TOPOGRAFIA

TOPOGRAFIA

2015TOPOGRAFIALevantamientos TopogrficosAutor: Juan Carlos Valdivieso Terrones

INTRODUCCIN

La topografa es una ciencia aplicada que se encarga de determinar las posiciones relativas o absolutas de los puntos sobre la tierra, as como la representacin en un plano de una porcin (limitada) de la superficie terrestre. En otras palabras, la topografa estudia los mtodos y procedimientos para hacer mediciones sobre el terreno y su representacin grfica o analtica a una escala determinada. Ejecuta tambin replantees sobre el terreno (trazos sobre el terreno) para la realizacin de diversas obras de ingeniera, a partir de las condiciones del proyecto establecidas sobre un plano. Realiza tambin trabajos de deslinde, divisin de tierras (agrodesia), catastro natural y urbano, as como levantamientos y replanteos o trazos en trabajos subterrneos.Para practicar la topografa es necesario tener conocimientos de matemticas en general, as como un adiestramiento adecuado sobre el manejo de instrumentos para hacer mediciones. Para comprender mejor esta ciencia y para profundizar en ella, es necesario poseer tambin conocimientos de fsica, cosmografa astronoma, geologa, y otras ciencias.La diferencia entre la topografa y la geodesia est en los mtodos y procedimientos de medicin y clculo que emplean cada una de estas ciencias, pues la topografa realiza sus trabajos en porciones relativamente pequeas de la superficie terrestre, considerndola como plana, mientras la geodesia toma en cuenta la curvatura terrestre, pues sus mediciones son sobre extensiones ms grandes: Poblados, estados, pases, continentes o la tierra misma.La topografa realiza sus actividades principales en el campo y el gabinete. En el campo se efectan las mediciones y recopilaciones de datos suficientes para dibujar en el plano una figura semejante al terreno que se desea representar. A estas operaciones se les denomina levantamientos topogrficos.

TOPOGRAFIA

La topografa es una ciencia aplicada que se encarga de determinar las posiciones relativas o absolutas de los puntos sobre la Tierra, as como la representacin en un plano de una porcin (limitada) de la superficie terrestre. En otras palabras, la topografa estudia los mtodos y procedimientos para hacer mediciones sobre el terreno y su representacin grfica o analtica a una escala determinada. Ejecuta tambin replanteos sobre el terreno (trazos sobre el terreno) para la realizacin de diversas obras de ingeniera, a partir de las condiciones del proyecto establecidas sobre un plano. Realiza tambin trabajos de deslinde, divisin de tierras (agrodesia), catastro rural y urbano, as como levantamientos y replanteos o trazos en trabajos subterrneos.Para practicar la topografa es necesario tener conocimientos de matemticas en general, as como un adiestramiento adecuado sobre el manejo de instrumentos para hacer mediciones. Para comprender mejor esta ciencia y para profundizar en ella, es necesario poseer tambin conocimientos de fsica, cosmografa, astronoma, geologa y otras ciencias.La topografa est en estrecha relacin con dos ciencias en especial: la geodesia y la cartografa. La primera se encarga de determinar la forma y dimensiones de la Tierra y la segunda se encarga de la representacin grfica, sobre una carta o mapa, de una parte de la Tierra o de toda ella.La diferencia entre la topografa y la geodesia est en los mtodos y procedimientos de medicin y clculo que emplean cada una de estas ciencias, pues la topografa realiza sus trabajos en porciones relativamente pequeas de la superficie terrestre, considerndola como plana, mientras que la geodesia toma en cuenta la curvatura terrestre, pues sus mediciones son sobre extensiones ms grandes: poblados, estados, pases, continentes o la Tierra misma.

LEVANTAMIENTO TOPOGRFICO

Se define como tal el conjunto de operaciones ejecutadas sobre un terreno con los instrumentos adecuados para poder confeccionar una correcta representacin grfica o plano. Este plano resulta esencial para situar correctamente cualquier obra que se desee llevar a cabo, as como para elaborar cualquier proyecto tcnico. Si se desea conocer la posicin de puntos en el rea de inters, es necesario determinar su ubicacin mediante tres coordenadas que son latitud, longitud y elevacin o cota. Para realizar levantamientos topogrficos se necesitan varios instrumentos, como el nivel y la estacin total. El levantamiento topogrfico es el punto de partida para poder realizar toda una serie de etapas bsicas dentro de la identificacin y sealamiento del terreno a edificar, como levantamiento de planos (planimtricos y altimtricos), replanteo de planos, deslindes, amojonamientos y dems. Existen dos grandes modalidades: Levantamiento topogrfico planimtrico: es el conjunto de operaciones necesarias para obtener los puntos y definir la proyeccin sobre el plano de comparacin. Levantamiento topogrfico altimtrico: es el conjunto de operaciones necesarias para obtener las alturas respecto al plano de comparacin.La realizacin de un levantamiento topogrfico de cualquier parte de la superficie de la tierra, constituye una de las actividades principales de la labor cotidiana de los topgrafos. En todo trabajo han de utilizarse los mtodos fundamentales de la topografa, la interseccin, el itinerario y la radiacin, aprendiendo a escalonarlos adecuadamente unos con otros y evitando la acumulacin de errores.Todo levantamiento topogrfico tiene lugar sobre superficies planas, limitndose a pequeas extensiones de terreno, utilizando la denominacin de geodesia para reas mayores. Sin embargo, debemos puntualizar que en la topografa clsica, para dar coordenadas a un punto, no se utiliza directamente un sistema cartesiano tridimensional, sino que se utiliza un sistema de coordenadas esfricas que posteriormente nos permiten obtener las coordenadas cartesianas.

TIPOS

I. LEVANTAMIENTOS CATASTRALES

Son los levantamientos que se hacen en ciudades, zonas urbanas y municipios para fijar linderos o estudiar las zonas urbanas con el objeto de tener el plano que servir de base para la planeacin, estudios y diseos de ensanches, ampliaciones, reformas y proyecto de vas urbanas y de los servicios pblicos, (redes de acueducto, alcantarillado, telfonos, electricidad, etc.).

Un plano de poblacin es un levantamiento donde se hacen las mediciones de las manzanas, redes viales, identificando claramente las reas pblicas (vas, parques, zonas de reserva, etc.) de las reas privadas (edificaciones y solares), tomando la mayor cantidad de detalles tanto de la configuracin horizontal como vertical del terreno. Estos planos son de gran utilidad especialmente para proyectos y mejoras y reformas en las grandes ciudades. Este trabajo debe ser hecho con extrema precisin y se basa en puntos de posicin conocida, fijados previamente con procedimientos geodsicos y que se toman como seales permanentes de referencia. Igualmente se debe complementarla red de puntos de referencia, materializando nuevos puntos de posicin conocida, tanto en planta en funcin de sus coordenadas, como en elevacin, altitud o cota.

Los levantamientos catastrales comprenden los trabajos necesarios para levantar planos de propiedades y definir los linderos y reas de las fincas campestres, cultivos, edificaciones, as como toda clase de predios con espacios cubiertos y libres, con fines principalmente fiscales, especialmente para la determinacin de avalos y para el cobro de impuesto predial.

II. LEVANTAMIENTOS FORESTALES

El levantamiento topogrfico de parcelas o forestales es muy importante al momento de la evaluacin de los bosques, ya que nos proporciona una muestra representativa de todo el bosque a evaluar, con este podremos obtener una caracterstica especifica ya sea su altura, dimetro o volumen; la forma y el tamao de la parcela va a estar en relacin con el objetivo del estudio. Este levantamiento se puede realizar en cualquier tipo de terreno, como es conocido nuestro pas tiene diferentes tipos de terrenos desde muy planos hasta terrenos muy accidentados.

En un levantamiento topogrfico se toman los datos necesarios para la representacin grfica o elaboracin del mapa de rea de estudio, para realizarlo existen varios mtodos, usando instrumentos especializados como el Teodolito, o instrumentos secundarios como la wincha y brjula.

III. LEVANTAMIENTOS DE VAS

Son los levantamientos que sirven para estudiar y construir vas de transporte o comunicaciones como carreteras, vas frreas, canales, lneas de transmisin, acueductos, etc. Las operaciones son las siguientes:

Levantamiento topogrfico de la franja donde va a quedar emplazada la obra tanto en planta como en elevacin (planimetra y altimetra simultneas).

Diseo en planta del eje de la va segn las especificaciones de diseo geomtrico dadas para el tipo de obra.

Localizacin del eje de la obra diseado mediante la colocacin de estacas a cortos intervalos de unas a otras, generalmente a distancias fijas de 5, 10 o 20 metros.

Nivelacin del eje estacado o abscisado, mediante itinerarios de nivelacin para determinar el perfil del terreno a lo largo del eje diseado y localizado.

Dibujo del perfil y anotacin de las pendientes longitudinales.

Determinacin de secciones o perfiles transversales de la obra y la ubicacin de los puntos de chaflanes respectivos.

Clculo de volmenes (cubicacin) y programacin de las labores de explanacin o de movimientos de tierras (diagramas de masas), para la optimizacin de cortes y rellenos hasta alcanzar la lnea de subrasante de la va.

Trazo y localizacin de las obras respecto al eje, tales como puentes, desages, alcantarillas, drenajes, filtros, muros de contencin, etc.

Localizacin y sealamiento de los derechos de va o zonas legales de paso a lo largo del eje de la obra.

IV. LEVANTAMIENTOS DE MINAS

Estos levantamientos tienen por objeto fijar y controlar la posicin de los trabajos subterrneos requeridos para la explotacin de minas de materiales minerales y relacionarlos con las obras superficiales. Las operaciones corresponden a las siguientes:

Determinacin en la superficie del terreno de los lmites legales de la concesin y amojonamiento de los mismos.

Levantamiento topogrfico completo del terreno ocupado por la concesin y confeccionamiento del plano o dibujo topogrfico correspondiente.

Localizacin en la superficie de los pozos, excavaciones, perforaciones para las exploraciones, las vas frreas, las plantas de trituracin de agregados y minerales y dems detalles caractersticos de estas explotaciones.

Levantamiento subterrneo necesario para la localizacin de todas las galeras o tneles de la misma.

Dibujo de los planos de las partes componentes de la explotacin, donde figuren las galeras, tanto en seccin longitudinal como transversal.

Dibujo del plano geolgico, donde se indiquen las formaciones rocosas y accidentes geolgicos.

Cubicacin de tierras y minerales extrados de la excavacin en la mina.

V. LEVANTAMIENTOS HIDROGRFICOS

Estos levantamientos se refieren a los trabajos necesarios para la obtencin de los planos de masas de aguas, lneas de litorales o costeras, relieve del fondo de lagos y ros, ya sea para fines de navegacin, para embalses, toma y conduccin de aguas, cuantificacin de recursos hdricos, etc. Las operaciones generales son las siguientes:

Levantamiento topogrfico de las orillas que limitan las masas o corrientes de agua.

Batimetra mediante sondas ecogrficas para determinar la profundidad del agua y la naturaleza del fondo.

Localizacin en planta de los puntos de sondeos batimtricos mediante observaciones de ngulos y distancias.

Dibujo del plano correspondiente, en el que figuren las orillas, las presas, las profundidades y todos los detalles que se estimen necesarios.

Observacin de las mareas o de los cambios del nivel de las aguas en lagos y ros.

Medicin de la intensidad de las corrientes o aforos de caudales o gastos (volumen de agua que pasa por un punto determinado de la corriente por unidad de tiempo).

VI. LEVANTAMIENTOS AREOS

Hay dos formas de levantar mapas. Una de ellas es el levantamiento sobre el terreno y la otra los reconocimientos areos, es decir hacer mediciones a partir de fotografas areas. Los puntos determinados en fotografas areas pueden transformarse en posiciones de un mapa, ya sea utilizando medios mecnicos anlogos o mediante el uso de tcnicas matemticas. Este procedimiento, exige la realizacin de algunas mediciones sobre el terreno para determinar la escala y la orientacin precisas para un mapa en relacin con los datos obtenidos sobre el terreno. La calidad de los instrumentos modernos es tan buena que, junto con tcnicas computadorizadas y triangulacin area, los puntos ubicados en el terreno que es necesario establecer son pocos. El nmero de puntos depende del tamao y la forma de la zona que deber incluir el mapa, con exactitud y la escala de la fotografa.

Puede emplearse la fotografa para establecer una mayor cantidad de puntos de control desde los cuales es posible hacer levantamientos topogrficos detallados. Se pueden identificar y trazar con gran facilidad y economa los lineamientos de los accidentes del terreno tal como se ven desde el aire, junto con las curvas de nivel. .

Esta tcnica ha sido muy usada para levantar mapas topogrficos, pero en cambio han contribuido bastante menos a los levantamientos catastrales. En circunstancias favorables, por ejemplo, si se trata de arrozales, de tierras montaosas con tierras cercadas con muros perfectamente marcados, las fotografas podrn proporcionar todos los detalles necesarios para el catastro.

VII. LEVANTAMIENTOS LIDAR

Realizar Levantamientos Topogrficos con LiDAR, permite generar de modelos digitales de terreno y elevacin con gran densidad de puntos. Mnimo un Modelo Digital de Terreno LIDAR es tres veces ms denso que un Modelo Digital de terreno fotogramtrico. Como resultado del levantamiento topogrfico con LiDAR se obtendr una nube de puntos sper abundante que permitir modelar el terreno con el mximo detalle. Esta nube de puntos tendr un ratio de puntos medidos / espacio mayor que con cualquier otra tcnica existente.

El sensor lser (LIDAR) constituye una tecnologa eficiente para la adquisicin de Modelos Digitales del Terreno y Modelos Digitales de Superficie (MDT y MDS) de grandes reas. Los MDT pueden ser generados a alta resolucin con un detalle considerable, haciendo que la tecnologa sea ms eficiente en trminos de coste cuando se compara con los mtodos fotogramtricos.

Tanto el sistema instalado en el helicptero como el instalado en los aviones escanean la superficie que se extiende bajo la aeronave recopilando la informacin de la cubierta vegetal y penetrando hasta el terreno, proporcionando cuantiosa informacin sobre aqull y alcanzando altas precisiones hasta 4 cm. Dependiendo del sistema, las frecuencias de escaneo pueden rondar desde las 50.000 hasta las 100.000 pulsos por segundo, produciendo una densa nube de 3 puntos dimensionales. Utilizando informacin adicional tal como son los valores de intensidad del lser, se puede determinar el tipo de superficie, como suelo, la vegetacin y los edificios.

12Autor: Juan Carlos Valdivieso Terrones