Levantamientos Geodésicos Principales propósitos propósitos de la Geodesia Los principales propósitos de la Geodesia han sido resumidos en los siguientes: Establecimiento y mantenimiento de redes de control geodésico tridimensionales, nacionales y global, reconociendo el tiempo como aspecto variante en dichas redes; Medición y representación de fenómenos geodinámicos tales como movimiento polar, mareas terrestres, y movimientos de corteza; Determinación del campo de gravedad terrestre, incluyendo las variaciones temporales; Determinación de parámetros, similar a los geodésicos, para otros cuerpos del sistema solar. solar.
Estas características implican el uso de matemáticas aplicadas, que incluyen las observaciones que deben ser usadas para determinar el tamaño y la forma de la tierra y la definición de coordenadas tridimensionales, así como la variación de fenómenos cerca o sobre la superficie, tales como la grav g ravedad, edad, mareas, rotación terrestre, movimientos de corteza, y desviación de la plomada, junto con las unidades de medición y los métodos de representación de la superficie terrestre curva en una superficie plana.
LEVANTAMIENTOS
Se
GEODESICOS
entiende por levantamiento geodésico la toma de información de distancias y ángulos en el campo, y la aplicación de los principios de la Geometría y la Trigonometría con el propósito de determinar la forma, dimensiones y posición de grandes extensiones terrestres. En ese sentido, se deben clasificar los levantamientos geodésicos en dos grandes grupos: horizontal y vertical.
Levantamientos
horizontales
Triangulación
Es el tipo de levantamiento geodésico más tradicional y conocido. Difiere de los levantamientos topográficos en que usa instrumentos más precisos. Los errores instrumentales son removidos o predeterminados de modo que puedan compensarse al momento de los cálculos; los errores observacionales se reducen empleando procedimientos muy rigurosos. Otra diferencia muy importante es que todas las posiciones establecidas por triangulación están relacionadas entre sí matemáticamente.
Básicamente, una
triangulación consiste en medir los ángulos de una serie de triángulos. El principio de la triangulación se basa en procedimientos trigonométricos simples: si la distancia de un lado de un triángulo y los ángulos extremos del lado son medidos con exactitud, pueden calcularse los otros dos lados y el ángulo restante.
Trilateración
El avance en precisión y alcance de los sistemas electrónicos de medición de distancias IEMD - se ha aplicado para levantamientos geodésicos usando la técnica de trilateración. Los sistemas electrónicos permiten la medición de distancias mayores a 5 y más kilómetros, con lo que las redes de triangulación geodésicas pueden extenderse rápidamente. Las técnicas de trilateración permiten la conexión de levantamientos en islas o en continentes separados por grandes océanos.
En trilateración sólo se miden distancias, y se hacen observaciones redundantes para asegurar una buena precisión. Se ajusta la red para eliminar las discrepancias, luego se calculan los ángulos de tal modo que las posiciones geodésicas se puedan obtener en forma similar al método de triangulación. Red de trilateración
Poligonación
La poligonación es el método más simple para extender control. El sistema es similar al de la navegación, en el que se miden distancias y direcciones. En una poligonación, se inicia el levantamiento en un punto con posición y azimut con respecto a otro punto conocido, y se miden ángulos y distancias a través de la serie de puntos intermedios del levantamiento. Las mediciones angulares sirven para calcular la dirección de cada línea. Las mediciones de distancia completan la información para determinar la posición de los puntos de la poligonal.
Cuando
la poligonal termina en otro punto de posición conocida, se dice que es una poligonal amarrada. Cuando la poligonal regresa al punto de partida, se dice que es una poligonal cerrada. De lo contrario, se dice que es una poligonal abierta.
Poligonal amarrada
Técnicas celestes y satelitales Los métodos celestes de triangulación permiten extender grandes arcos a través de los océanos o terrenos inaccesibles. Estos métodos tienen la característica que los datos observados no son afectados por la dirección de la vertical en el punto de observación. Existen varios métodos como el de eclipse solar, ocultación de estrellas, cámara de posición lunar, observación y rastreo de satélites, así como sistemas geodésicos satelitales tales como el Sistema Global de Posicionamiento (GPS estadounidense y el sistema GLONASS ruso).
Levantamient o
astr onómic o
La posición de un punto puede obtenerse directamente observando las estrellas. El posicionamiento astronómico es el método de posicionamiento más antiguo. Ha sido usado por muchos años por los marineros con propósitos de navegación. También los exploradores han usado frecuentemente este método para orientarse en áreas sin apoyo cartográfico.
Levantamientos verticales
El levantamiento vertical es el proceso para determinar alturas (elevaciones) sobre el nivel medio del mar. En posicionamiento terrestre con fines cartográficos no hay problema en el hecho de que las posiciones horizontales estén referidas al elipsoide, y las elevaciones referidas al geoide. Sin embargo la información geodésica de precisión requiere un
ajuste en la información vertical que compense por las ondulaciones del geoide, por encima o por debajo del elipsoide, la superficie matemática regular. El ajuste usa técnicas geodésicas avanzadas y complejas. La red básica de control vertical se establece usando nivelaciones geodésicas. La densificación se realiza por métodos suplementarios. El nivel medio del mar se usa como referencia (datum vertical) en todos los métodos. Este nivel se determina obteniendo el promedio horario de las variaciones del agua durante un año o más en una estación mareográfica. Existen varias técnicas de nivelación: geométrica o diferencial,trigonométrica y barométrica, y cada una genera precisiones diferentes, siendo la primera de las citadas, la más precisa de las tres.
N ivelación geométrica Con
el instrumento puesto en estación se hacen lecturas en dos miras calibradas, en posición vertical, colocadas atrás y adelante del instrumento. La diferencia de lecturas es la diferencia en elevación entre los puntos donde están las miras. El instrumento óptimo usado para la nivelación consta de un nivel de burbuja que se ajusta en posición paralela al geoide. Cuando el instrumento está bien centrado en un
punto, el telescopio tiene una posición horizontal (nivel) de modo que puede rotar 360° libremente. En toda línea de nivelación debe conocerse la elevación exacta de cuando menos un punto de ella para poder determinar las elevaciones de los puntos restantes.
N ivelación trigonométrica
Consiste en medir un ángulo vertical
desde una distancia conocida utilizando un teodolito, calculando la elevación del punto. Con este método se pueden
hacer mediciones verticales al mismo tiempo que se hacen las mediciones de los ángulos horizontales de una triangulación. Es un método más económico pero menos preciso que la nivelación geométrica. Con frecuencia es el único método para establecer control vertical preciso en áreas montañosas.
LEVANTAMIENTOS CATASTRALES
Los levantamientos catastrales del terreno se realizan para establecer los límites de su extensión, colocando indicadores y postes en los vértices para determinar las coordenadas de dichos puntos y obtener, así, la información necesaria del área y sus límites. 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 servirá de base para la planeación, estudios y diseños de ensanches, ampliaciones, reformas y proyecto de vías urbanas y de los servicios públicos, (redes de acueducto, alcantarillado, teléfonos, electricidad, etc.). Un plano catastral es un levantamiento donde se hacen las mediciones de las manzanas, redes viales, identificando claramente las áreas públicas(vías, parques, zonas de reserva, etc.) de las áreas privadas (edificaciones y solares), tomando la mayor cantidad de detalles tanto de la configuración 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 precisión y se basa en puntos de posición conocida, fijados previamente con procedimientos geodésicos y que se toman como señales permanentes de referencia. Igualmente se debe complementar la red de puntos de referencia, materializando nuevos puntos de posición conocida, tanto en planta en función de sus coordenadas, como en elevación, altitud o cota.
LEVANTAMIENTO TOPOGRÁFICO Los levantamientos topográficos son tridimensionales y utilizan técnicas de levantamiento geodésico plano y otras especiales para establecer un control tanto vertical como horizontal. La configuración del terreno y de los elementos artificiales o naturales que hay en él se localizan a través de medidas que se representan en una hoja plana para configurar un mapa topográfico. Las curvas de nivel, que unen puntos de igual altitud, se utilizan para representar las altitudes en cualquiera de los diferentes intervalos medidos en metros. Muchos mapas topográficos se realizan gracias a la fotogrametría aérea; utilizan pares estereoscópicos de fotografías tomadas en levantamientos y, más recientemente, desde satélites artificiales como los spot. En las fotografías deben aparecer las medidas horizontales y verticales del terreno. Estas fotografías se restituyen en modelos tridimensionales para preparar la realización de un mapa a escala. Se requieren cámaras adecuadas y equipos de trazado de mapas muy
precisos para representar la verdadera posición de los elementos naturales y humanos, y para mostrar las alturas exactas de todos los puntos del área que abarcará el mapa. En un plano topográfico la altitud se representa mediante curvas de nivel, que proporcionan una representación del terreno fácil de interpretar .
LEVANTAMIENTO DE PLANOS PARA LA CONSTRUCCIÓN E INGENIERÍA
Las mediciones de ingeniería establecen puntos de control mediante poligonales, líneas de base u otros métodos con el fin de obtener la información necesaria para los diseños de obras de ingeniería (levantamientos) y para posicionar los elementos constructivos, basándose en los planos del proyecto que utilizan esos puntos de control (replanteos). Los levantamientos topográficos y los mapas a los que dan lugar proporcionan información sobre la localización horizontal y sobre las altitudes, necesarios para diseñar estructuras como edificios, embalses, canales, carreteras, puentes, tendidos eléctricos o colectores. Para levantar los planos de estas obras se parte de los mismos puntos de control utilizados en los levantamientos topográficos originales. Los levantamientos geodésicos de construcciones implican la orientación y supervisión de mediciones de ingeniería que se coordinan en el levantamiento de planos y en la construcción de cualquier estructura .
LEVANTAMIENTOS CARTOGRÁFICOS Se
denominan levantamientos geodésicos cartográficos a aquéllos que localizan puntos de control y obtienen detalles para la confección de mapas o cartas. Las cartas y los mapas a pequeña escala (que representan áreas extensas) son combinaciones de mapas a escala más grande de los cuales se eliminan y simplifican muchos detalles; a este proceso se le llama generalización cartográfica. Los mapas litorales representan la costa, pero de ésta muestran sólo los elementos que pueden ser importantes para la navegación y que están situados a lo largo de la línea de costa e informan de las profundidades del agua (líneas batimétricas). Las cartas aeronáuticas sólo muestran los rasgos geográficos más relevantes, como pueden ser las barreras, rutas aéreas, radiofaros y otros elementos de orientación como las vías de ferrocarril o carreteras.
LEVANTAMIENTO GEODÉSICO MARÍTIMO
Los levantamientos y confección de mapas marítimos, de los ríos, puertos o lagos, con el fin de establecer las profundidades para facilitar una navegación más segura, se realizan mediante sondeos manuales en observaciones llevadas a cabo desde los puntos de control de la costa. Los sondeos con sonar, efectuados de forma simultánea a la localización por radar del buque oceanográfico de sondeo, permiten también el trazado rápido y exacto de los mapas. Más lejos de la costa la localización será siempre menos precisa; los aparatos Loran y los satélites de navegación se utilizan para conseguir la localización más exacta posible de las embarcaciones en alta mar cuando éstas cuentan con equipamientos modernos.
