TOPOGRAFA Y GEODESIAESCUELA DE INGENIERA CIVILTITULACIN ACTUALIZACIN DE CONOCIMIENTOS

Profesor: Ing. Miguel Bocanegra Jcome

PROBABILIDADES Y ESTADISTICA:Valor Verdadero o Real de una Magnitud : Valor Ms Probable de una Magnitud: M = xi / n Errores Aparentes:

Estimador de la Desviacin Tpica o Error Medio Cuadrtico de una Observacin:

Estimador de la Desviacin Tpica de la Media o Error Medio Cuadrtico de La Media Aritmtica:

Error Relativo:

PRECISION:Es el grado de refinamiento, acercamiento o consistencia de un grupo de medidas de una misma magnitud, se evala en base a los errores aparentes, siendo ms preciso cuando ms pequeos sean stos.

EXACTITUD:Es el grado de acercamiento de un grupo de medidas de una misma magnitud a su valor verdadero, siendo ms exacto cuanto ms cercanos estn los valores medidos de su valor real.

NIVELES DE CONFIANZA:Nivel de Confianza del 50% = 0.6745 EMCNivel de Confianza del 68% = EMCNivel de Confianza del 90% = 1.6449 EMCNivel de Confianza del 95% = 1.9599 EMC

ERROR NOMINAL :

ERRORES SISTEMTICOS :En general son los que afectan los resultados siempre en el mismo sentido.

COMBINACIN DE ERRORES ESTADSTICOS Y ERROR NOMINAL :

LIMITE GRAFICO:Se acostumbra denominar as, a la menor distancia entre dos puntos que se pueden representar en un plano y que permite que se vean separados.

ESCALA DE ORIGEN:Es la escala ms grande en la que se representarn los datos tomados en el campo de acuerdo a su precisin.

NOCIONES DE GEODESIA Y CARTOGRAFIA

EL GEOIDE :Superficie de equilibrio materializada por los mares en calma.

EL ELIPSOIDE :Figura geomtrica obtenida de hacer girar una elipse alrededor de su eje menor, se define por a y f.

b

a

SISTEMA TERRESTRIAL CONVENCIONAL :Sistema de coordenadas cartesianas X,Y,Z donde su origen coincide con el centro de masas de la Tierra (Geocentro). PN Z GREENWICH Y ESTE XXY OESTE

PS Z

SISTEMA DE COORDENADAS GEODESICAS :Estn dadas por su Latitud () y su Longitud () se determinan considerando el elipsoide.Latitud ().-Es el ngulo medido en el plano del meridiano entre el plano ecuatorial del elipsoide y una lnea perpendicular o normal a su superficie que pasa por el punto a ubicar sobre la superficie de la Tierra.Longitud ().-Es el ngulo medido en el plano ecuatorial desde el meridiano de Greenwich hasta el meridiano del punto a ubicar.

Latitud Geodsica (Elipsidica) y Latitud Astronmica (Geidica)

ELIPSOIDE GEOIDE

G E

ESTACION LAPLACE :Es una estacin donde se relaciona acimut, latitud y longitud geodsica con acimut, latitud y longitud astronmica para determinar su posicin geodsica

DATUM GEODESICO HORIZONTAL :Dado por los diferentes parmetros que definen al elipsoide y su posicin respecto del geoide.Existe un punto astronmico fundamental donde la normal al geoide coincide con la normal al elipsoide

DATUM VERTICAL :Usualmente determinado por la superficie del GeoideModelos ms usadosOSU 91EGM 96 (usado por IGN)

DATUM O SISTEMAS USADOS POR EL PER

PSAD56 :Datum Provisional para Amrica del Sur de 1956

WGS84 :Sistema Global Mundial de 1984Sistema nativo de GPS

SIRGAS95 :Sistema de Referencia Geocntrico para Amrica del Sur de 1995

SISTEMAS DE PROYECCIONES CARTOGRAFICASSon hechas sobre planos, conos, cilindros etc.PROYECCION CONFORME :Donde pequeas longitudes, reas y sus ngulos se mantienen igual que en el Elipsoide.PROYECCION AUTOMECOICA :Las distancias se conservan

ANAMORFOSIS :Deformaciones inevitables que se dan al querer representar el elipsoide en el plano.

LOXODROMICA :Corta todos los meridianos bajo un mismo ngulo.ORTODROMICA :Arco de crculo mximo que une dos puntos. B

AFACTOR DE ESCALA (K) :Correcciones a aplicar a distancias del elipsoide para reduccin a proyeccin cartogrfica.

SISTEMA DE PROYECCION U.T.M. :Proyeccin Cilndrica Transversa Conforme.El Ecuador terrestre se transforma en una recta eje X (Este)El Meridiano del elipsoide tangente al cilindro eje Y (Norte)

Las distancias al Meridiano Tangente no deben ser muy grandes por la Anamorfosis, por lo que el elipsoide se divide en 60 franjas o husos de 6 de Longitud.Para facilidad de uso se subdivide el elipsoide en 20 bandas de 8 de Latitud.

CUADRCULA DE PROYECCION U.T.M.

ARTIFICIO DE TISSOT CASO U.T.M. :Consiste en sustituir el cilindro tangente por uno secante, reduce a la mitad la anamorfosis producida en los meridianos extremos 3 0 3

K=Ko

K=1

Ko = 0.9996

6

DISTANCIAS TOPOGRAFICAS EN BASE A PROYECCION CARTOGRAFICA TERRENO DISTANCIA (D)

hm ELIPSOIDE (S) hm

CUERDA (D1)

A ElipsoideS = Dp / K

A la CuerdaD1 = S - S / (24 Rz) RZ

Distancia TopogrficaD = D1 (Rz + hm) / Rz

ACIMUT DE CUADRCULA Y ACIMUT VERDADERO

Meridianos MeridianoCentral

Norte deCuadrculaB

C

A

ESTACIN TOTAL PTICA

ESTACION TOTAL OPTICA (E.T.)Instrumento compuesto por tres partes, un Distancimetro, un Teodolito ptico Electrnico y una computadora, todos estos componentes se encuentran totalmente integrados a nivel de Hardware

ESTACIN MODULAR :Distancimetro + Teodolito ptico Electrnico

FUNCIONES QUE REALIZAN LAS E.T.:

CARACTERSTICAS TCNICAS DE LAS E.T.:Anteojo:Tipo de ImagenDistancia mnima de enfoqueCampo de visin Nmero de aumentosDimetro del ObjetivoMedicin de distancias:Alcance DesviacionesTiempo de medicinMedicin angular:Se evala con el EMC

Sensibilidad de los niveles:

Compensador:

Plomada:

Batera:

Microprocesador:

Peso:

Software de post-proceso:

CLASIFICACIN DE ESTACIONES TOTALES

Gama BajaGama MediaGama AltaMedicin Distancias (m)1000 20002000 40004000 7000Medicin de ngulos 15-10 (EMC)9- 5 (EMC)4- 0.5(EMC)Anteojo (aumentos) 27x28x 30x30x 35xSensibilidad nivel alidada 40- 3030 1510 05Sensibilidad nivel circular100606

ELECCION DE UNA ESTACION TOTAL:A.Trabajos de triangulacin: Enlace con geodesia Estacin de gama alta, con EMC en ngulo de 0.5".B.Trabajos de Poligonacin: Estacin de gama alta o media.C.Levantamientos taquimtricos: Suficiente con estaciones de gama media o baja.D.Replanteos: Suficiente con estaciones de gama media o baja.E.Apoyo fotogramtrico: Son recomendables estaciones de gama media o alta

CONFIGURACIN DEL EQUIPO:Condiciones atmosfricas:Seleccin de unidades de longitud:Seleccin de unidades angulares:GRA, DEG, RAD, MILL.Modo de medicin de distancias:Seal del distancimetro:Compensador:Otros factores:

TRIMBLE

La Estacin Total 3300 Cuenta con un panel de control de siete teclas para realizar todas las funciones, y una serie de mens que orientan al usuario. El aparato puede medir distancias de hasta 5000 metros apretando una sola tecla. La Estacin Total 3300 es el complemento ideal para la Estacin Total GPS 5700

TRIMBLE La Estacin Total 3600 est equipada con un sistema de Nivelacin electrnica automtica. Integra en un tornillo movimientos horizontales y verticales para un seguimiento dinmico del prisma. Logra mediciones de distancias sin utilizar prismas de manera precisa. Anteojo de 30x e iluminacin de retculo ajustable. Memoria de 5000 puntos.

TRIMBLE

La 5600 es una estacin total robtica servoasistida de cuatro velocidades, con tecnologa Geodimeter. Equipada con sistema de auto-nivelacin electrnica. Operable por una sla persona desde el prisma reflector. Precisin standard de 1, 2, 3 y 5 segundos. Alcance de 5000 metros con juego de tres prismas. La memoria permite hasta 10000 puntos. Lser de alta velocidad y resolucin sin utilizar prismas.

RECEPTORES SATELITALES A MICROONDAS

PRIMERA GENERACION DE LEVANTAMIENTOS POR SATELITES

El primero entr en servicio en 1965 utiliz constelacin satelital de la marina Norteamericana llamados TRANSIT. Cobertura no constante. Opero con efecto Doppler.

URSS tena un sistema igual que el TRANSIT, de nombre TSICADA

SISTEMAS ACTUALESGPS :A cargo del Departamento de Defensa de EE. UU., formado por 24 satlites con cobertura mundial contnua, mucho ms precisos que TRANSIT.GLONASS:Desarrollado en la antigua Unin Sovietica, actualmente el sistema depende de la Federacin Rusa.Se inici con 24 satlites distribuidos en 3 planos orbitales inclinados 64.8 a 19100 Km. de altura y periodo de 11 h. 15min.Hoy solo funcionan 14 satlites.Existen equipos receptores que combinando las seales GPS y GLONASS, mejoran la precisin de las medidas.

GALILEO :A cargo de la Unin Europea, brindar servicio de posicionamiento global muy exacto para uso civil y compatible con GPS y GLONASSConsistir en 30 satlites (27 operacionales y 3 suplentes) colocados en tres rbitas a 23616 Km. de altitud sobre la tierra y con una inclinacin de 56 con respecto al ecuador.Entregar exactitud de posicionamiento por debajo del metro en tiempo real.La constelacin de satlites se terminar de colocar en rbita en el 2010.

SISTEMA DE POSICIONAMIENTO GLOBAL (GPS)

SEGMENTOS DEL SISTEMA:

SEGMENTO ESPACIAL:Conformado por la constelacin satelital NAVSTAR, con 21 satlites principales ms tres satlites activos de repuesto, con una elevacin de 20200 km. y un perodo de 12 horas.rbitas con inclinacin de 55 con respecto al Ecuador y colocados en seis planos equidistantemente y con 4 satlites en cada rbita.

SEGMENTO TERRENO:Los satlites son monitoreados por 05 estaciones terrenas que vigilan sus trayectorias y generan la informacin georreferencial, ellas son:Estacin maestra ubicada en Colorado Springs.En Hawaii, Isla Ascencin en el Ocano Atlntico Sur , Diego Garca en el Mar Indico y Kwajalein en el Ocano Pacfico Norte.

SEGMENTO USUARIO:Consta de los receptores y del Software de Post-Proceso, que realizar los ajustes de informacin recibida de los satlites para determinar su ubicacin.Este es el segmento que se comercializa.

SEALES SATELITALES:Relojes de satlites muy precisos (estabilidad seg.)Seales portadoras en banda L (fo = 10.23 Mhz)Portadora L1 = 154 fo = 1575.42 Mhz @ 19 cm.Portadora L2 = 120 fo = 1227.60 Mhz @ 24.4 cm (L2C y L5)Cdigos PRN (para lecturas de los relojes). Cdigo P : fo = 10.23 Mhz en L1 y L2Cdigo C/A : fo/10 = 1.023 Mhz en L1(Cdigo P se puede encriptar originando el Cdigo Y)En tierra, el receptor internamente reproduce el mismo Cdigo, con lo que nos permite calcular el tiempo de viaje de la seal.

El Almanaque : (50 Hz de frecuencia)Contiene informacin orbital de todos los satlites operativos, permite conocer a grosso modo la posicin de los satlites.Incluye correcciones por desviacin de relojesLas Efemrides Son correcciones de enorme precisin al almanaque. Son especficas de cada satlite y permiten calcular su ubicacin con la precisin necesaria para el posicionamiento.

El receptor hace lo siguiente:Con el Almanaque estima con que satlites se podra comunicarTrata de encontrar la seal de los satlites elegidos y una vez encontradas comienza a bajar las efemrides de dichos satlites.

DISPONIBILIDAD DE SATLITES:Con la configuracin de la constelacin Navstar se logra observar 4 satlites 0.01 % del tiempo.5 satlites 0.04 % del tiempo.6 satlites 2.80 % del tiempo.7 satlites23.55 % del tiempo.8 satlites39.13 % del tiempo.9 satlites27.31 % del tiempo.10 satlites 6.77 % del tiempo.11 satlites 0.41 % del tiempo.12 satlites < 0.01 % del tiempo.El 90 % del tiempo observaremos entre 7 y 9 satlites.

FUENTES DE ERROR GPS :Perturbacin ionosfrica. La capa de partculas cargadas elctricamente modifican la velocidad de las seales de radio.Fenmenos meteorolgicos. En la troposfera, el vapor de agua y cambios de temperatura afectan a las seales disminuyendo su velocidad.Imprecisin en los relojes. Existen ligeras desviaciones a pesar de su cuidadoso ajuste y control.Error multisenda o multipath. Las seales satelitales pueden sufrir reflexiones antes de alcanzar el receptor. Topologa receptor-satlites. La geometra receptor-satlite puede aumentar o disminuir la precisin de las medidas (PDOP).

POSICIONANDO EL RECEPTOR GPS :

Posicin por Pseudo-Distancias Se utilizan cuatro satlites para determinar una posicin en tres dimensiones (modo de navegacin normal). Las posiciones son calculadas en el receptor con origen en el centro de la tierra.

Seguimiento de fase de portadora Las portadoras L1 y/o L2 son usadas en este tipo de vigilancia. Puede proporcionar rangos de medida con precisin relativa en torno a milmetros trabajando bajo condiciones especiales.

Posicin por Pseudo-Distancias

( X2, Y2, Z2) 2 3 ( X3, Y3, Z3) 1 ( X1, Y1, Z1) ( X4, Y4, Z4) 4 r1 r2 r3 r4

r = C. t A ( XA, YA, ZA)

DETERMINACION DE ALTURAS CON GPS :Al determinar alturas los GPS generan errores mucho mayores a los de la posicin horizontal, esto se debe a que la geometra idnea para la determinacin de posiciones horizontales es antagnica con la requerida para determinar altitudes.La configuracin ideal para la determinacin de altitudes es en general impracticable.

DATUM WGS84 :Queda definido por:Elipsoide WGS 84 a = 6'378,137 m y f = 1 / 298.257224X = Y = Z = x = y = z = 0

MODOS DE TRABAJO CON GPS:MODO AUTNOMO.- Se usa un solo Receptor G.P.S. precisiones logradas son bajas

MODO DIFERENCIAL.- Se necesitan dos Receptores G.P.S. trabajando simultaneamente, uno de ellos se coloca sobre un punto de coordenadas conocidas (Receptor Base) y el otro en el punto que se le quiere determinar coordenadas (Receptor Mvil), al iniciar su trabajo el Receptor Base monitorea los errores que se cometen al conocer su real posicin y luego transmite las correcciones que se deben aplicar al Receptor Mvil.Se logran precisiones mayores que con un solo Receptor.

MODO DIFERENCIAL

(100,100,20) A ( ?, ?, ? ) B

Hora Posicin GPS Correcc.Posicin GPS Posic. Corr.8:01 (103,105,16) (-3,-5,+4) (182,194,43) (179,189,47)8:02 ( 99,104,27) (+1,-4,-7) (178,192,51) (179,188,44)8:03 (106,100,28) (-6, 0,-8) (185,189,53) (179,189,45)8:04 . . . . . .

CLASIFICACION DE RECEPTORES GPS:Segn su uso:NAVEGADORES.- Funcionan en modo autnomo o diferencial y presentan precisiones de 02 a 15 m. de EMC.DE MAPEO O SIG.- Trabajan en autnomo o diferencial, tienen alta capacidad para almacenar datos y funciones de formato para archivos ASCII, DXF o RINEX. Su precisin est entre 0.1 a 5 m. de EMC.TOPOGRFICOS O GEODSICOS.- Trabajan en modo diferencial y son los de ms alta precisin, tambin transforman sus archivos a formato universal RINEX o archivos DXF o ASCII van desde +/- (1cm + 2ppm) hasta +/- (0.5cm + 1ppm) de EMC.

MEDICIONES MODO DIFERENCIALMedicin Esttica.- Dos receptores son puestos en cada extremo de la lnea a medir y cada unidad rene datos por un periodo de tiempo que oscila desde los 15 a 60 minutos, luego la informacin se procesa, obteniendo precisiones del orden de 5mm + 1 p.p.m. de EMC.

Medicin Cinemtica.- Se inicializan los receptores en un punto de coordenadas conocidas durante varios minutos, despus uno de los receptores se monta sobre un jaln (receptor mvil) y se va ubicando en los diferentes puntos que se desean conocer sus coordenadas, los periodos de observacin pueden ser hasta de un segundo Las precisiones alcanzadas son del orden de 10mm + 2 p.p.m. de EMC.

MARCAS Y MODELOS DE GPSNAVEGADORES:GPS GARMIN eMap De Luxe.-

GPS de 12 canales con mapa electrnico y cartografa recargable/ampliable. Posibilidad de almacenar 500 puntos de referencia. Pantalla grande de alta resolucin (120x160 pixels). Alimentacin 2 pilas AA.

GPS GARMIN eTrex Summit.-

GPS con altbarmetro y brjula esttica incorporados. con accesibilidad a 12 satlites. Precisin de posicin de 4-7 m con buena seal (15 m garantizada). 20 rutas y 500 puntos de referencia almacenables en memoria. Pantalla de alta resolucin, con posibilidad de admitir cartografa. Alimentacin 2 pilas AA (16 h de funcionamiento contnuo).

GPS GARMIN eTrex Vista

GPS con altbarmetro, brjula esttica y cartografa incorporados. con accesibilidad a 12 satlites. Precisin de posicin de 3-7 m con buena seal (15 m garantizada). 20 rutas y 500 puntos de referencia almacenables en memoria. Alimentacin 2 pilas AA (16 h de funcionamiento contnuo).

GPS GARMIN eTrex Legend

GPS de 12 canales con cartografa. Posibilidad de almacenar 500 puntos de referencia y 20 rutas. Admite correcciones WAAS. Pantalla de alta resolucin y 4 niveles de tonos grises. Alimentacin 2 pilas AA (autonoma 18 h en uso contnuo).

GPS GARMIN GpsMap76

GPS de 12 canales con mapa electrnico y cartografa recargable/ampliable. Recepcin satlites mejorada (WAAS) con precisiones de hasta 3 m sin necesidad de receptor diferencial. Posibilidad de almacenar 500 puntos de referencia y 50 rutas. Pantalla grande (403x554mm) de alta resolucin (180x240 pixels). Alimentacin 2 pilas AA.

GPS GARMIN Gps 76

GPS de 12 canales, versin simplificada del GPS 76 Map. Recepcin satlites mejorada (WAAS) con precisiones de hasta 3 m sin necesidad de receptor diferencial. Mapa. Posibilidad de almacenar 500 puntos de referencia y 50 rutas. Pantalla grande (403x554mm) de alta resolucin (180x240 pixels). Alimentacin 2 pilas AA.

GPS MAGELLAN Meridian

GPS 12 canales con tecnologa WAAS. Capacidad para 500 puntos y 20 rutas. Pantalla de alta resolucin (120x160 pixels). Alimentacin 2 pilas AA. Autonoma en funcionamiento contnuo: 14 horas.

GPS MAGELLAN Meridian Gold

Especificaciones similares al Meridian, pero con memoria interna de 16 M

GPS MAGELLAN Meridian Platinum

Especificaciones similares al Meridian Gold, pero con brjula esttica y barmetro

GPS DE SIG :TRIMBLEGPS Pathfinder Pro XR/XRS

GPS de 12 canales (precisin en autnomo 15 m). Correccin diferencial mediante postproceso (precisin 0,5 m). Correccin diferencial en tiempo real mediante radio, radiobalizas o satelite (precisin 1 m). Registro de datos alfanumricos para creacin de GIS e inventario

GeoExplorer 3

GPS de 12 canales (precisin en autnomo 15 m). Correccin diferencial mediante postproceso (precisin 1 a 5 m). Correccin diferencial en tiempo real mediante radio. Registro de datos alfanumricos para creacin de GIS e inventario

ASHTECHProMark 2 GPS

GPS de 10 canales y 2 canales para WAAS/EGNOS, precisin de 3 a 5m. Con correccin diferencial mediante postproceso en esttico 5 mm+1ppm. Registro de datos alfanumricos.

GPS TOPOGRFICOS O GEODSICOS :TRIMBLE4600LS Surveyor

Receptor de 12 Canales y L1. Precisin Esttica 5mm+1ppm. (H.) y 10mm.+2ppm. (V.). Precisin en Cinemtico 10mm.+1ppm.(H.) y 20mm.+1ppm. (V.) Mximo Vector = 10 Km.

Estacin Total GPS 5700

Receptor GPS de 24 canales y L1/L2/L2C, integra receptor bateras, cargador, radio y memoria. Utiliza WAAS/EGNOS.Precisin Esttica 5mm+1ppm. (H.) y 10mm.+2ppm. (V.). (< 20Km.) Precisin en Cinemtico 10mm.+1ppm.(H.) y 20mm.+1ppm. (V.)Precisin en Cinemtico WAAS/EGNOS 2 a 5 m. EMC

Estacin Total GPS 5800

Receptor GPS de 12 canales L1/L2/L2C sin cablesPrecisin Esttica 5mm+1ppm. (H.) y 10mm.+2ppm. (V.). (< 20Km.) Precisin en Cinemtico 10mm.+1ppm.(H.) y 20mm.+1ppm. (V.)

ASHTECHZ XTreme

Receptor GPS de 12 canales L1/L2Precisin Esttica 5mm+1ppm. (H.) y 10mm.+1ppm. (V.). (< 20Km.) Precisin en Cinemtico 10mm.+1ppm.(H.) y 20mm.+1ppm. (V.)Vector de 10 a 40 Km.

Topcon

Legacy E/HEstos receptores ofrecen 40 canales universales como estndar. Pueden seguir la seal de GPS o GLONASS L1 y/o L2, lo que proporciona que los receptores puedan seguir hasta 20 satlites a la vez Todos los canales estn preparados para la utilizacin de los sistemas INMARSAT o WAAS/EGNOS, y otros sistemas de un futuro no muy lejano, como GALILEO.Proporciona una inicializacin 13 veces ms rpida que los receptores de 12 canalesEl chip Paradigm, es el corazn de los Receptores Legacy,

Especificaciones TcnicasLegacy-ELegacy-HCanales de seguimiento:40 canales L140 canales L1GPS/GLONASSGPS/GLONASS20 canales L1/L220 canales L1/L2 GPSGPS/GLONASS*Precisiones:Postproceso3mm + 1ppm para L1 + L2; 5mm + 1.5ppm para L1RTK10mm + 1.5ppm para L1 + L2; 15mm + 2ppm para L1

Legacy E/H

GPS ASHTECH LOCUS

Especificaciones Tcnicas08 canales monofrecuencia en L1, cdigo C/A con recuperacin total de la portadora.

Precisiones en PostprocesoEsttico :Horizontal 5 mm. + 1 ppm. de EMC.Vertical 10 mm. + 1 ppm. de EMC. Cinemtico:Horizontal 12 mm. + 2.5 ppm. de EMC.Vertical 15 mm. + 2.5 ppm. de EMC.

Batera04 pilas tipo C hasta 40 horas de uso04 pilas tipo D hasta 100 horas de uso

PANEL DE CONTROL LOCUS 1 2 3 4 5

6

Indicador del Tiempo de Ocupacin.Indicador de Registro de Datos.Indicador del Rastreo de Satlites.Indicador del Estado de las Pilas.Botn para encendido, apagado, borrado de datos y Reseteo del Equipo.Puerto Infrarrojo

MEDICIN ESTTICA

Indicador de Ocupacin:1 parpadeo D < a 5 Km.2 parpadeos D < a 10 Km.3 parpadeos D < a 15 Km.Indicador verde slido D hasta 20 Km.

VECTORBase B

A D

MEDICIN CINEMTICA STOP AND GO

Rover 5 Base 4 3 A 2 1

Se instalan ambos receptores en barra inicializadoraSe inicializan los equipos (mnimo 5 = 300)Se transporta el GPS mvil (rover) al bastn, el tiempo mnimo por estacin del rover = 4 segundos (2 pocas)

TELEDETECCIN

TELEDETECCIN O PERCEPCIN REMOTA

Se denomina as a la ciencia que se ocupa de la adquisicin de informacin sobre las propiedades de un objeto empleando instrumentos que no estn en contacto directo con el objeto estudiado.

ESPECTRO ELECTROMAGNTICO

La energa electromagntica se extiende desde longitudes de onda muy cortas de la regin de rayos gamma (medidas en partes de nm) a las longitudes de onda larga de la regin de radio AM o FM (medidas en m), por lo que para un mejor estudio de acuerdo a su longitud de onda se clasifican en Regiones y estas a su vez en Bandas, esto constituye el Espectro Electromagntico.< 0.03 m 30 m 0.3 m 0.4 m 0.7 m 14 m 0.1 cm 100 cm > 1 m

ESPECTRO ELECTROMAGNTICO USADO EN TELEDETECCIN

R E G I NLONGITUD DE ONDAUltravioleta0.03 0.4 m- Banda fotogrfica ultravioleta0.3 0.4 mVisible0.4 0.7 mInfrarroja0.7 100 m- Banda IR cercano o reflejado0.7 1.3 m- Banda IR medio1.3 8.0 m- Banda IR lejano o trmico8.0 14.0 mMicroondas 0.1 100 cm

REGIN VISIBLE

Banda: Azul Banda: Verde Banda: Rojo0.4 m 0.5 m 0.6 m 0.7 m

INFRARROJO LEJANO O TRMICO

SENSORES REMOTOSUn sensor remoto es un instrumento capaz de detectar, caracterizar y cuantificar la energa que proviene de objetos situados a la distancia.

CLASIFICACIN DE ACUERDO AL REGISTRO DE DATOSSENSORES PTICOS O FOTOGRFICOS:La informacin captada es registrada en una emulsin fotogrfica al ser recibida.SENSORES DIGITALES O ELECTRNICOS:La informacin captada es registrada en un formato digital conocido como RASTER. Este consiste en una matriz de filas y columnas, cada celda constituye el pixel (el mnimo tamao que puede detectar el sensor) que est definido por un valor X (columnas), un valor Y (filas) y un valor Z o Valor Digital, que contiene la informacin del pixel. Los productos provenientes de estos sensores se les conocen normalmente como imgenes.

DE ACUERDO A LA FUENTE DE ENERGASENSORES PASIVOS DE ENERGA REFLEJADA:Estos tiene gran similitud con la visin normal del ser humano; tambin es el sistema que adopta la fotografa convencional. Se tiene separada la fuente de energa (ej. sol), el objeto en estudio y el sensor. En este caso la caracterstica ms importante es que el sensor mide la energa REFLEJADA por el objeto.

SENSORES PASIVOS DE ENERGA EMITIDA: En este caso la fuente y el objeto son uno solo, luego el sensor solo est midiendo la energa EMITIDA por un objeto (fuente). Los elementos de la superficie terrestre absorben parte de la energa proveniente del sol y la transforman en calor, esa energa en forma de calor es re-irradiada hacia el espacio.SENSORES ACTIVOS DE ENERGA REFLEJADA: En este sistema el sensor tiene su propia fuente de energa, generalmente se trata de una antena radar que emite energa en el rango de las microondas hacia la superficie terrestre y mide la proporcin de la energa REFLEJADA por el objeto.

PROPIEDADES PRINCIPALES

RESOLUCIN ESPACIAL :Constituye la menor dimensin que el sensor es capaz de individualizar en la superficie terrestre (tamao del pixel).RESOLUCIN RADIOMTRICA :Es la capacidad del sensor para detectar variaciones en el flujo de radiacin que recibe de acuerdo a cada banda a la cual es sensible, fruto de esto se origina un valor digital (VD). Tambin se la identifica con la cantidad de tonos de grises que el sensor es capaz de captar.

Una resolucin radiomtrica de 256 niveles de grises u 8 bitios. (2^8 = 256). Indica que la respuesta ser cuantificada entre 0 (negro: ausencia de energa recibida) a 255 (blanco: mxima respuesta o energa recibida), por cada banda.

RESOLUCIN ESPECTRAL :Es la cantidad de bandas del espectro en las que el sensor es capaz de obtener informacin (Canales). Si estos canales son numerosos y sus intervalos estrechos, la Resolucin Espectral es ms alta y el poder de discriminar dos firmas espectrales cercanas es ms alto.RESOLUCIN TEMPORAL : Es el tiempo que media entre dos pasadas sucesivas del satlite sobre un punto de la superficie terrestre, en similares condiciones geomtricas de toma de la imagen. Tambin se conoce como Re-visita o Periodicidad.

PLATAFORMAS

TERRESTRES

Trpode o torre en tierra, usado normalmente para muestras de control, costo muy alto.

AEREAS

Se usan elicpteros, avionetas y aviones. Tienen alta resolucin espacial, pero una resolucin temporal muy variable y un alto costo por hectrea. ESPACIALES

Se usan normalmente satlites, son los mayoritariamente utilizados. Poseen la ventaja del bajo costo por hectrea.

PLATAFORMA ESPACIAL

CLASIFICACIN DE ACUERDO A SUS RBITAS

Satlites de rbita polar :Vuelan a una altura de 450 a 850 km.Siguen un recorrido levemente inclinado (7,5 8,5) con respecto al eje de rotacin de la tierra.Son los mayoritariamente utilizados para el monitoreo y relevamiento de recursos naturales (aplicaciones agrcolas, forestales y geolgicas), catastro, oceanografa y meteorologa.

Satlites de rbita geoestacionaria o ecuatorial :Se encuentran en posicin fija con respecto a la tierra.Se sitan a gran altitud (~ 36.000 km.).Son ampliamente utilizados para telecomunicaciones y tambin para meteorologa.

SATLITES DE MAYOR INTERSSERIE LANDSAT (EEUU)Entre los satlites operativos se encuentra el Landsat 5 lanzado en 1984, tiene una altura de vuelo de 705 Km. usa un sensor denominado TM ( Thematic Mapper ) que proporciona una resolucin espacial hasta de 30 m. y ha sido diseado para la cartografa temtica.En Abril de 1999 se lanzo el Landsat-7, con un nuevo sensor denominado ETM+ (Enhanced Thematic Mapper Plus). el cual logra una resolucin espacial de 15 m. en pacromtico.Landsat 5Landsat 7

IMAGEN : CIUDAD DE TARAPOTOSatlite Landsat 7Imagen multibanda resolucin espacial 30 m.

SERIE SPOT (Francs)El primer satlite SPOT se lanz en 1986, mientras que el segundo se ha puesto en rbita a inicios de 1990, tienen una altura de vuelo de 830 Km. Este satlite incorpora equipos de exploracin que permiten obtener imgenes en dos modalidades: pancromtico y multibanda con una resolucin espacial de 10 y 20 m. respectivamente. Las imgenes SPOT son muy usadas en anlisis visual, especialmente en el medio urbano.

IKONOS (EEUU)Se lanz a fines de 1999 Se encuentra a 681 Km de la Tierracubre reas de 20.000 km2 en una misma pasada y produce simultneamente imgenes pancromticas (B/N) de 1 mts de resolucin e imgenes multiespectrales (Color) de 4 mts de resolucin (4 bandas espectrales).

IMAGEN : ESTADIO NACIONAL DE LIMASatlite IkonosImagen pancromtica resolucin espacial 1 m.

QUICKBIRDLanzado a fines del 2001, es el nico satlite comercial capaz de ofrecer imgenes de resolucin sub-metricas.Opera desde una rbita a unos 450 km de altitud. Realiza pasos frecuentes sobre una misma regin del planeta, manteniendo las condiciones de iluminacin.Cuenta con una resolucin espacial para Imgenes estndar de70 cm (pancromtico) y 2.8 m (multiespectral)

IMAGEN : ESTADIO UNMSM - LIMASatlite Quickbird

Imagen pancromtica Imagen multiespectralresolucin espacial 0.7 m. Resolucin espacial 2.8 m.

ESCALA DE ORIGEN DE UNA IMAGENEs la escala numrica ms grande a la cual se utilizar la imagen como mapa luego de la restitucin de objetos.Considerando 0.2 mm como limite grfico, esto debera ser el tamao del pixelEj. Si se est utilizando imgenes del satlite Spot en pancromtico el tamao del pxel sera de 10 m. Por lo que tendramos:0.2 ---------- 10 0001 ---------- X = 50 000 Por lo tanto 1 / 50 000 es la escala de origenLos objetos con tamao menor a 2 mm. Se descartan normalmente, por lo que el mnimo objeto geogrfico a mostrar sera de 10 pxeles.

SOFTWARE PARA TRATAMIENTO DE IMGENESAdems de la captacin de imgenes forma parte de la percepcin remota su posterior tratamiento en el ambiente de una determinada aplicacin.ERMAPPER ER Mapper es un avanzado sistema de proceso digital de imgenes, teledeteccin y composicin cartogrfica, creado para ayudar a los que se dedican a las ciencias de la tierra a integrar, realzar, visualizar e interpretar sus datos geogrficosERDAS IMAGINEErdas Imagine es un paquete destinado al tratamiento de imgenes de satlite o fotografas areas. Tambin puede ser utilizado como un SIG (Sistema de Informacin Geogrfica) de tipo raster, aunque no es su principal aplicacin.

SISTEMAS DE INFORMACION GEOGRAFICA

CONCEPTOSistema compuesto por elementos informticos y mtodos diseados para permitir la adquisicin, gestin, manipulacin, anlisis, modelado, representacin y salida de datos geogrficos referenciados, para resolver problemas complejos de planificacin y gestin

COMPONENTES DE UN SIG Hardware Software Informacin Personal Mtodos

Hardware Los SIG corren en un amplio rango de tipos de computadores desde equipos centralizados hasta configuraciones individuales o de red, una organizacin requiere de hardware suficientemente especfico para cumplir con las necesidades de aplicacin

Software

Los programas SIG proveen las herramientas y funcionalidades necesarias para almacenar, analizar y mostrar informacin geogrfica, los componentes principales del software SIG son:

Componentes de SoftwareUn sistema de manejo de base de datos (SMBD).Una interfase grfica de usuarios (IGU) Herramientas para captura y manejo de informacin geogrficaHerramientas para soporte de consultas, anlisis y visualizacin de datos geogrficos

InformacinEl componente ms importante para un SIG es la informacin. Se requieren de buenos datos de soporte para que el SIG pueda resolver los problemas y contestar a preguntas de la forma ms acertada posible. La obtencin de buenos datos generalmente absorbe entre un 60 y 80 % del presupuesto de implementacin del SIG

PersonalLas tecnologas SIG son de valor limitado sin los especialistas en manejar el sistema y desarrollar planes de implementacin del mismo. Sin el personal experto en su desarrollo, la informacin se desactualiza y se maneja errneamenteMtodosPara que un SIG tenga una implementacin exitosa debe basarse en un buen diseo y la definicin de reglas claras de las actividades, que sern los moldes y practicas operativas exclusivas en cada organizacin.

Funciones bsicas de un SIG

Un GIS gestiona una base de datos espacial. Permite la creacin y estructuracin de los datos partiendo de fuentes de informacin como los mapas, la teledeteccin, GPS, Estacin Total, bases de datos existentes, etc. Adems de posibilitar el anlisis, visualizacin y edicin en mapas de la base de datos, un GIS cuenta con herramientas que permiten crear nuevos datos derivados de los existentes.

Importancia de los SIGLas soluciones para muchos problemas frecuentemente requieren acceso a varios tipos de informacin que slo pueden ser relacionadas por geografa o distribucin espacial. Slo la tecnologa SIG permite almacenar y manipular informacin usando geografa y para analizar patrones, relaciones, y tendencias en la informacin, todo tendiente a contribuir a tomar mejores decisiones

Limitaciones del GIS:Un GIS es un gran sistema informtico cuya implantacin en una organizacin es siempre gradual y costosa. Se requiere siempre la adecuacin del sistema al trabajo requerido, mediante programacin y recopilacin de los datos necesarios Para su explotacin es necesaria la concurrencia de programadores junto con los profesionales del rea de estudio en cuestin. No son pues herramientas de usuario final, es un sistema propio de una organizacin, no una herramienta personal.

Tecnologas Afines

Mapeo de escritorio Herramientas CAD Percepcin remotaGPSSistemas Manejadores de Bases de Datos (SMBD)

Mapeo de Escritorio (Desktop Mapping)Este se caracteriza por utilizar la figura del mapa para organizar la informacin utilizando capas e interactuar con el usuario, el fin es la creacin de los mapas y estos a su vez son la base de datos, tienen capacidades limitadas de manejo de datos, de anlisis y de personalizacin.Son herramientas de usuario final que permiten el tratamiento de datos espaciales por parte de personas que no son expertas en programacin, cartografa, geodesia, etc. de forma anloga a como estos mismos usuarios utilizan procesadores de textos, hojas de clculo, etc.

ORGANIZACIN DE LA INFORMACION EN UN SIGLos SIGs tienen la mecnica de organizar los elementos geomtricos en grupos de la misma clase, es decir aquello que estos elementos u objetos geomtricos estn representando, como por ejemplo un polgono puede representar un lote de terreno, y un conjunto de polgonos un grupo de lotes, por lo tanto es vlido considerar que son de la clase "Lotes de terreno". Y podremos tener diferentes clases de elementos, como puntos que son "sitios de inters", lneas o cadenas de lneas que son "Arroyos", polgonos irregulares y complejos que son Distritos" o "Reservas ecolgicas", etc.

TEMASe le denomina as a cada clase de los elementos geomtricos, que representan objetos afines definidos geogrficamente.RASGO (FEATURE)A cada uno de los objetos contenidos en un tema se le denomina Rasgo, Faccin o Feature, es decir un tema es un grupo de Rasgos.ATRIBUTOSSon los diferentes parmetros asociados a los rasgos y que los describen de acuerdo a lo que persigue el tema, pueden ser nombres, cantidades, fechas, booleanos (Si/No).

MODELOS DE REPRESENTACIN GEOGRFICA USADOS EN SIGMODELO RASTERUtilizado para modelar elementos continuos, comprende una coleccin de celdas (pxeles), que representan el interior de los objetos, quedando sus lmites implcitamente representados. MODELO VECTORIALLa informacin sobre elementos geogrficos es almacenada como una coleccin de coordenadas puntuales x,y, originando puntos, lneas y polgonos. El modelo vector es muy til para describir elementos discretos.

MODELOS USADOS EN SIG

PREGUNTAS USUALES QUE RESPONDE UN SIGLocalizacin: Qu hay en...? Se refiere a identificar que es lo que se encuentra en una localizacin determinada. Condicin: Dnde se encuentra...?Requiere un anlisis espacial, Se quiere encontrar un lugar que rena ciertas condiciones.Tendencia: Qu ha cambiado desde...? Involucra a las dos anteriores y su respuesta establece que diferencias ocurren en un rea determinada a travs del tiempo.

Distribucin: Qu patrones de distribucin espacial existen?Trata de establecer patrones de determinados fenmenos complejos.Modelizacin: Qu sucede si...?Pregunta que se plantea al intentar conocer que pasa en un sistema cuando ocurre un hecho determinado.

FABRICANTES SOFTWARE DE GIS

ESRI

IDRISI

BENTLEY

MAPINFO

LEICA

Arquitectura del Software de ESRIArcGIS

ArcInfo

ArcEditor

ArcView GIS

ArcExplorer

HTML/JAVA Viewer

Inicio ArcView GIS

ArcView es un Desktop Mapping muy poderoso y fcil de usar que pone la informacin geogrfica en su escritorio pues brinda la capacidad de visualizar, explorar, consultar y analizar datos espaciales.

ArcView es un producto de Environmental Systems Research Institute (ESRI)

**Emitancia = Total de energa radiada en todas direcciones desde una unidad de rea por unidad de tiempoAlbedo = Razn entre la energa luminosa que difunde por reflexin una superficie y la energa incidente. Esto es aplicable a los objetos.