carlos soler garcía. curso 2005 / 06
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“SISTEMA DE POSICIONAMIENTO GLOBAL (GPS). APLICACIONES A LA INGENIERÍA CIVIL, TOPOGRAFÍA, CARTOGRAFÍA Y FOTOGRAMETRÍA” CÓDIGO:05/5740. MODULO 1 Tema 4 Definición y objeto de la Topografía Nociones y definiciones Topográficas Topografía aplicada a la ingeniería civil. - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
1Carlos Soler García. Curso 2005 / 06
“SISTEMA DE POSICIONAMIENTO GLOBAL (GPS). APLICACIONES A LA INGENIERÍA CIVIL, TOPOGRAFÍA,
CARTOGRAFÍA Y FOTOGRAMETRÍA”CÓDIGO:05/5740
MODULO 1
Tema 4
Definición y objeto de la Topografía
Nociones y definiciones Topográficas
Topografía aplicada a la ingeniería civil
ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIEROS EN TOPOGRAFÍA, GEODESIA Y CARTOGRAFÍA
2
Topografía (topographía de topográphos, de tópos, lugar y grápho, describir).
Arte de describir y delinear detalladamente la superficie de un
terreno o territorio de relativa extensión, mediante el conocimiento
de un conjunto de métodos e instrumentos.
Fundamentalmente tiene por objeto representar un terreno sobre
papel o formato digital con una determinada precisión, lo que se
denomina plano topográfico.
Esta es una definición convencional, no por ello equivocada
pero si incompleta, por fundamentalmente por dos motivos:
a.- No contempla, la topografía aplicada a la ingeniería civil, con
todo lo que esta técnica conlleva.
b.- Tampoco es la técnica con la que mayor cantidad de
cartográfica se elabora y casi siempre necesita complementarse
con la fotogrametría.Carlos Soler García. Curso 2005 / 06
“SISTEMA DE POSICIONAMIENTO GLOBAL (GPS). APLICACIONES A LA INGENIERÍA CIVIL, TOPOGRAFÍA,
CARTOGRAFÍA Y FOTOGRAMETRÍA”
MODULO 1
Tema 4
Definición y objeto de la Topografía
Nociones y definiciones Topográficas
Topografía aplicada a la ingeniería civil
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Elementos tridimensionales (terreno)
Representación en soporte bidimensional (digital o papel)
“SISTEMA DE POSICIONAMIENTO GLOBAL (GPS). APLICACIONES A LA INGENIERÍA CIVIL, TOPOGRAFÍA,
CARTOGRAFÍA Y FOTOGRAMETRÍA”
Geometría descriptiva (planos acotados)N
E
N
E
HMODULO 1
Tema 4
Definición y objeto de la Topografía
Nociones y definiciones Topográficas
Topografía aplicada a la ingeniería civil
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CARTOGRAFÍA Y FOTOGRAMETRÍA”
Levantamientos Topográficos
Escala
Precisión
• Planimetría
• Altimetría
Jerarquización
• Planimetría
• Altimetría
MODULO 1
Tema 4
Definición y objeto de la Topografía
Nociones y definiciones Topográficas
Topografía aplicada a la ingeniería civil
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CARTOGRAFÍA Y FOTOGRAMETRÍA”
MODULO 1
Tema 4
Definición y objeto de la Topografía
Nociones y definiciones Topográficas
Topografía aplicada a la ingeniería civil
RESTITUCIÓN:
Construcción de modelo geométrico tridimensional
Jerarquización
Fotointerpretación …
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Topografía
Fotogrametría
“SISTEMA DE POSICIONAMIENTO GLOBAL (GPS). APLICACIONES A LA INGENIERÍA CIVIL, TOPOGRAFÍA,
CARTOGRAFÍA Y FOTOGRAMETRÍA”
Cartografía
MODULO 1
Tema 4
Definición y objeto de la Topografía
Nociones y definiciones Topográficas
Topografía aplicada a la ingeniería civil
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CARTOGRAFÍA Y FOTOGRAMETRÍA”
MODULO 1
Tema 4
Definición y objeto de la Topografía
Nociones y definiciones Topográficas
Topografía aplicada a la ingeniería civil
CARTOGRAFÍA URBANA A GRANDES ESCALAS (Zonas extensas)
- Topografía : Servicios, mobiliario urbano, geometría de los edificios a ras de suelo,…
- Fotogrametría: Patios interiores, cubiertas, geometría de edificaciones, altimetría de zonas rústicas,…
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CARTOGRAFÍA Y FOTOGRAMETRÍA”
MODULO 1
Tema 4
Definición y objeto de la Topografía
Nociones y definiciones Topográficas
Topografía aplicada a la ingeniería civil
Limbo Horizontal o acimutal
Ángulo acimutal
Línea de “cero” acimutal
g0
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MODULO 1
Tema 4
Definición y objeto de la Topografía
Nociones y definiciones Topográficas
Topografía aplicada a la ingeniería civil
ACIMUT: Ángulo formado por una dirección y el norte geográfico (norte de la cuadrícula)
DESORIENTACIÓN: Ángulo formado por la dirección del cero del instrumento y el Norte
LECTURA HORIZONTAL : Ángulo formado por una dirección determinada con la línea del “cero” del instrumento
Los ángulos siempre crecen en sentido dextrógiro y el origen de acimutes coincide con el eje “Y=N”
N
A
B
g0
BA
A
BAHz
BAHz
A
BA
B BA A AHz
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CARTOGRAFÍA Y FOTOGRAMETRÍA”
MODULO 1
Tema 4
Definición y objeto de la Topografía
Nociones y definiciones Topográficas
Topografía aplicada a la ingeniería civil
g0
Línea de “cero” cenital
Limbo Vertical o cenital
Ángulo cenital
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MODULO 1
Tema 4
Definición y objeto de la Topografía
Nociones y definiciones Topográficas
Topografía aplicada a la ingeniería civil
g0
g0
Almacenamiento en memoria interna de:
- Los datos de las visuales.
- Las posiciones de puntos monumentalizados en el terreno (bases de replanteo, estaciones, vértices,…).
- Las posiciones de elementos de un proyecto.
Medida de ángulos (acimutal y cenital) y distancias.
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MODULO 1
Tema 4
Definición y objeto de la Topografía
Nociones y definiciones Topográficas
Topografía aplicada a la ingeniería civil
B V
Dg
Dr
Dn
R gD D senV g
n
R
D Dis tancia geometrica o medida
D Dis tancia natural
D Dis tancia reducida
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MODULO 1
Tema 4
Definición y objeto de la Topografía
Nociones y definiciones Topográficas
Topografía aplicada a la ingeniería civil
N=Y B
A
E=X
AN
AE
BAN
BAE
BA
RD
BB A A B
B A R AB BA R A
BB A A B
B A R AB BA R A
E E EE E D sen
E D sen
N N NN N D cos
N D cos
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MODULO 1
Tema 4
Definición y objeto de la Topografía
Nociones y definiciones Topográficas
Topografía aplicada a la ingeniería civil
B V
Dg
AiBAH
t
Dr
Dn
m
BB A A B
B A g A A BB BA g A A B
H H HH H D cos V i m
H D cos V i m
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“SISTEMA DE POSICIONAMIENTO GLOBAL (GPS). APLICACIONES A LA INGENIERÍA CIVIL, TOPOGRAFÍA,
CARTOGRAFÍA Y FOTOGRAMETRÍA”
Determinación de los puntos singulares del terreno.MODULO 1
Tema 4
Definición y objeto de la Topografía
Nociones y definiciones Topográficas
Topografía aplicada a la ingeniería civil
- Posición planimétrica (E,N)=(x,y)
- Posición altimétrica H=z
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MODULO 1
Tema 4
Definición y objeto de la Topografía
Nociones y definiciones Topográficas
Topografía aplicada a la ingeniería civil
Estas expresiones son validas siempre y cuando se cumplan las dos
siguientes condiciones :
a.- La superficie a representar será de pequeña magnitud, puesto
que se está suponiendo la tierra plana.
b.- El sistema de coordenadas es local y arbitrario.
B BB A g A A
B BB A g A A
BB A g A A B
E E D senV sen
N N D senV cos
H H D cos V i m (e r)
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“SISTEMA DE POSICIONAMIENTO GLOBAL (GPS). APLICACIONES A LA INGENIERÍA CIVIL, TOPOGRAFÍA,
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MODULO 1
Tema 4
Definición y objeto de la Topografía
Nociones y definiciones Topográficas
Topografía aplicada a la ingeniería civil
Para no depender de las anteriores limitaciones es conveniente, casi
obligatorio, expresar las coordenadas en un sistema “global” o al
menos nacional con una proyección cartográfica asociada.
Esto se consigue mediante la ayuda de dos ciencias:
- La Cartografía matemática.
- La Geodesia.
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MODULO 1
Tema 4
Definición y objeto de la Topografía
Nociones y definiciones Topográficas
Topografía aplicada a la ingeniería civil
Cartografía: Representación de los detalles de la Tierra (superficie
en una primera aproximación, esférica, posteriormente elipsoidica)
sobre un plano.
- Proyecciones conformes. Conservan los ángulos
- Proyecciones equivalentes. Conservan las superficies.
- Proyecciones equidistantes. Conservan las distancias.
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MODULO 1
Tema 4
Definición y objeto de la Topografía
Nociones y definiciones Topográficas
Topografía aplicada a la ingeniería civil
N N
EE
N
E
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MODULO 1
Tema 4
Definición y objeto de la Topografía
Nociones y definiciones Topográficas
Topografía aplicada a la ingeniería civil
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MODULO 1
Tema 4
Definición y objeto de la Topografía
Nociones y definiciones Topográficas
Topografía aplicada a la ingeniería civil
N
E
N
E
N
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CARTOGRAFÍA Y FOTOGRAMETRÍA”
MODULO 1
Tema 4
Definición y objeto de la Topografía
Nociones y definiciones Topográficas
Topografía aplicada a la ingeniería civil
Elipsoide Global
Geoide
Topografía
Elipsoide Local
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MODULO 1
Tema 4
Definición y objeto de la Topografía
Nociones y definiciones Topográficas
Topografía aplicada a la ingeniería civil
Topografía
Elipsoide Global
Geoide
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MODULO 1
Tema 4
Definición y objeto de la Topografía
Nociones y definiciones Topográficas
Topografía aplicada a la ingeniería civil
Geoide
Elipsoide
TopografíaNormal al Elipsoide.
hH
N
h Altura Elipsoidal
H Altura Ortométrica h= H + N
N Ondulación del Geoide
Normal al Geoide. (Línea de la plomada)
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MODULO 1
Tema 4
Definición y objeto de la Topografía
Nociones y definiciones Topográficas
Topografía aplicada a la ingeniería civil
En España hasta el momento el sistema de referencia Geodésico y por lo
tanto topográfico, está separada la altimetría de la planimetría originando un
sistema de referencia bidimensional para la planimetría y otro unidimensional
para la altimetría.
Ambos sistemas quedan definidos, para España, de la siguiente forma:
El sistema Geodésico de Referencia en España por Real Decreto
(2303/1970) es ED50 (European Datum 1950) y como sistema
cartográfico asociado la proyección UTM.
Elipsoide: Internacional 1924 o Hayford de 1909.
semieje mayor, a = 6.378.388 metros
aplanamiento, f = 1/297
Un punto Astronómico Fundamental, definido en la Torre de Helmert.
La superficie de referencia altimétrica elegida por el IGN fue el nivel medio
del mar, observado por el mareógrafo de Alicante durante los años 1870 y
1872.
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MODULO 1
Tema 4
Definición y objeto de la Topografía
Nociones y definiciones Topográficas
Topografía aplicada a la ingeniería civil
RED PLANIMÉTRICA OFICIAL. RED GEODÉSICA NACIONAL.
El sistema oficial de coordenadas en España por Real Decreto (2303/1970)
es ED50 Red Geodésica Nacional está integrada por:
650 vértices de Primer Orden (RPO).
12.000 de Orden Inferior (ROI).
En 1993 el Instituto Geográfico Nacional, finalizó los trabajos de proyecto,
construcción, observación, cálculo y compensación en Bloques Provinciales
conectados entre sí de la Red de Orden Inferior, ROI, constituida finalmente
por 11.261 vértices, materializados en el terreno por unos hitos de
hormigón de 1m de lado, con un cilindro de 30 centímetros de diámetro y
un 1,20 metros de altura identificados y pintados en blanco.
Tienen una precisión media relativa que podríamos cifrar en unos 10 cm
para su posición planimétrica, y algo más del doble para su posición
altimétrica. En su posición absoluta podríamos hablar de unos 3 metros en
el norte de la Península y de unos 20 en el sur
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Tema 4
Definición y objeto de la Topografía
Nociones y definiciones Topográficas
Topografía aplicada a la ingeniería civil
Para materializar un sistema de referencia se construyen hitos en el
terreno dotándoles de coordenadas, constituyendo así el marco de
referencia. A este conjunto de hitos se le denomina Red Geodésica
Nacional (RGN).
- Red de Primer Orden (RPO).
- Red de Orden Inferior (ROI).
Vértice de la ROIVértice de la RPO
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MODULO 1
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Definición y objeto de la Topografía
Nociones y definiciones Topográficas
Topografía aplicada a la ingeniería civil
RED ALTIMÉTRICA OFICIAL.
La superficie de referencia altimétrica elegida por el IGN fue el nivel medio del
mar, MSL, observado por el mareógrafo de Alicante durante los años 1870 y
1872. A partir del mareógrafo de Alicante, el IGN proyectó una red de
nivelación nacional de alta precisión distribuida por todo el territorio nacional,
con el fin de aportar puntos con altitud ortométrica H referida al citado nivel
medio del mar en Alicante, y que tiene puntos de enlace con las respectivas
redes altimétricas de Francia y Portugal.
Esta red de nivelación nacional fue observada por el método de nivelación
geométrica, con niveles automáticos de alta precisión, miras de invar
contrastadas y cuña plano-paralela.
La red de clavos está basada en una red con categoría de primer orden que
está diseñada en anillos con un diámetro de 100 kilómetros o menos. Estos
anillos están compuestos de líneas de nivelación que conectan entre sí los
puntos nodales. Éstos son los clavos donde se juntan dos o más anillos.
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Definición y objeto de la Topografía
Nociones y definiciones Topográficas
Topografía aplicada a la ingeniería civil
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MODULO 1
Tema 4
Definición y objeto de la Topografía
Nociones y definiciones Topográficas
Topografía aplicada a la ingeniería civil
El método está basado en realizar dos visuales horizontales sobre dos
miras perfectamente verticalizadas. Las miras estarán situadas sobre los
puntos a determinar su desnivel, mediante una resta de las lecturas sobre
las miras se determina dicha magnitud.
BA A Bz m m
Bm
Am
A
BBAz
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Definición y objeto de la Topografía
Nociones y definiciones Topográficas
Topografía aplicada a la ingeniería civil
Diferentes tipos de Nivel. Óptico-mecánicos
Miras extensibles centimétricas
Nivel esférico
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Definición y objeto de la Topografía
Nociones y definiciones Topográficas
Topografía aplicada a la ingeniería civil
Niveles Digitales
Miras de código de barras. (Invar y reversible)
Zócalo
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Definición y objeto de la Topografía
Nociones y definiciones Topográficas
Topografía aplicada a la ingeniería civil
Medidas sobre la superficie terrestre
Geoide
Elipsoide
Geodesia
, ,H
Cartografía (Plano) E,N,H
Cartografía Matemática
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Definición y objeto de la Topografía
Nociones y definiciones Topográficas
Topografía aplicada a la ingeniería civil
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Definición y objeto de la Topografía
Nociones y definiciones Topográficas
Topografía aplicada a la ingeniería civil
Para poder obtener la posición de los detalles que constituyen un
levantamiento y en general cualquier trabajo topográfico, habrá que
densificar la red geodésica nacional mediante diferentes métodos
topográficos:
o Redes topográficas
o Itinerarios
o Intersecciones
o Radiación
Esta densificación podrá realizarse utilizando conjuntamente
instrumentación topográfica convencional con GPS.
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Nociones y definiciones Topográficas
Topografía aplicada a la ingeniería civil
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Definición y objeto de la Topografía
Nociones y definiciones Topográficas
Topografía aplicada a la ingeniería civil
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El tipo de señalización para para casi todo tipo de hito topográfico, con independencia de la metodología utilizada en su observación, es muy variado destacando los siguientes:
Clavo de acero (de diferentes tipos):
Clavos de tipo Attemberger :
Clavos de tipo Feno :
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Topografía aplicada a la ingeniería civil
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Definición y objeto de la Topografía
Nociones y definiciones Topográficas
Topografía aplicada a la ingeniería civil
Cualquier proyecto de ingeniería civil se diseña sobre cartografía,
posteriormente es tarea de la topografía la perfecta ubicación en el terreno,
tanto en posiciones relativas de los elementos del proyecto como respecto de
los detalles del entorno.TRF3
ATALAYA
NAJARRA
CABEZABOLA MUNDO
CABEZA GRANDE
CABEZA MEDIANA
CABEZUELA
CAÑADA
ESPARTAL
HORMIGALES
VALDELAGUA
CASTRO PICO
LA CABRILLA
MUELA
NAVASOL
48236
50733
48460
45766
48309
45851
50862
50930
POSADA
PRADILLOCABAÑUELA
MONTON DE PAJA
456
482
507
532
40Carlos Soler García. Curso 2005 / 06
“SISTEMA DE POSICIONAMIENTO GLOBAL (GPS). APLICACIONES A LA INGENIERÍA CIVIL, TOPOGRAFÍA,
CARTOGRAFÍA Y FOTOGRAMETRÍA”
MODULO 1
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Definición y objeto de la Topografía
Nociones y definiciones Topográficas
Topografía aplicada a la ingeniería civil
La técnica de situar un proyecto en el terreno, respetando la geometría
relativa y absoluta se denomina “replanteo”.
El replanteo se puede realizar mediante instrumentación topográfica
convencional, estación total o mediante GPS.
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Definición y objeto de la Topografía
Nociones y definiciones Topográficas
Topografía aplicada a la ingeniería civil
Existen diferentes técnicas de replanteo.
• Estación total
o Polares
o Bisección
• GPS
i i BrBr
i Br
2 2
R i Br i Br
i ' i 'i Br g Br Br i ' i
Punto Proyecto i Base Replanteo Br
E Earctg
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H H D cos V i m (e r) H