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TOPOGRAFÍA Y GEODESIA TITULACIÓN – ACTUALIZACIÓN DE CONOCIMIENTOS

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MARCO TEÓRICO DE FOTOGRAMETRIA

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Page 1: Clase Fotogrametria

TOPOGRAFÍA Y GEODESIA

TITULACIÓN – ACTUALIZACIÓN DE CONOCIMIENTOS

Page 2: Clase Fotogrametria

PROBABILIDADES Y ESTADISTICA:

Valor Verdadero o Real de una Magnitud :

Valor Más Probable de una Magnitud:

M = xi / n Errores Aparentes:

Estimador de la Desviación Típica o Error Medio Cuadrático de una Observación:

1

2

n

riEMC

Page 3: Clase Fotogrametria

Estimador de la Desviación Típica de la Media o Error Medio Cuadrático de La Media Aritmética:

Error Relativo:

12

nn

riEMCm

MEMC

Page 4: Clase Fotogrametria

PRECISION:

Es el grado de refinamiento, acercamiento o consistencia de un grupo de medidas de una misma magnitud, se evalúa en base a los errores aparentes, siendo más preciso cuando más pequeños sean éstos.

EXACTITUD:

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

Page 5: Clase Fotogrametria

NIVELES DE CONFIANZA:

Nivel de Confianza del 50% = 0.6745 EMC

Nivel de Confianza del 68% = EMC

Nivel de Confianza del 90% = 1.6449 EMC

Nivel de Confianza del 95% = 1.9599 EMC

Page 6: Clase Fotogrametria

ERROR NOMINAL :

* Es el error mas pequeño que existe.

ERRORES SISTEMÁTICOS :

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

COMBINACIÓN DE ERRORES ESTADÍSTICOS Y ERROR NOMINAL :

2222INTEDEFEXACAPRNOM EEEEE

22NOMESTADFINAL EEE

Page 7: Clase Fotogrametria

LIMITE GRAFICO:

Se acostumbra denominar así, 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 más grande en la que se representarán los datos tomados en el campo de acuerdo a su precisión.

Page 8: Clase Fotogrametria

NOCIONES DE GEODESIA Y CARTOGRAFIA

Page 9: Clase Fotogrametria

EL GEOIDE :

Superficie de equilibrio materializada por los mares en calma.

Page 10: Clase Fotogrametria

EL ELIPSOIDE :Figura geométrica obtenida de hacer girar una elipse alrededor de

su eje menor, se define por a y f.

b

a

Page 11: Clase Fotogrametria

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

X X

Y OESTE

PS Z

Page 12: Clase Fotogrametria

SISTEMA DE COORDENADAS GEODESICAS :

Están dadas por su Latitud (Ø) y su Longitud (λ) se determinan considerando el elipsoide.

Latitud (Ø).-

Es el ángulo medido en el plano del meridiano entre el plano ecuatorial del elipsoide y una línea perpendicular o normal a su superficie que pasa por el punto a ubicar sobre la superficie de la Tierra.

Longitud (λ).-

Es el ángulo medido en el plano ecuatorial desde el meridiano de Greenwich hasta el meridiano del punto a ubicar.

Page 13: Clase Fotogrametria

Latitud Geodésica (Elipsóidica) y Latitud Astronómica (Geóidica)

ELIPSOIDE GEOIDE

G E

Page 14: Clase Fotogrametria

ESTACION LAPLACE :Es una estación donde se relaciona acimut, latitud y longitud geodésica con acimut, latitud y longitud astronómica para determinar su posición geodésica

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

DATUM VERTICAL :Usualmente determinado por la superficie del GeoideModelos más usados OSU 91

EGM 96 (usado por IGN)

Page 15: Clase Fotogrametria

DATUM O SISTEMAS USADOS POR EL PERÚ

PSAD56 :Datum Provisional para América del Sur de 1956

WGS84 :Sistema Global Mundial de 1984Sistema nativo de GPS

SIRGAS95 :Sistema de Referencia Geocéntrico para América del Sur de 1995

Page 16: Clase Fotogrametria

SISTEMAS DE PROYECCIONES CARTOGRAFICAS

Son hechas sobre planos, conos, cilindros etc.

PROYECCION CONFORME :

Donde pequeñas longitudes, áreas y sus ángulos 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.

ll

1

Page 17: Clase Fotogrametria

LOXODROMICA :

Corta todos los meridianos bajo un mismo ángulo.

ORTODROMICA :

Arco de círculo máximo que une dos puntos.

B

A

FACTOR DE ESCALA (K) :

Correcciones a aplicar a distancias del elipsoide para reducción a proyección cartográfica.

Page 18: Clase Fotogrametria

SISTEMA DE PROYECCION U.T.M. :

Proyección Cilíndrica 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.

Page 19: Clase Fotogrametria

CUADRÍCULA DE PROYECCION U.T.M.

Page 20: Clase Fotogrametria

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

Page 21: Clase Fotogrametria

DISTANCIAS TOPOGRAFICAS EN BASE A PROYECCION CARTOGRAFICA

TERRENO DISTANCIA (D)

hm ELIPSOIDE (S) hm

CUERDA (D1)

A ElipsoideS = Dp / K

A la CuerdaD1 = S - S³ / (24 Rz²) RZ

Distancia TopográficaD = D1 (Rz + hm) / Rz

Page 22: Clase Fotogrametria

ACIMUT DE CUADRÍCULA Y ACIMUT VERDADERO

Meridianos MeridianoCentral

Norte deCuadrícula

B

C

A

Page 23: Clase Fotogrametria
Page 24: Clase Fotogrametria

ESTACIÓN TOTAL ÓPTICA

Page 25: Clase Fotogrametria

ESTACION TOTAL OPTICA (E.T.)

Instrumento compuesto por tres partes, un Distanciómetro, un Teodolito Óptico Electrónico y una computadora, todos estos componentes se encuentran totalmente integrados a nivel de Hardware

ESTACIÓN MODULAR :

Distanciómetro + Teodolito Óptico Electrónico

FUNCIONES QUE REALIZAN LAS E.T.:

Page 26: Clase Fotogrametria

CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS DE LAS E.T.:

Anteojo:Tipo de ImagenDistancia mínima de enfoqueCampo de visión Número de aumentosDiámetro del Objetivo

Medición de distancias:Alcance DesviacionesTiempo de medición

Medición angular:

Se evalúa con el EMC

Page 27: Clase Fotogrametria

Sensibilidad de los niveles:

Compensador:

Plomada:

Batería:

Microprocesador:

Peso:

Software de post-proceso:

Page 28: Clase Fotogrametria

Gama Baja Gama Media Gama Alta

Medición Distancias (m) 1000 – 2000 2000 – 4000 4000 – 7000

Medición de Ángulos 15”-10” (EMC) 9”- 5” (EMC) 4”- 0.5”(EMC)Anteojo (aumentos) 27x 28x – 30x 30x – 35x

Sensibilidad nivel alidada 40”- 30” 30” – 15” 10” – 05”

Sensibilidad nivel circular 10’ 06’ 06’

CLASIFICACIÓN DE ESTACIONES TOTALES

Page 29: Clase Fotogrametria

ELECCION DE UNA ESTACION TOTAL:

A.Trabajos de triangulación: Enlace con geodesia Estación de gama alta, con EMC en ángulo de 0.5".

B. Trabajos de Poligonación: Estación de gama alta o media.

C. Levantamientos taquimétricos: Suficiente con estaciones de gama media o baja.

D. Replanteos: Suficiente con estaciones de gama media o baja.

E. Apoyo fotogramétrico: Son recomendables estaciones de gama media o alta

Page 30: Clase Fotogrametria

CONFIGURACIÓN DEL EQUIPO:

Condiciones atmosféricas:

Selección de unidades de longitud:

Selección de unidades angulares:

GRA, DEG, RAD, MILL.

Modo de medición de distancias:

Señal del distanciómetro:

Compensador:

Otros factores:

Page 31: Clase Fotogrametria

TRIMBLE

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

Page 32: Clase Fotogrametria

TRIMBLE

La Estación Total 3600 está equipada con un sistema de Nivelación electrónica automática. Integra en un tornillo movimientos horizontales y verticales para un seguimiento dinámico del prisma. Logra mediciones de distancias sin utilizar prismas de manera precisa. Anteojo de 30x e iluminación de retículo ajustable. Memoria de 5000 puntos.

Page 33: Clase Fotogrametria

TRIMBLE

La 5600 es una estación total robótica servoasistida de cuatro velocidades, con tecnología Geodimeter. Equipada con sistema de auto-nivelación electrónica. Operable por una sóla persona desde el prisma reflector. Precisión standard de 1, 2, 3 y 5 segundos. Alcance de 5000 metros con juego de tres prismas. La memoria permite hasta 10000 puntos. Láser de alta velocidad y resolución sin utilizar prismas.

Page 34: Clase Fotogrametria

RECEPTORES SATELITALES A MICROONDAS

Page 35: Clase Fotogrametria

PRIMERA GENERACION DE LEVANTAMIENTOS POR SATELITES

El primero entró en servicio en 1965 utilizó constelación satelital de la marina Norteamericana llamados TRANSIT.

• Cobertura no constante.

• Opero con efecto Doppler.

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

Page 36: Clase Fotogrametria

SISTEMAS ACTUALES

GPS :

A cargo del Departamento de Defensa de EE. UU., formado por 24 satélites con cobertura mundial contínua, mucho más precisos que TRANSIT.

GLONASS:

Desarrollado en la antigua Unión Sovietica, actualmente el sistema depende de la Federación Rusa.

Se inició con 24 satélites distribuidos en 3 planos orbitales inclinados 64.8º a 19100 Km. de altura y periodo de 11 h. 15min.

Hoy solo funcionan 14 satélites.

Existen equipos receptores que combinando las señales GPS y GLONASS, mejoran la precisión de las medidas.

Page 37: Clase Fotogrametria

GALILEO :

A cargo de la Unión Europea, brindará servicio de posicionamiento global muy exacto para uso civil y compatible con GPS y GLONASS

Consistirá en 30 satélites (27 operacionales y 3 suplentes) colocados en tres órbitas a 23616 Km. de altitud sobre la tierra y con una inclinación de 56° con respecto al ecuador.

Entregará exactitud de posicionamiento por debajo del metro en tiempo real.

La constelación de satélites se terminará de colocar en órbita en el 2010.

Page 38: Clase Fotogrametria

SISTEMA DE POSICIONAMIENTO GLOBAL (GPS)

SEGMENTOS DEL SISTEMA:

SEGMENTO ESPACIAL:

Conformado por la constelación satelital NAVSTAR, con 21 satélites principales más tres satélites activos de repuesto, con una elevación de 20200 km. y un período de 12 horas.

Órbitas con inclinación de 55° con respecto al Ecuador y colocados en seis planos equidistantemente y con 4 satélites en cada órbita.

Page 39: Clase Fotogrametria

SEGMENTO TERRENO:

Los satélites son monitoreados por 05 estaciones terrenas que vigilan sus trayectorias y generan la información georreferencial, ellas son:

Estación maestra ubicada en Colorado Springs.

En Hawaii, Isla Ascención en el Océano Atlántico Sur , Diego García en el Mar Indico y Kwajalein en el Océano Pacífico Norte.

SEGMENTO USUARIO:

Consta de los receptores y del Software de Post-Proceso, que realizará los ajustes de información recibida de los satélites para determinar su ubicación.

Este es el segmento que se comercializa.

Page 40: Clase Fotogrametria

SEÑALES SATELITALES:

Relojes de satélites muy precisos (estabilidad seg.)

Señales 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)

Códigos PRN (para lecturas de los relojes).

Código P : fo = 10.23 Mhz en L1 y L2

Código C/A : fo/10 = 1.023 Mhz en L1

(Código P se puede encriptar originando el Código Y)

En tierra, el receptor internamente reproduce el mismo Código, con lo que nos permite calcular el tiempo de viaje de la señal.

-131x10

Page 41: Clase Fotogrametria

El Almanaque : (50 Hz de frecuencia)

Contiene información orbital de todos los satélites operativos, permite conocer a grosso modo la posición de los satélites.

Incluye correcciones por desviación de relojes

Las Efemérides

Son correcciones de enorme precisión al almanaque. Son específicas de cada satélite y permiten calcular su ubicación con la precisión necesaria para el posicionamiento.

El receptor hace lo siguiente:

Con el Almanaque estima con que satélites se podría comunicar

Trata de encontrar la señal de los satélites elegidos y una vez encontradas comienza a bajar las efemérides de dichos satélites.

Page 42: Clase Fotogrametria

DISPONIBILIDAD DE SATÉLITES:

Con la configuración de la constelación Navstar se logra observar

4 satélites 0.01 % del tiempo.

5 satélites 0.04 % del tiempo.

6 satélites 2.80 % del tiempo.

7 satélites 23.55 % del tiempo.

8 satélites 39.13 % del tiempo.

9 satélites 27.31 % del tiempo.

10 satélites 6.77 % del tiempo.

11 satélites 0.41 % del tiempo.

12 satélites < 0.01 % del tiempo.

El 90 % del tiempo observaremos entre 7 y 9 satélites.

Page 43: Clase Fotogrametria

FUENTES DE ERROR GPS :

Perturbación ionosférica. La capa de partículas cargadas eléctricamente modifican la velocidad de las señales de radio.

Fenómenos meteorológicos. En la troposfera, el vapor de agua y cambios de temperatura afectan a las señales disminuyendo su velocidad.

Imprecisión en los relojes. Existen ligeras desviaciones a pesar de su cuidadoso ajuste y control.

Error multisenda o multipath. Las señales satelitales pueden sufrir reflexiones antes de alcanzar el receptor.

Topología receptor-satélites. La geometría receptor-satélite puede aumentar o disminuir la precisión de las medidas (PDOP).

Page 44: Clase Fotogrametria

POSICIONANDO EL RECEPTOR GPS :

Posición por Pseudo-Distancias

Se utilizan cuatro satélites para determinar una posición en tres dimensiones (modo de navegación 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 precisión relativa en torno a milímetros trabajando bajo condiciones especiales.

Page 45: Clase Fotogrametria

Posición 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)

2A2

2A2

2A22 zzyyxxrr

2A3

2A3

2A33 zzyyxxrr

2A4

2A4

2A44 zzyyxxrr

2A1

2A1

2A11 zzyyxxrr

Page 46: Clase Fotogrametria

DETERMINACION DE ALTURAS CON GPS :

Al determinar alturas los GPS generan errores mucho mayores a los de la posición horizontal, esto se debe a que la geometría idónea para la determinación de posiciones horizontales es antagónica con la requerida para determinar altitudes.

La configuración ideal para la determinación de altitudes es en general impracticable.

DATUM WGS84 :

Queda definido por:

Elipsoide WGS 84 a = 6'378,137 m y f = 1 / 298.257224

X = Y = Z = θx = θy = θz = 0

Page 47: Clase Fotogrametria

MODOS DE TRABAJO CON GPS:

MODO AUTÓNOMO.-

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 Móvil), al iniciar su trabajo el Receptor Base monitorea los errores que se cometen al conocer su real posición y luego transmite las correcciones que se deben aplicar al Receptor Móvil.

Se logran precisiones mayores que con un solo Receptor.

Page 48: Clase Fotogrametria

MODO DIFERENCIAL

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

Hora Posición GPS Correcc. Posición 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 . . . . . .

Page 49: Clase Fotogrametria

CLASIFICACION DE RECEPTORES GPS:

Según su uso:

NAVEGADORES.-

Funcionan en modo autónomo o diferencial y presentan precisiones de 02 a 15 m. de EMC.

DE MAPEO O SIG.-

Trabajan en autónomo o diferencial, tienen alta capacidad para almacenar datos y funciones de formato para archivos ASCII, DXF o RINEX. Su precisión está entre 0.1 a 5 m. de EMC.

TOPOGRÁFICOS O GEODÉSICOS.-

Trabajan en modo diferencial y son los de más alta precisión, también transforman sus archivos a formato universal RINEX o archivos DXF o ASCII van desde +/- (1cm + 2ppm) hasta +/- (0.5cm + 1ppm) de EMC.

Page 50: Clase Fotogrametria

MEDICIONES – MODO DIFERENCIAL

Medición Estática.-

Dos receptores son puestos en cada extremo de la línea a medir y cada unidad reúne datos por un periodo de tiempo que oscila desde los 15 a 60 minutos, luego la información se procesa, obteniendo precisiones del orden de 5mm + 1 p.p.m. de EMC.

Medición Cinemática.-

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

Page 51: Clase Fotogrametria

MARCAS Y MODELOS DE GPS

NAVEGADORES:GPS GARMIN eMap De Luxe.-

GPS de 12 canales con mapa electrónico y cartografía recargable/ampliable. Posibilidad de almacenar 500 puntos de referencia. Pantalla grande de alta resolución (120x160 pixels). Alimentación 2 pilas AA.

Page 52: Clase Fotogrametria

GPS GARMIN eTrex Summit.-

GPS con altíbarómetro y brújula estática incorporados. con accesibilidad a 12 satélites. Precisión de posición de 4-7 m con buena señal (15 m garantizada). 20 rutas y 500 puntos de referencia almacenables en memoria. Pantalla de alta resolución, con posibilidad de admitir cartografía. Alimentación 2 pilas AA (16 h de funcionamiento contínuo).

Page 53: Clase Fotogrametria

GPS GARMIN eTrex Vista

GPS con altíbarómetro, brújula estática y cartografía incorporados. con accesibilidad a 12 satélites. Precisión de posición de 3-7 m con buena señal (15 m garantizada). 20 rutas y 500 puntos de referencia almacenables en memoria. Alimentación 2 pilas AA (16 h de funcionamiento contínuo).

Page 54: Clase Fotogrametria

GPS GARMIN eTrex Legend

GPS de 12 canales con cartografía. Posibilidad de almacenar 500 puntos de referencia y 20 rutas. Admite correcciones WAAS. Pantalla de alta resolución y 4 niveles de tonos grises. Alimentación 2 pilas AA (autonomía 18 h en uso contínuo).

Page 55: Clase Fotogrametria

GPS GARMIN GpsMap76

GPS de 12 canales con mapa electrónico y cartografía recargable/ampliable. Recepción satélites 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 resolución (180x240 pixels). Alimentación 2 pilas AA.

Page 56: Clase Fotogrametria

GPS GARMIN Gps 76

GPS de 12 canales, versión simplificada del GPS 76 Map. Recepción satélites 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 resolución (180x240 pixels). Alimentación 2 pilas AA.

Page 57: Clase Fotogrametria

GPS MAGELLAN Meridian

GPS 12 canales con tecnología WAAS. Capacidad para 500 puntos y 20 rutas. Pantalla de alta resolución (120x160 pixels). Alimentación 2 pilas AA. Autonomía en funcionamiento contínuo: 14 horas.

Page 58: Clase Fotogrametria

GPS MAGELLAN Meridian Gold

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

Page 59: Clase Fotogrametria

GPS MAGELLAN Meridian Platinum

Especificaciones similares al Meridian Gold, pero con brújula estática y barómetro

Page 60: Clase Fotogrametria

GPS DE SIG :

TRIMBLE

GPS Pathfinder Pro XR/XRS

GPS de 12 canales (precisión en autónomo 15 m). Corrección diferencial mediante postproceso (precisión 0,5 m). Corrección diferencial en tiempo real mediante radio, radiobalizas o satelite (precisión 1 m). Registro de datos alfanuméricos para creación de GIS e inventario

Page 61: Clase Fotogrametria

GeoExplorer 3

GPS de 12 canales (precisión en autónomo 15 m). Corrección diferencial mediante postproceso (precisión 1 a 5 m). Corrección diferencial en tiempo real mediante radio. Registro de datos alfanuméricos para creación de GIS e inventario

Page 62: Clase Fotogrametria

ASHTECH

ProMark 2 – GPS

GPS de 10 canales y 2 canales para WAAS/EGNOS, precisión de 3 a 5m. Con corrección diferencial mediante postproceso en estático 5 mm+1ppm. Registro de datos alfanuméricos.

Page 63: Clase Fotogrametria

GPS TOPOGRÁFICOS O GEODÉSICOS :

TRIMBLE

4600LS Surveyor

Receptor de 12 Canales y L1. Precisión Estática 5mm+1ppm. (H.) y 10mm.+2ppm. (V.). Precisión en Cinemático 10mm.+1ppm.(H.) y 20mm.+1ppm. (V.)

Máximo Vector = 10 Km.

Page 64: Clase Fotogrametria

Estación Total GPS 5700

Receptor GPS de 24 canales y L1/L2/L2C, integra receptor baterías, cargador, radio y memoria. Utiliza WAAS/EGNOS.Precisión Estática 5mm+1ppm. (H.) y 10mm.+2ppm. (V.). (< 20Km.) Precisión en Cinemático 10mm.+1ppm.(H.) y 20mm.+1ppm. (V.)

Precisión en Cinemático WAAS/EGNOS 2 a 5 m. EMC

Page 65: Clase Fotogrametria

Estación Total GPS 5800

Receptor GPS de 12 canales L1/L2/L2C sin cablesPrecisión Estática 5mm+1ppm. (H.) y 10mm.+2ppm. (V.). (< 20Km.) Precisión en Cinemático 10mm.+1ppm.(H.) y 20mm.+1ppm. (V.)

Page 66: Clase Fotogrametria

ASHTECH

Z – XTreme

Receptor GPS de 12 canales L1/L2Precisión Estática 5mm+1ppm. (H.) y 10mm.+1ppm. (V.). (< 20Km.) Precisión en Cinemático 10mm.+1ppm.(H.) y 20mm.+1ppm. (V.)

Vector de 10 a 40 Km.

Page 67: Clase Fotogrametria

Topcon

Legacy E/H

Estos receptores ofrecen 40 canales universales como estándar. Pueden seguir la señal de GPS o GLONASS L1 y/o L2, lo que proporciona que los receptores puedan seguir hasta 20 satélites a la vez

Todos los canales están preparados para la utilización de los sistemas INMARSAT o WAAS/EGNOS, y otros sistemas de un futuro no muy lejano, como GALILEO.

Proporciona una inicialización 13 veces más rápida que los receptores de 12 canales

El chip Paradigm, es el corazón de los Receptores Legacy,

Page 68: Clase Fotogrametria

Especificaciones Técnicas

Legacy-E Legacy-H

Canales de seguimiento:40 canales L1 40 canales L1GPS/GLONASS GPS/GLONASS

20 canales L1/L2 20 canales L1/L2 GPSGPS/GLONASS*

Precisiones:

Postproceso3mm + 1ppm para L1 + L2; 5mm + 1.5ppm para L1

RTK10mm + 1.5ppm para L1 + L2; 15mm + 2ppm para L1

Page 69: Clase Fotogrametria

Legacy E/H

Page 70: Clase Fotogrametria

GPS ASHTECH LOCUS

Page 71: Clase Fotogrametria

Especificaciones Técnicas

08 canales monofrecuencia en L1, código C/A con recuperación total de la portadora.

Precisiones en Postproceso

Estático :Horizontal 5 mm. + 1 ppm. de EMC.Vertical 10 mm. + 1 ppm. de EMC.

Cinemático:Horizontal 12 mm. + 2.5 ppm. de EMC.Vertical 15 mm. + 2.5 ppm. de EMC.

Batería04 pilas tipo C hasta 40 horas de uso04 pilas tipo D hasta 100 horas de uso

Page 72: Clase Fotogrametria

PANEL DE CONTROL LOCUS

1 2 3 4 5

6

1 Indicador del Tiempo de Ocupación.2 Indicador de Registro de Datos.3 Indicador del Rastreo de Satélites.4 Indicador del Estado de las Pilas.5 Botón para encendido, apagado, borrado de datos y

Reseteo del Equipo.6 Puerto Infrarrojo

Page 73: Clase Fotogrametria

MEDICIÓN ESTÁTICA

Indicador de Ocupación:

1 parpadeo D < a 5 Km.2 parpadeos D < a 10 Km.3 parpadeos D < a 15 Km.Indicador verde sólido D hasta 20 Km.

VECTOR

Base B

A D

Page 74: Clase Fotogrametria

MEDICIÓN CINEMÁTICA STOP AND GO

Rover 5

Base 4

3

A 2

1

1. Se instalan ambos receptores en barra inicializadora2. Se inicializan los equipos (mínimo 5’ = 300”)3. Se transporta el GPS móvil (rover) al bastón, el tiempo

mínimo por estación del rover = 4 segundos (2 épocas)

Page 75: Clase Fotogrametria

TELEDETECCIÓN

Page 76: Clase Fotogrametria

TELEDETECCIÓN O PERCEPCIÓN REMOTA

Se denomina así a la ciencia que se ocupa de la adquisición de información sobre las propiedades de un objeto empleando instrumentos que no están en contacto directo con el objeto estudiado.

Page 77: Clase Fotogrametria

ESPECTRO ELECTROMAGNÉTICO

La energía electromagnética se extiende desde longitudes de onda muy cortas de la región de rayos gamma (medidas en partes de nm) a las longitudes de onda larga de la región 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 Electromagnético.

< 0.03 ηm 30 ηm 0.3 μm 0.4 μm 0.7 μm 14 μm 0.1 cm 100 cm > 1 m

Page 78: Clase Fotogrametria

ESPECTRO ELECTROMAGNÉTICO USADO EN TELEDETECCIÓN

R E G I Ó N LONGITUD DE ONDA

Ultravioleta 0.03 – 0.4 m

- Banda fotográfica ultravioleta 0.3 – 0.4 m

Visible 0.4 – 0.7 m

Infrarroja 0.7 – 100 m

- Banda IR cercano o reflejado 0.7 – 1.3 m

- Banda IR medio 1.3 – 8.0 m

- Banda IR lejano o térmico 8.0 – 14.0 m

Microondas 0.1 – 100 cm

Page 79: Clase Fotogrametria

REGIÓN VISIBLE

Banda: Azul Banda: Verde Banda: Rojo

0.4 μm 0.5 μm 0.6 μm 0.7 μm

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INFRARROJO LEJANO O TÉRMICO

Page 81: Clase Fotogrametria

SENSORES REMOTOS

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

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CLASIFICACIÓN

DE ACUERDO AL REGISTRO DE DATOS

SENSORES ÓPTICOS O FOTOGRÁFICOS:

La información captada es registrada en una emulsión fotográfica al ser recibida.

SENSORES DIGITALES O ELECTRÓNICOS:

La información 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 mínimo tamaño que puede detectar el sensor) que está definido por un valor X (columnas), un valor Y (filas) y un valor Z o Valor Digital, que contiene la información del pixel. Los productos provenientes de estos sensores se les conocen normalmente como imágenes.

Page 83: Clase Fotogrametria

DE ACUERDO A LA FUENTE DE ENERGÍA

SENSORES PASIVOS DE ENERGÍA REFLEJADA:

Estos tiene gran similitud con la visión normal del ser humano; también es el sistema que adopta la fotografía convencional. Se tiene separada la fuente de energía (ej. sol), el objeto en estudio y el sensor. En este caso la característica más importante es que el sensor mide la energía REFLEJADA por el objeto.

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SENSORES PASIVOS DE ENERGÍA EMITIDA:

En este caso la fuente y el objeto son uno solo, luego el sensor solo está midiendo la energía EMITIDA por un objeto (fuente). Los elementos de la superficie terrestre “absorben” parte de la energía proveniente del sol y la transforman en calor, esa energía en forma de calor es re-irradiada hacia el espacio.

SENSORES ACTIVOS DE ENERGÍA REFLEJADA:

En este sistema el sensor tiene su propia fuente de energía, generalmente se trata de una antena radar que emite energía en el rango de las microondas hacia la superficie terrestre y mide la proporción de la energía REFLEJADA por el objeto.

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PROPIEDADES PRINCIPALES

RESOLUCIÓN ESPACIAL :

Constituye la menor dimensión que el sensor es capaz de individualizar en la superficie terrestre (tamaño del pixel).

RESOLUCIÓN RADIOMÉTRICA :

Es la capacidad del sensor para detectar variaciones en el flujo de radiación que recibe de acuerdo a cada banda a la cual es sensible, fruto de esto se origina un valor digital (VD). También se la identifica con la cantidad de tonos de grises que el sensor es capaz de captar.

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Una resolución radiométrica de 256 niveles de grises u 8 bitios. (2^8 = 256). Indica que la respuesta será cuantificada entre 0 (negro: ausencia de energía recibida) a 255 (blanco: máxima respuesta o energía recibida), por cada banda.

Page 87: Clase Fotogrametria

RESOLUCIÓN ESPECTRAL :

Es la cantidad de bandas del espectro en las que el sensor es capaz de obtener información (Canales). Si estos canales son numerosos y sus intervalos estrechos, la Resolución Espectral es más alta y el poder de discriminar dos firmas espectrales cercanas es más alto.

RESOLUCIÓN TEMPORAL :

Es el tiempo que media entre dos pasadas sucesivas del satélite sobre un punto de la superficie terrestre, en similares condiciones geométricas de toma de la imagen. También se conoce como Re-visita o Periodicidad.

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PLATAFORMAS

TERRESTRES

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

AEREAS

Se usan elicópteros, avionetas y aviones. Tienen alta resolución espacial, pero una resolución temporal muy variable y un alto costo por hectárea. ESPACIALES

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

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PLATAFORMA ESPACIAL

CLASIFICACIÓN DE ACUERDO A SUS ÓRBITAS

Satélites de órbita polar :Vuelan a una altura de 450 a 850 km.Siguen un recorrido levemente inclinado (7,5 – 8,5º) con respecto al eje de rotación de la tierra.Son los mayoritariamente utilizados para el monitoreo y relevamiento de recursos naturales (aplicaciones agrícolas, forestales y geológicas), catastro, oceanografía y meteorología.

Satélites de órbita geoestacionaria o ecuatorial :Se encuentran en posición fija con respecto a la tierra.Se sitúan a gran altitud (~ 36.000 km.).Son ampliamente utilizados para telecomunicaciones y también para meteorología.

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SATÉLITES DE MAYOR INTERÉS

SERIE LANDSAT (EEUU)

Entre los satélites 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 resolución espacial hasta de 30 m. y ha sido diseñado para la cartografía temática.

En Abril de 1999 se lanzo el Landsat-7, con un nuevo sensor denominado ETM+ (Enhanced Thematic Mapper Plus). el cual logra una resolución espacial de 15 m. en pacromático.

Landsat 5 Landsat 7

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IMAGEN : CIUDAD DE TARAPOTOSatélite Landsat 7Imagen multibanda resolución espacial 30 m.

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SERIE SPOT (Francés)

El primer satélite SPOT se lanzó en 1986, mientras que el segundo se ha puesto en órbita a inicios de 1990, tienen una altura de vuelo de 830 Km.

Este satélite incorpora equipos de exploración que permiten obtener imágenes en dos modalidades: pancromático y multibanda con una resolución espacial de 10 y 20 m. respectivamente. Las imágenes SPOT son muy usadas en análisis visual, especialmente en el medio urbano.

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IKONOS (EEUU)

Se lanzó a fines de 1999 Se encuentra a 681 Km de la Tierracubre áreas de 20.000 km2 en una misma pasada y produce simultáneamente imágenes pancromáticas (B/N) de 1 mts de resolución e imágenes multiespectrales (Color) de 4 mts de resolución (4 bandas espectrales).

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IMAGEN : ESTADIO NACIONAL DE LIMASatélite IkonosImagen pancromática resolución espacial 1 m.

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QUICKBIRD

Lanzado a fines del 2001, es el único satélite comercial capaz de ofrecer imágenes de resolución sub-metricas.

Opera desde una órbita a unos 450 km de altitud. Realiza pasos frecuentes sobre una misma región del planeta, manteniendo las condiciones de iluminación.

Cuenta con una resolución espacial para Imágenes estándar de70 cm (pancromático) y 2.8 m (multiespectral)

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IMAGEN : ESTADIO UNMSM - LIMA

Satélite Quickbird

Imagen pancromática Imagen multiespectral

resolución espacial 0.7 m. Resolución espacial 2.8 m.

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ESCALA DE ORIGEN DE UNA IMAGEN

Es la escala numérica más grande a la cual se utilizará la imagen como mapa luego de la restitución de objetos.

Considerando 0.2 mm como limite gráfico, esto debería ser el tamaño del pixel

Ej. Si se está utilizando imágenes del satélite Spot en pancromático el tamaño del píxel sería de 10 m. Por lo que tendríamos:

0.2 ---------- 10 000

1 ---------- X = 50 000 Por lo tanto 1 / 50 000 es la escala de origen

Los objetos con tamaño menor a 2 mm. Se descartan normalmente, por lo que el mínimo objeto geográfico a mostrar sería de 10 píxeles.

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SOFTWARE PARA TRATAMIENTO DE IMÁGENES

Además de la captación de imágenes forma parte de la percepción remota su posterior tratamiento en el ambiente de una determinada aplicación.

ERMAPPER

ER Mapper es un avanzado sistema de proceso digital de imágenes, teledetección y composición cartográfica, creado para ayudar a los que se dedican a las ciencias de la tierra a integrar, realzar, visualizar e interpretar sus datos geográficos

ERDAS IMAGINE

Erdas Imagine es un paquete destinado al tratamiento de imágenes de satélite o fotografías aéreas. También puede ser utilizado como un SIG (Sistema de Información Geográfica) de tipo raster, aunque no es su principal aplicación.

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SISTEMAS DE INFORMACION GEOGRAFICA

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CONCEPTOSistema compuesto por elementos informáticos y métodos diseñados para permitir la adquisición, gestión, manipulación, análisis, modelado, representación y salida de datos geográficos referenciados, para resolver problemas complejos de planificación y gestión

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COMPONENTES DE UN SIG

Hardware

Software

Información

Personal

Métodos

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Hardware

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

SoftwareLos programas SIG proveen las herramientas y funcionalidades necesarias para almacenar, analizar y mostrar información geográfica, los componentes principales del software SIG son:

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Componentes de Software

Un sistema de manejo de base de datos (SMBD).

Una interfase gráfica de usuarios (IGU)

Herramientas para captura y manejo de información geográfica

Herramientas para soporte de consultas, análisis y visualización de datos geográficos

Page 105: Clase Fotogrametria

InformaciónEl componente más importante para un SIG es la información. Se requieren de buenos datos de soporte para que el SIG pueda resolver los problemas y contestar a preguntas de la forma más acertada posible. La obtención de buenos datos generalmente absorbe entre un 60 y 80 % del presupuesto de implementación del SIG

Page 106: Clase Fotogrametria

PersonalLas tecnologías SIG son de valor limitado sin los especialistas en manejar el sistema y desarrollar planes de implementación del mismo. Sin el personal experto en su desarrollo, la información se desactualiza y se maneja erróneamente

MétodosPara que un SIG tenga una implementación exitosa debe basarse en un buen diseño y la definición de reglas claras de las actividades, que serán los moldes y practicas operativas exclusivas en cada organización.

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Funciones básicas de un SIG

Un GIS gestiona una base de datos espacial. Permite la creación y estructuración de los datos partiendo de fuentes de información como los mapas, la teledetección, GPS, Estación Total, bases de datos existentes, etc. Además de posibilitar el análisis, visualización y edición en mapas de la base de datos, un GIS cuenta con herramientas que permiten crear nuevos datos derivados de los existentes.

Page 108: Clase Fotogrametria

Importancia de los SIGLas soluciones para muchos problemas frecuentemente requieren acceso a varios tipos de información que sólo pueden ser relacionadas por geografía o distribución espacial. Sólo la tecnología SIG permite almacenar y manipular información usando geografía y para analizar patrones, relaciones, y tendencias en la información, todo tendiente a contribuir a tomar mejores decisiones

Page 109: Clase Fotogrametria

Limitaciones del GIS:Un GIS es un gran sistema informático cuya implantación en una organización es siempre gradual y costosa. Se requiere siempre la adecuación del sistema al trabajo requerido, mediante programación y recopilación de los datos necesarios Para su explotación es necesaria la concurrencia de programadores junto con los profesionales del área de estudio en cuestión. No son pues herramientas de usuario final, es un sistema propio de una organización, no una herramienta personal.

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Tecnologías Afines

Mapeo de escritorio

Herramientas CAD

Percepción remota

GPS

Sistemas Manejadores de Bases de Datos (SMBD)

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Mapeo de Escritorio (Desktop Mapping)

Este se caracteriza por utilizar la figura del mapa para organizar la información utilizando capas e interactuar con el usuario, el fin es la creación de los mapas y estos a su vez son la base de datos, tienen capacidades limitadas de manejo de datos, de análisis y de personalización.

Son herramientas de usuario final que permiten el tratamiento de datos espaciales por parte de personas que no son expertas en programación, cartografía, geodesia, etc. de forma análoga a como estos mismos usuarios utilizan procesadores de textos, hojas de cálculo, etc.

Page 112: Clase Fotogrametria

ORGANIZACIÓN DE LA INFORMACION EN UN SIG

Los SIGs tienen la mecánica de organizar los elementos geométricos en grupos de la misma clase, es decir aquello que estos elementos u objetos geométricos están representando, como por ejemplo un polígono puede representar un lote de terreno, y un conjunto de polígonos un grupo de lotes, por lo tanto es válido considerar que son de la clase "Lotes de terreno". Y podremos tener diferentes clases de elementos, como puntos que son "sitios de interés", líneas o cadenas de líneas que son "Arroyos", polígonos irregulares y complejos que son “Distritos" o "Reservas ecológicas", etc.

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TEMA

Se le denomina así a cada clase de los elementos geométricos, que representan objetos afines definidos geográficamente.

RASGO (FEATURE)

A cada uno de los objetos contenidos en un tema se le denomina Rasgo, Facción o “Feature”, es decir un tema es un grupo de Rasgos.

ATRIBUTOS

Son los diferentes parámetros asociados a los rasgos y que los describen de acuerdo a lo que persigue el tema, pueden ser nombres, cantidades, fechas, booleanos (Si/No).

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MODELOS DE REPRESENTACIÓN GEOGRÁFICA USADOS EN SIG

MODELO RASTER

Utilizado para modelar elementos continuos, comprende una colección de celdas (píxeles), que representan el interior de los objetos, quedando sus límites implícitamente representados.

MODELO VECTORIAL

La información sobre elementos geográficos es almacenada como una colección de coordenadas puntuales x,y, originando puntos, líneas y polígonos. El modelo vector es muy útil para describir elementos discretos.

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MODELOS USADOS EN SIG

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PREGUNTAS USUALES QUE RESPONDE UN SIG

Localización: ¿Qué hay en...?

Se refiere a identificar que es lo que se encuentra en una localización determinada.

Condición: ¿Dónde se encuentra...?

Requiere un análisis espacial, Se quiere encontrar un lugar que reúna ciertas condiciones.

Tendencia: ¿Qué ha cambiado desde...?

Involucra a las dos anteriores y su respuesta establece que diferencias ocurren en un área determinada a través del tiempo.

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Distribución: ¿Qué patrones de distribución espacial existen?

Trata de establecer patrones de determinados fenómenos complejos.

Modelización: ¿Qué sucede si...?

Pregunta que se plantea al intentar conocer que pasa en un sistema cuando ocurre un hecho determinado.

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FABRICANTES SOFTWARE DE GIS

ESRI

IDRISI

BENTLEY

MAPINFO

LEICA

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Arquitectura del Software de ESRIArcGIS

ArcInfo

ArcEditor

ArcView GIS

ArcExplorer

HTML/JAVA Viewer

Page 120: Clase Fotogrametria

Inicio

ArcView GIS

ArcView es un “Desktop Mapping” muy poderoso y fácil de usar que pone la información geográfica 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)