivo aparte, con el propósito de que los

profesionales del área decidan cual es la verdadera Altura del punto.

6.3. CONSOLIDADO FINAL

Terminada la depuración de puntos únicos y duplicados del consolidado total de

las siete (7) bases proporcionadas por el Grupo Interno de Trabajo Geodesia, se

unificaron los puntos resultantes obtenidos, presentándose algunos duplicados

NOMBRE DE LA BASE CONSOLIDADO TODAS BASES

CANTIDAD DE PUNTOS ÚNICOS

57767

ÚNICOS 14985

DUPLICADOS 42782

15

que fueron debidamente depurados. Los resultados totales del proceso de

selección o depuración, como se puede observar en la tabla No. 17 fueron los

siguientes:

Tabla 17. Resultado de la depuración.


A partir de las ilustraciones No. 1, 2 y 3, se puede visualizar una pequeña muestra

de los resultados obtenidos:

Ilustración 1. Muestra de Puntos obtenidos a partir de la depuración.


NOMBRE DE LA BASE CONSOLIDADO FINAL DEPURACIÓN

TOTAL PUNTOS OBTENIDOS DE LA DEPURACIÓN 19622

TOTAL PUNTOS DUPLICADOS SIN DEFINIR 71

TOTAL PUNTOS CON ALTURA GEOMÉTRICA Y GPS IGUALES

2107

16

Ilustración 2. Muestra de puntos duplicados sin definir.


Ilustración 3. Muestra de puntos con altura Geométrica y Nivelada GPS iguales.


17

7. ANÁLISIS DE RESULTADOS

A partir de la consolidación de la información correspondiente a las siete (7) bases

de datos proporcionadas por el Grupo Interno de Trabajo Geodesia del Instituto

Geográfico Agustín Codazzi se identificó como se puede evidenciar en la tabla

No. 18, la siguiente distribución de puntos de acuerdo al tipo de altura que

presentaban:

Tabla 18. Distribución de puntos del consolidado inicial de acuerdo al tipo de altura.


En cuanto a los puntos con alturas de tipo Geométrico como se puede observar

en la ilustración No.4, la mayor parte se encuentra en la Base No.1 denominada

como COTAS ANTIGUAS con un 72%, seguida por la Base No.2 denominada

como PUNTOS_GEODÉSICOS con un 13%, en tercer lugar se encuentra con un

9% la Base No.7 denominada como verticesMagna y por ultimo con un 6% la

Base No.4 denominada Todas_Bases 11-09-17 FILTRO (FINAL_FINAL), las

demás Bases de Datos no presentaban ningún valor de Alturas Geométricas.

BASE 1 BASE 2 BASE 3 BASE 4 BASE 5 BASE 6 BASE 7

GEOMÉTRICA 14226 2590 0 1279 0 0 1678

NIVELADA GPS 0 7218 0 2099 0 0 2148

SIN INFORMACIÓN DISPONIBLE

0 0 4258 2808 24057 819 1037

TRIGONOMÉTRICA 0 90 0 48 0 0 116

TOTAL 14226 9898 4258 6234 24057 819 4979

18

Ilustración 4. Gráfica de distribución de alturas geométricas en las bases.


En cuanto a los puntos con alturas de tipo Nivelada GPS como se puede observar

en la ilustración No.5, la mayor parte se encuentra en la Base No.2 denominada

como PUNTOS_GEODÉSICOS con un 63%, seguida por la Base No.7

denominada como verticesMagna con un 19%, en tercer y último lugar se

encuentra con un 18% la Base No.4 denominada como Todas_Bases 11-09-17

FILTRO (FINAL_FINAL), las demás Bases de Datos no presentaban ningún valor

de altura Nivelada GPS.

Ilustración 5. Gráfica de distribución de alturas Niveladas GPS en las bases.


72%

13%

0%

6%0%0%

9%

DISTRIBUCIÓN DE ALTURAS GEOMÉTRICAS EN LAS BASES

BASE 1

BASE 2

BASE 3

BASE 4

BASE 5

BASE 6

BASE 7

0%

63%

0%

18%

0%0% 19%

DISTRIBUCIÓN DE ALTURAS NIVELADAS GPS EN LAS BASES

BASE 1

BASE 2

BASE 3

BASE 4

BASE 5

BASE 6

BASE 7

19

En cuanto a los puntos sin tipos de altura, como se puede observar en la

ilustración No.6, la mayor parte se encuentra en la Base No.5 denominada como

redVertical con un 73%, seguida por la Base No.3 denominada como

RGN_NIVELACIÓN con un 13%, en tercer lugar se encuentra con un 9% la Base

No.4 denominada como Todas_Bases 11-09-17 FILTRO (FINAL_FINAL), en

cuarto lugar se encuentra con un 3% la Base No.7 denominada como

verticesMagna y por ultimo con un 2% la Base No.6 denominada

verticesCertificaciónVertical.

Ilustración 6. Gráfica de distribución de puntos sin tipo de altura en las bases.


En cuanto a los puntos con alturas Trigonométricas como se puede observar en la

ilustración No.7, la mayor parte se encuentra en la Base No.7 denominada como

verticesMagna con un 46%, seguida por la Base No.2 denominada como

PUNTOS_GEODESICOS con un 35%, en tercer y último lugar se encuentra con

un 19% la Base No.4 denominada como Todas_Bases 11-09-17 FILTRO

(FINAL_FINAL), las demás Bases de Datos no presentaban ningún valor de altura

Trigonométrica.

0%0%

13%9%

73%

2% 3%

DISTRIBUCIÓN DE PUNTOS SIN TIPO DE ALTURA

BASE 1

BASE 2

BASE 3

BASE 4

BASE 5

BASE 6

BASE 7

20

Ilustración 7. Gráfica de distribución de alturas trigonométricas en las bases.


A partir de la consolidación de la información correspondiente a las siete (7) bases

de datos proporcionadas por el GIT Geodesia del Instituto Geográfico Agustín

Codazzi se pudo identificar que el 90% (57767) de los datos correspondían a los

puntos únicos de todas bases y solo un 10% (6704) a los puntos duplicados que

conforman cada base. (Ver ilustración No.8)

Ilustración 8. Gráfica de distribución de puntos del consolidado total.


En cuanto a la distribución de los puntos únicos obtenidos a partir del consolidado

total de información, como se puede observar en la ilustración No.9,se pudo

identificar que la mayor parte, es decir el 74% (42782) presentaba duplicidad, esto

debido a que en algunos casos el mismo punto se encontraba en varias de las

0%

35%

0%

19%

0%0%

46%

DISTRIBUCIÓN DE ALTURAS TRIGONOMÉTRICAS

EN LAS BASES

BASE 1

BASE 2

BASE 3

BASE 4

BASE 5

BASE 6

BASE 7

90%

10%

DISTRIBUCIÓN DE PUNTOS DEL CONSOLIDADO TOTAL

CANTIDAD DE PUNTOSÚNICOS

CANTIDAD DE PUNTOSDUPLICADOS

21

siete fuentes al mismo tiempo, en cuanto a la parte restante correspondiente al

26% (14985) se pudo observar que eran puntos únicos que pertenecían a algunas

de las bases sin repetirse en las demás.

Ilustración 9. Gráfica de distribución de puntos únicos del consolidado total


En cuanto a la distribución del consolidado total de información como se puede

observar en la ilustración No.10,se pudo identificar que la mayor parte, es decir el

51% (32979) no contaba con información sobre tipo de altura, seguido de un 31%

(19772) de alturas Geométricas, en menor proporción con un 19% (11466) se

encontraron puntos con tipo de altura Nivelada GPS, finalmente con un porcentaje

mínimo 0% (254), que para este caso no resulta muy representativo se evidencio

que algunos pocos puntos presentan alturas de tipo Trigonométrica.

Lo anterior permite analizar que de los registros de alturas existentes en las bases

de datos, la gran mayoría no contaba con información relevante sobre los puntos

por lo cual tuvieron que ser descartados inicialmente en el proceso de depuración.

26%

74%

DISTRIBUCIÓN DE PUNTOS ÚNICOS DEL CONSOLIDADO TOTAL

ÚNICOS

DUPLICADOS

22

Ilustración 10. Gráfica de distribución de tipos de altura de puntos únicos


Como resultado de la consolidación de la información resultante luego de aplicar

los criterios para la depuración de los registros de alturas se obtuvo que la

mayoría, es decir el 90% (19622) pudieron ser depurados, seguido de un 10%

(2107) de los puntos que no pudo ser depurado, teniendo en cuenta que

correspondía a duplicados que presentaban tipo de Altura Geométrica y Nivelada

GPS con el mismo valor, por lo cual fueron apartados en otro libro de Excel con el

propósito de que los profesionales del área definan posteriormente el valor

correcto.

Finalmente con un porcentaje mínimo 0% (71), que para este caso no resulta muy

representativo se evidencio información que no pudo ser definida, teniendo en

cuenta que correspondía a puntos duplicados que presentaban diferente valor de

Altura pero mismo Año y tipo de Altura, por lo cual fueron apartados así mismo en

otro libro de Excel con el propósito de que los profesionales del área definan

posteriormente el valor correcto. (Ver ilustración No.11)

31%

18%

51%

0%

DISTRIBUCIÓN DE TIPOS DE ALTURA EN EL CONSOLIDADO DE PUNTOS ÚNICOS TOTAL

GEOMÉTRICA

NIVELADA GPS

SIN INFORMACIÓNDISPONIBLE

TRIGONOMÉTRICA

23

Ilustración 11. Gráfica de depuración final de la información.


Como resultado de la consolidación de la información resultante luego de aplicar

los criterios para la depuración de los registros de alturas, se obtuvo que la

mayoría, es decir el 48% (9479) corresponden a alturas Geométricas, seguido de

un 39% (7614) de alturas de tipo Nivelada GPS, en menor proporción con un 13%

(2448) se encontraron puntos sin información sobre tipo de Altura y Año,

finalmente con un porcentaje mínimo 0% (81), que para este caso no resulta muy

representativo se evidencio que algunos pocos puntos presentan alturas de tipo

Trigonométrica. (Ver ilustración No.12).

Lo anterior permite analizar que de los vértices geodésicos distribuidos en el

territorio nacional, los que se encuentran nivelados con métodos de precisión que

permitan obtener alturas de tipo Geométrico son pocos, aunque representen la

mayoría de los identificados a través de la depuración.

90%

0%

10%

CONSOLIDADO DEPURACIÓN FINAL

TOTAL PUNTOS OBTENIDOSDE LA DEPURACIÓN

TOTAL PUNTOS DUPLICADOSSIN DEFINIR

TOTAL PUNTOS CON ALTURA GEOMÉTRICA Y GPS IGUALES

24

Ilustración 12. Gráfica de distribución de tipos de altura resultado de la depuración.


48%

39%

13%

0%

DISTRIBUCIÓN DE TIPOS DE ALTURA RESULTADO DE LA DEPURACIÓN

GEOMÉTRICA

NIVELADA GPS

SIN INFORMACIÓNDISPONIBLE

TRIGONOMÉTRICA

25

8. PRODUCTO

Se entrega un nuevo consolidado de información de alturas en una hoja de cálculo

de Excel, obtenidas a partir de la depuración y unificación de los datos

proporcionados por el Grupo Interno de Trabajo de Geodesia al inicio del

desarrollo de la pasantía, con el propósito de que pueda ser utilizada como una

herramienta de consulta útil, ordenada y concreta, tanto a usuarios internos como

externos para los diferentes proyectos o trabajos en los que se requieran (Archivo

Anexo No.1).

La ilustración No.13 permite visualizar una muestra de la base de datos resultante:

Ilustración 13. Visualización de base de datos resultante.


26

9. ALCANCES E IMPACTOS

A través del desarrollo de la pasantía se llevó a cabo la consolidación de

información de siete (7) bases de datos proporcionadas por el Grupo Interno de

Trabajo Geodesia, denominadas como: COTAS ANTIGUAS,

PUNTOS_GEODÉSICOS, RGN_NIVELACIÓN, Todas_Bases 11-09-17 FILTRO

(FINAL_FINAL), redVertical, verticesCertificaciónVertical y verticesMagna; a

partir de las cuales se realizó la depuración de alturas de los diferentes vértices

geodésicos allí relacionados, de tal manera que pudiera obtenerse un archivo

base que pueda ser consultado por diferentes usuarios para la realización de sus

proyectos.

Una vez unificados y estandarizados los datos de las bases proporcionadas, se

pudo obtener un consolidado que ha permitido inicialmente que los usuarios del

GIT Geodesia accedan a la información de alturas definitivas para cada vértice

geodésico, como una herramienta de consulta útil y organizada, teniendo claridad

del estado de la información, lo cual facilita el trabajo y toma de decisiones en la

ejecución de proyectos de la Red Geodésica Nacional Vertical.

27

10. CONCLUSIONES

A partir del apoyo prestado al GIT Geodesia del Instituto Geográfico Agustín

Codazzi durante el desarrollo de la pasantía se pudo concluir que:

Para el proceso de depuración no se tomó únicamente la información

correspondiente a las Alturas de tipo Geométrico, si no que de acuerdo al alto

volumen de información con duplicidad presente en las tablas proporcionadas, se

optó por llevar a cabo una consolidación y por consiguiente una depuración

completa de la información recibida, de tal manera que pudiera ser una

herramienta útil, ordenada y concreta para el Grupo Interno de Trabajo Geodesia,

en la cual pudieran consultar la Altura y tipo de Altura correspondiente a un

vértice, sin necesidad de definir entre una serie de registros existentes.

Una gran parte de los vértices geodésicos que se encontraban en las bases

de datos proporcionadas por el GIT Geodesia, no poseía Alturas de tipo

Geométrico y Trigonométrico, lo cual representa que gran parte de las líneas que

conforman las redes no se encuentran niveladas con métodos de precisión y

algunas de las elevaciones registradas corresponden al método de obtención por

la combinación de la Altura Elipsoidal y la Ondulación Geoidal, el cual no se

encuentra considerado como el más óptimo para la identificación del componente

vertical de un punto sobre la superficie terrestre, debido a los diferentes errores

que presentan los Sistemas de Navegación Satelital y a los modelos de ajuste

asociados a la estructura interna de la tierra, que implican una serie de

incertidumbres y complejidades en su proceso de cálculo.

Teniendo en cuenta que dentro de las bases proporcionadas, los atributos o

campos existentes en las tablas contenían poca información común y relevante

para el proceso de depuración, al momento de consolidar la información solo se

tuvieron en cuenta los siguientes aspectos: Punto, Altura, Año y Tipo de Altura,

lo cual facilito el proceso de organización de los datos, la aplicación de filtros y por

consiguiente la selección de puntos únicos a partir de los criterios establecidos

mediante el desarrollo del proceso; así mismo, el establecimiento de un campo

adicional, denominado como Fuente en el cual se relacionó el nombre de la base

de donde fue extraída la información, permitió tener conocimiento del origen de

cada dato al momento de llevar a cabo la depuración.

28

Los criterios de selección de los vértices para el proceso de depuración

fueron establecidos a partir de la información contenida dentro de las bases,

dando prioridad a aspectos como:

La selección del vértice que presentara el Año más reciente.

Descartar inicialmente los puntos que no presentaran información de Altura

y Año respectivamente.

Escoger principalmente puntos que presentaran Altura de tipo Geométrico

en algunos de los casos.

Lo cual llevo a realizar la separación de información que no pudo ser depurada

debido a su complejidad al momento de determinar el punto con la elevación

correcta, teniendo en cuenta que presentaban:

Tipo de Altura Geométrica y Nivelada GPS en algunos de los casos o

diferente valor de Altura y mismo Año.

Lo anterior con el propósito de que los profesionales del área decidan cual es la

verdadera Altura del punto de acuerdo al origen y tratamiento previo de la

información proporcionada, para el desarrollo de la pasantía.

La totalidad de los datos que conformaban algunas de las bases

proporcionadas para la depuración como por ejemplo: Las No.3

(RGN_NIVELACIÓN), No.5 (redVertical) y No.6 (verticesCertificaciónVertical),

no contaban con información del tipo de Altura de los vértices geodésicos, lo cual

dificultó su elección y por consiguiente se descartaron en la mayor parte de los

casos, es decir que estos no eran datos con mucha relevancia dentro del proceso.

Luego de proporcionar al Grupo Interno de Trabajo Geodesia la nueva base

de datos con las alturas definitivas producto de la depuración, los usuarios

internos han logrado acceder de mejor manera a la información, teniendo en

cuenta que se encuentra más organizada, clara y sin duplicidad, lo cual ha

facilitado el manejo de los registros sin necesidad de tener que definir entre varios

existentes, contribuyendo a la mejora de los procesos, la eficiencia y a la toma de

decisiones para la realización de los proyectos de la Red Geodésica Vertical, así

mismo permitió que pudieran evidenciar notoriamente a través del análisis de

resultados, la gran necesidad de establecer y actualizar los circuitos de Nivelación

a lo largo del territorio nacional con el fin de determinar alturas más precisas para

los puntos.

29

11. RECOMENDACIONES

Tener un mejor control de la información consignada en las diferentes

fuentes o bases de datos, puesto que algunas de ellas no contienen información

relevante para el Grupo Interno de Trabajo o que se encuentra incompleta, lo cual

no representa una herramienta de trabajo útil, ordenada y concreta para el

desarrollo de los proyectos.

Aclarar los registros correspondientes a los vértices geodésicos que

presentan duplicidad pero que no pudieron ser depurados por causa de que

cuentan con tipo de altura Geométrica y Nivelada GPS, así como aquellos que

presentan diferente valor de elevación pero mismo tipo de Altura Fuente y Año.

Detener el uso de las anteriores bases y continuar alimentando con

información de alturas de vértices geodésicos, la obtenida a partir del presente

proyecto, teniendo en cuenta que se encuentra más organizada y no contiene

registros duplicados, ni datos innecesarios que impidan un manejo claro de la

información.

Trasferir la información obtenida a través del presente proyecto a un

formato de almacenamiento más avanzado, que permita manejar una mayor

cantidad de datos, realizar consultas en menor tiempo y que contenga lenguajes

de programación más desarrollados para poder brindar mejores herramientas y

resultados a los usuarios.

30

12. BIBLIOGRAFÍA

ARIAS, M. F. (2014). Desarrollo de un algoritmo de aprendizaje de maquina

para gravimetria, nivelación geométrica y alturas elipsoidales. TESIS, Universidad

Nacional de Colombia , BOGOTA DC,. Recuperado el 7 de 01 de 2018

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marco geocéntrico nacional de referencia MAGNA - SIRGAS como datum oficial

de Colombia., BOGOTÁ D.C. Recuperado el 7 de 01 de 2018

32

LISTA DE ANEXOS

ANEXO A: Nuevo consolidado de Datos – Archivo Microsoft Excel (.xlsx)

estructuraciÓn de informaciÓn cartogrÁfica histÓrica de solicitud de...

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