CONOCIMIENTOS BÁSICOS DE TOPOGRAFÍA * GENERALIDADES * GEODESIA

CONOCIMIENTOS BÁSICOS DE TOPOGRAFÍA
* GENERALIDADES
* GEODESIA
COORDENADAS GEOGRÁFICAS
REDES GEODÉSICAS
SEÑALES PERMANENTES
* TOPOGRAFÍA
* CARTAS, MAPAS Y PLANOS
* PROYECCIÓN U.T.M.
* ESCALAS
* LÍMITE DE PERCEPCIÓN VISUAL
* SISTEMA DE REPRESENTACIÓN USADO EN TOPOGRAFÍA
DISTANCIA NATURAL, REDUCIDA Y DESNIVEL
PLANOS ACOTADOS Y PLANOS CON CURVAS DE NIVEL
RELIEVE DEL TERRENO
CONDICIONES QUE HAN DE REUNIR LAS CURVAS DE NIVEL
* LEVANTAMIENTO TOPOGRÁFICO
PLANIMETRÍA
ALTIMETRÍA
COTA, ALTITUD Y DESNIVEL
* REPLANTEO
* APARATOS DE MEDIDA
GONIÓMETRO
ESTACIÓN TOTAL
NIVEL
GPS
* MANEJO E INTERPRETACIÓN DE PLANOS Y ESCALAS
GENERALIDADES
El estudio de la Tierra como cuerpo del espacio corresponde a la
ASTRONOMÍA, mientras que la GEODESIA se ocupa del estudio y medida de
grandes extensiones de la Tierra y en su totalidad, para determinar su medida y
configuración, así como la representación de su superficie en un mapa.
GEODESIA
Para el estudio de la Tierra, o parte de ella, de su forma y superficie, se
eligen puntos denominados geodésicos, distribuidos por toda la superficie objeto
de estudio, de cuya posición se deduce la forma de un territorio o de todo el globo.
Para situar estos puntos es preciso referirlos a una superficie que podría
ser real o arbitraria. El problema que nos encontramos con una superficie real, es
que es muy difícil poder definirla matemáticamente, y por tanto, encontrar las
fórmulas que nos proporcionen las coordenadas de cualquier punto de esa
superficie. Por el contrario, una superficie “teórica” tiene la ventaja de que está
perfectamente definida mediante sus correspondientes fórmulas matemáticas, y
por tanto, aplicando éstas podemos obtener las coordenadas de cualquier punto
contenido en dicha superficie. Así pues, la solución a este problema, consiste en
buscar una superficie real de referencia que tenga una superficie matemática
equivalente o, al menos, bastante aproximada.
Si se prolonga por debajo de los continentes el nivel medio de los mares
en calma, obtendríamos una superficie denominada geoide, que se adapta,
aproximadamente, a la superficie matemática que define un elipsoide de revolución
achatado por los polos.
El elipsoide queda definido por dos parámetros: Longitud del semieje
mayor “a” y aplanamiento “α”. La relación entre estos dos parámetros es la
siguiente:
α = (a-b) / a, donde b es el semieje menor del elipsoide.
Cada Nación del planeta elige su elipsoide de referencia. En España se ha
utilizado uno con los siguientes parámetros:
a = 6.378.298,
α = 1/295
El elipsoide mejor adaptado a la Tierra es el que tiene los siguientes
parámetros:
a = 6.378.142 ± 6 m.,
α = 1/298,255 ± 0,005
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En cualquier caso y con cualquier elipsoide de referencia, se denominan
meridianos a las elipses producidas por los planos que contengan al eje de
revolución (coordenadas “y”), y paralelos a las circunferencias producidas por la
intersección del elipsoide con planos perpendiculares a su eje (coordenadas “x”). Al
paralelo que contiene al centro del elipsoide se le llama ecuador.
COORDENADAS GEOGRÁFICAS
La situación de un punto sobre el elipsoide queda definida por la
intersección de un meridiano y de un paralelo que determinan las coordenadas
geográficas: LONGITUD y LATITUD.
LONGITUD: Se toma como origen un meridiano denominado Meridiano
Principal (normalmente el que pasa por el observatorio de Greenwich, que también
pasa por las proximidades de Burriana, en Castellón). Se denomina Longitud de un
punto a la medida en grados sexagesimales del ángulo formado por el plano del
Meridiano Principal y el que pasa por el punto considerado, indicando Este u Oeste,
según la orientación en que encuentre dicho punto con respecto al Meridiano
Principal. (Ejemplo: L = 45º W).
LATITUD: Se toma como origen el ecuador. Se denomina Latitud de un
punto al ángulo que forma con el plano del ecuador la perpendicular a la superficie
del elipsoide trazada desde el punto considerado. La latitud puede ser Norte o
Sur, según que el paralelo que contiene a dicho punto se encuentre al norte o al sur
del ecuador.
Un punto vendrá determinado, por tanto, sobre el elipsoide por la Longitud
de su meridiano, y por la Latitud de su paralelo, que constituyen las Coordenadas
Geográficas de dicho punto.
REDES GEODÉSICAS
Para la representación de una gran superficie de la Tierra, en primer lugar
se determinan una serie de puntos, los denominados vértices geodésicos. Para la
determinación de estos puntos se exige una precisión máxima, pues van a ser la
base en que se van a apoyar futuros trabajos. Para evitar cualquier acumulación de
errores, se forman tres Redes o triangulaciones de Primero, Segundo y Tercer
Orden.
La Red Geodésica de Primer Orden está constituida por grandes
triángulos de lados con longitudes comprendidas entre 30 y 70 km, pudiendo llegar,
aunque por excepción, a más de 200 km. La triangulación de Segundo Orden forma
una red uniformemente repartida apoyada en la de Primer Orden, con una longitud
de lados de los triángulos de 19 a 25 km. Queda distribuida de modo que todos los
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vértices de Primer Orden lo sean también de los de Segundo. A su vez, el Tercer
Orden se apoya en la red de Segundo Orden, con lados de 5 a 10 km., utilizándose
también como vértices todos los de Primer y los de Segundo Orden. Se suelen
elegir puntos singulares de los que se tenga cierta seguridad que no serán
cambiados fácilmente como pueden ser, por ejemplo, edificios oficiales o religiosos
(torres de iglesias).
SEÑALES PERMANENTES
Todos los vértices geodésicos quedan señalados en el terreno para que
puedan utilizarse en trabajos posteriores. Las señales han de servir de fundamento
para todo trabajo topográfico de alguna extensión. En los vértices de Primer
Orden se construyen macizos de mampostería, formados por varios cuerpos
cilíndricos superpuestos cada vez de menor tamaño, acabado el último por un pilar
de observación donde se colocará el aparato topográfico y cuyo eje corresponde a
la vertical que pasa por el punto del terreno tomado como vértice. El cilindro
inferior suele tener un diámetro de unos 3 m. y la altura de la señal es de 5 a 7
metros, quedando el conjunto blanqueado con cal para facilitar su visibilidad.
Las señales de Segundo Orden se componen de uno o varios cuerpos
superpuestos de base cuadrada y sobre el último, de 1,5 metros de lado, se
construye el pilar de observación. Las señales de Tercer Orden consisten en
piedras aplanadas en las que se graba a cincel un cuadrado de 30 cm. de lado, que
representa la cabeza del hito, con un orificio en el centro que indica el vértice.
TOPOGRAFÍA
La topografía se ocupa de la medida y representación gráfica de porciones
de terreno de menor extensión que en el caso de la Geodesia, expresando la forma
y altitud de aquellos. Estudia la configuración del terreno con todos sus detalles,
que son los accidentes geográficos que se encuentran en su superficie, así como los
procedimientos de medición que permiten representarlo por un dibujo llamado
plano topográfico.
En gran número de ocasiones se precisa disponer de una representación
del terreno con la mayor minuciosidad y detalle posible, aunque en extensiones y
grados de la máxima diversidad, desde una simple parcela hasta todo un territorio.
En muchos aspectos constituye la topografía una necesidad nacional que compete al
Estado, y, en todos los países importantes existen centros dedicados
exclusivamente a esta finalidad; en España es el Instituto Geográfico Nacional
(IGN), una de cuyas principales misiones es la de obtener el Mapa Nacional,
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dividido en 1.130 hojas, en las que se incluyen las Islas Baleares y las Islas
Canarias, observando cada hoja la representación topográfica de una zona de
terreno comprendido entre dos meridianos que difieren 20’ y dos paralelos de 10’
de diferencia de Latitud. La escala de este Mapa es de 1:50.000.
La defensa militar de un país exige igualmente una detallada
representación del territorio, lo que motiva la existencia en España del Servicio
Geográfico del Ejército, en donde se ejecutan trabajos topográficos y se adaptan
a sus propios fines otros del IGN. El Mapa Nacional sirve, a su vez, de base para
otros trabajos cartográficos aplicados a determinadas actividades, como puede
ser la ejecución de Mapa Agronómico, Mapa Geológico, etc.
De todo lo dicho, se puede concluir que la Topografía es el estudio de los
métodos necesarios para llegar a representar un terreno con todos los detalles
naturales o creados por la mano del hombre, así como el conocimiento y manejo de
los instrumentos que sean necesarios para tal fin.
CARTAS, MAPAS Y PLANOS
CARTA, MAPA.- Toda representación plana de una parte de la superficie
terrestre que, por su extensión y debido a la curvatura de la Tierra, requiere
hacer uso de sistemas especiales de transformación propios de la Cartografía.
Cuando el mapa abarca la totalidad del Globo se le llama Planisferio y si la
representación del mundo se consigue mediante dos hemisferios, se le denomina
mapamundi.
Los mapas pueden ser terrestres (simplemente mapas) y marinos,
normalmente llamados cartas náuticas. Éstas pueden ser las destinadas a la
navegación o las que señalan diferentes particularidades del mar, como
profundidades, corrientes, etc... En las cartas de navegación o de derrota se
indican con todo detalle los accidentes de las cotas, faros, boyas, etc.
Cuando la representación se refiere a una gran superficie, como un
continente o una nación, se denominan mapas geográficos; si la superficie es menor,
como una provincia o región, se denominan corográficos.
Los mapas, a su vez, pueden referirse a un determinado género de
accidentes, como las cordilleras, ríos, etc. Entonces se denominan mapas físicos,
subdividiéndose en orográficos, hidrográficos, geológicos, etc. También pueden ser
políticos, en los que se da la mayor importancia a las fronteras entre naciones, o
límites entre regiones o provincias; biológicos, históricos, agrícolas, estadísticos,
según el fin principal que se persiga.
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Los mapas topográficos dan a conocer el terreno que representan con
todos sus detalles, naturales o debidos a la mano del hombre y son, por tanto, las
representaciones más perfectas de una superficie de la Tierra.
PLANO.- Se da propiamente el nombre de plano a la representación
gráfica que por su escasa extensión de superficie a la que se refiere no exige
hacer uso de los sistemas cartográficos que se apoyan en la Geodesia.
PROYECCIÓN U.T.M.
Para pasar de un punto definido por sus coordenadas geográficas
(Longitud y Latitud) a un punto situado en un plano, definido por coordenadas
planas (X e Y) se utilizan los Sistemas Cartográficos. Para ello, se proyecta sobre
una superficie plana a desarrollar los puntos definidos y luego se desarrolla la
superficie. El primer problema surge porque la superficie la Tierra es una
superficie esférica, no desarrollable (no podemos cortar la superficie de la esfera
por una de sus líneas y extenderla en el plano como se puede hacer con un cilindro o
un cono). Sin embargo, los planos y mapas se encuentran dibujados sobre papel que
es plano. Esto obliga a proyectar la superficie de la esfera terrestre sobre otra
superficie que si podemos desarrollar y extender sobre un plano. En España se
proyecta sobre un cilindro. Este tipo de proyección se denomina proyección UTM.
UTM son las siglas de la proyección Universal Transverse Mercator
(proyección Universal Transversa de Mercator, que fue quien la desarrolló). La
superficie de la Tierra se proyecta sobre un cilindro que tiene su eje perpendicular
al eje Norte-Sur de la Tierra. De esta manera, el eje del cilindro está contenido en
el plano del ecuador.
Las coordenadas UTM de un punto en el plano se determinan mediante
relaciones matemáticas a partir de las coordenadas geográficas referidas a la
esfera terrestre. El problema de la proyección UTM es que no puede aplicarse sin
grandes deformaciones a grandes extensiones de terreno, en consecuencia, el
Globo terráqueo se subdivide en 60 husos o meridianos de 6º de longitud, además,
debido a dichas deformaciones, este sistema no puede aplicarse en regiones del
Globo que se encuentren por encima del paralelo 80º.
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En cada huso se define la proyección de los puntos del globo de forma
individual.
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Como origen de longitudes (coordenada x) se toma el correspondiente
meridiano central de cada huso, dándole un valor de 500.000 metros, para evitar
coordenadas negativas, el origen de latitudes (coordenada y), se toma referido al
Ecuador. En el hemisferio Norte, y = 0, en el hemisferio Sur, y = 10.000.000, para
evitar valores negativos. Todas las unidades se expresan en metros.
España se encuentra incluida dentro de los husos 28, 29, 30 y 31 (incluidas
Baleares y Canarias). Como en cada huso se define la proyección de los puntos del
globo de forma individual, la no inclusión del huso en el que se está trabajando
causa una indeterminación en la localización geográfica del punto sobre la
superficie terrestre, así, por ejemplo:
Ejemplos de duplicidad:
X= 380.132 m // Y= 4.630.140 m
Con esas coordenadas, existen 120 puntos diferentes en el Globo
terráqueo, 60 puntos en el Hemisferio Norte y otros 60 en el Hemisferio Sur.
Particularizando en la Península Ibérica, con las mismas coordenadas,
existen dos lugares, uno en cada huso:
X= 302.975 m // Y= 4.707.700 m
Huso 30 T: Mansilla de Mulas (León)
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Huso 31 T: Vila de Turbol (Zaragoza)
X= 273.925 m // Y= 4.476.850 m
Huso 30 T: S. Bartolomé de Béjar (Salamanca)
Huso 31 T: Benicarló (Valencia).
ESCALAS
Todo mapa o plano, al tener que ser de dimensiones considerablemente
menores a las de la superficie que representan, habrá de dibujarse de modo que
constituya una figura semejante y, así, cualquier magnitud medida en el plano y la
correspondiente del terreno estarán en una relación de semejanza, variable de un
plano a otro, pero constante. Esta razón se semejanza recibe el nombre de escala y
puede ser cualquiera. Una escala 1/5.000 indica que cada centímetro del plano
representa 5.000 cm. de la realidad, es decir, 50 metros.
Dos son los problemas que se presentan con el uso de escalas:
1.- Dada una magnitud del plano, deducir la que representa
En este caso, bastará multiplicar la longitud medida en el plano por el
denominador de la escala (E = 1/5.000, x = 3cm, en el plano. En la realidad será 3 x
5000 = 15.000 cm, 150 m)
2.- Dada una longitud en la realidad, deducir la que debe de medir en el
plano.
En este otro caso, será suficiente con dividir la longitud dada por el
denominador de la escala (E = 1/5.000, x = 450 m, en la realidad. En el plano medirá
45000 cm / 5000 = 9 cm).
ESCALAS MÁS FRECUENTES
Para que un mapa pueda recibir el nombre de topográfico es preciso que
su escala no sea menor de 1/50.000, que es la utilizada en el mapa Nacional. Mapas
con escalas inferiores a 1/50.000 (ejem 1/100.000) se reservan para los mapas
geográficos ajenos a la topografía. En los planos rara vez se emplean escalas
inferiores a 1/10.000, siendo frecuentes las de 1/5000, 1/2000, 1/1000 y 1/500;
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para los planos de detalle o de proyectos de obras, suelen ser frecuentes los de
1/100 y aún superiores (1/50, 1/10).
En cada caso habrá que elegir la escala pensando en los menores detalles
que hayan de representarse, en relación con el fin perseguido, de modo que en el
dibujo, a la escala elegida, aparezcan de suficiente tamaño para que pueda
apreciarse la magnitud.
LÍMITE DE PERCEPCIÓN VISUAL Y SU RELACIÓN CON LA ESCALA
Se admite que la vista humana normal puede alcanzar a percibir sobre un
papel magnitudes de hasta ¼ de milímetro con un error en la percepción no superior
a 1/5 de milímetro, es decir 0,2 mm. Por debajo de esa distancia, el elemento se
confunde en un solo punto.
De este hecho se deriva una conclusión de gran importancia: Si se trabaja,
por ejemplo a una escala 1/25.000, los 0,2 mm del plano que no podrán apreciarse a
simple vendrían representados en el terreno por 0,2 x 25.000 = 5.000 mm., 5
metros, es decir que todo elemento cuyas dimensiones sean menores o iguales a 5
metros, al representarlo en el plano, se verá como un único punto, sin dimensiones
apreciables.
Así pues, el resultado de multiplicar 0,2 mm por el denominador de la
escala en la que se esté trabajando, proporciona la distancia de terreno que resulta
despreciable.
SISTEMA DE REPRESENTACIÓN USADO EN TOPOGRAFÍA
El sistema que se usa en Topografía es el de Planos acotados. Consiste en
representar puntos sobre un plano horizontal, elegido arbitrariamente, que se
denomina plano de comparación, indicando junto a cada punto su “cota”, o altura con
respecto a ese plano de comparación.
En la Dirección General de Costas, el plano de comparación es el marcado
por el Nivel Medio del Mar en Alicante, y es el que nos proporciona la cota 0. Es
decir, todos los puntos contenidos en un plano tienen su cota referida al Nivel
Medio del mar en Alicante.
DISTANCIA NATURAL, REDUCIDA Y DESNIVEL
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Una recta AB del terreno quedará representada
en el plano por la proyección ab de sus extremos.
Evidentemente la longitud ab será menor que AB, no
obstante es la primera medida la que interesa en
topografía y recibe el nombre de distancia reducida,
designando a la longitud AB medida en el terreno distancia
natural. La diferencia de cotas de los extremos (p – h) se
llama desnivel del punto B con respecto del punto A.
PLANOS ACOTADOS Y PLANOS CON CURVAS DE NIVEL
Un terreno queda definido si a la proyección horizontal acompaña la cota
de los puntos que sirven para caracterizarle. Esta representación recibe el nombre
de plano acotado. Un plano acotado, siempre que las cotas se refieran a puntos
bien elegidos sirve para resolver los problemas que se refieren a desniveles pero,
sin embargo, ofrece el inconveniente de no dar una idea suficientemente clara del
relieve. Éste queda mucho más patente en los planos con curvas de nivel. Se
denomina curva de nivel a la línea que une en el plano los puntos de igual cota. Así,
por ejemplo, la figura sinuosa que forma en el terreno la orilla de un lago
constituye una curva de nivel.
Dada la escasa superficie de los terrenos que se consideran a la hora de
realizar un plano topográfico, puede prescindirse de la esfericidad de la Tierra; así
pues, las curvas de nivel vendrán dadas por la proyección sobre el plano de
comparación de las intersecciones con planos paralelos.
En los planos con curvas de nivel se señala sobre cada curva la cota que le
corresponde. Los desniveles
de curva a curva deben ser
una cantidad constante,
dándose el nombre de
equidistancia a la distancia
vertical
constante
que
separa
dos
secciones
horizontales consecutivas.
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Las curvas de nivel
separadas indican
una pendiente suave
Las curvas de nivel
próximas indican una
gran pendiente
En consecuencia, al observar un plano vemos una serie de líneas curvas con
apariencia de ser paralelas entre ellas. Estas son las curvas de nivel que
representan los puntos del terreno que tienen la misma altitud respecto al plano de
referencia, el cual, en ocasiones puede ser perfectamente el nivel del mar.
INTERPRETACIÓN DE LAS CURVAS DE NIVEL: RELIEVE DEL TERRENO
La observación de las curvas de nivel proporciona la información que indica
el relieve del terreno. Se pueden encontrar los siguientes casos:
Cuestas
La cuesta puede asimilarse a un plano inclinado. En
el plano las curvas de nivel se aproximan a rectas paralelas
equidistantes entre si.
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Si tenemos dos cuestas representadas por curvas de igual equidistancia,
será más pendiente aquella cuyas curvas de nivel estén más próximas.
Vaguadas
La intersección de dos cuestas es una línea de
reunión y circulación de aguas, por eso se denomina
vaguada.
Alturas
Cuando las curvas de menor cota envuelven a
las de mayor cota, el terreno forma una elevación, que
según su importancia se denomina pico, montaña, monte,
cerro, otero, colina, etc.
Valles
Cuando las curvas de mayor cota envuelven a las de
menor cota, el terreno forma una depresión, que cuando es
de gran amplitud constituye un valle o zona de terreno
rodeada de montañas.
Las depresiones, por su mayor profundidad o
angostura, reciben también los nombres de barrancos,
simas, hoyas, etc., y cuando son de suelos impermeables
forman lagunas, al reunirse las aguas de las vaguadas de sus
laderas
Puertos
Los valles suelen tener alguna salida entre las
montañas, por las que generalmente circula algún
río, pero aparte de ese medio natural, existe el
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puerto o collado, que es el punto más bajo de las montañas que le rodean.
CONDICIONES QUE HAN DE REUNIR LAS CURVAS DE NIVEL
Las curvas de nivel pueden adoptar las formas más diversas según la
infinita variedad del terreno, pero todas ellas habrán de cumplir con determinadas
condiciones que a continuación se resumen:
1.- Toda curva de nivel ha de ser cerrada. De no serlo, ello significaría
que se interrumpiría bruscamente el terreno, presentando extremos libres lo cual
es imposible (el terreno siempre está ahí, no deja de existir).
2.- Dos curvas no pueden cortarse. Esta condición presenta una
excepción, en el caso de una cueva bajo el terreno, en la que la curva inferior
penetra en las curvas superiores, cortándolas. En estos casos, se dibuja con trazo
diferente, de manera que pueda apreciarse la circunstancia.
3.- Varias curvas pueden llegar a ser tangentes. Se dice en este caso
que dichas curvas forman un cantil. Cuando el terreno se aproxima a la vertical se
le llama acantilado.
4.- Una curva no puede bifurcarse.
5.- El número de extremos libres de curvas de nivel que queden al
interrumpirse en los bordes de un plano ha de ser par.
PARTES DE UN LEVANTAMIENTO TOPOGRÁFICO
Un levantamiento topográfico consiste en representar un terreno en un
plano. Todo levantamiento consta de dos partes:
1.- Planimetría: Consiste en obtener la proyección horizontal de los puntos
del terreno (es decir, los detalles en planta, como puede ser la forma de un río, una
carretera, el perímetro de una edificación, etc.).
2.- Consiste en obtener las cotas de los puntos del terreno necesarios, o
las curvas de nivel.
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Si se realizan las dos partes simultáneamente, empleando un solo
instrumento, se denomina Levantamiento Taquimétrico (o taquimetría). A su vez,
estos trabajos se hacen en dos partes, trabajo de campo y trabajo de gabinete.
Todo levantamiento topográfico consiste en trasladar al plano, con su
cota, puntos del terreno, partiendo de una recta base (medida y orientada
escrupulosamente), y de un punto cuya altitud sobre el nivel del mar sea conocida.
Para ello, se toman las distancias y ángulos entre los diferentes puntos. El
levantamiento de estos puntos se apoya, por tanto, de unos en otros; así, el error
generado al principio se va acumulando. Para disminuir este error acumulado, el
trabajo se realiza por etapas, formando redes que se apoyan unas en otras.
PLANIMETRÍA
Para llevar a cabo un levantamiento es
necesario, en primer lugar, elegir una serie
de puntos en el terreno de manera que al
unirlos entre sí, éste quede dividido en una
serie de parcelas triangulares. Estos
triángulos conviene que sean lo más
aproximado
en
forma
a
triángulos
equiláteros. Estos puntos son los primeros
que se determinan y a esta fase se le
denomina TRIANGULACIÓN
Posteriormente en el interior de cada
triángulo se realiza una red poligonal,
determinando puntos, partiendo de uno de
los vértices y llegando hasta los otros,
siguiendo líneas quebradas.
Desde los puntos obtenidos anteriormente
(en la red de 2º orden), se hacen
radiaciones alrededor de ellos para obtener
información del entorno.
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La razón por la que se tiende al uso de triángulos en topografía se debe a
que en un principio se consiguió obtener mayor precisión en la medida de ángulos
que en la medida de distancias, de esta manera, una vez conocidos los tres ángulos
de un triángulo, únicamente se necesita la medida de un lado para averiguar la
longitud de los otros dos lados.
ALTIMETRÍA
Una vez realizada la planimetría, se procede a dar
cotas a los puntos determinados previamente. Se hace
mediante un aparato denominado nivel, que nos
proporciona la diferencia de altura, o desnivel, entre
dos puntos A y B.
Hoy día todas estas operaciones se realizan mediante fotografías
obtenidas desde aviones con cámaras especiales, pero necesitan un apoyo de puntos
determinados en el terreno mediante los métodos topográficos anteriores.
COTA, ALTITUD Y DESNIVEL
La altura de cada uno de los puntos obtenidos se mide sobre una
superficie de comparación, y se denomina cota. Para poder relacionar entre sí
diferentes trabajos, se utiliza siempre una misma superficie de referencia, a la
que se le asigna la cota cero: La superficie media de los mares en calma.
La altura de un punto referido al nivel del mar, se denomina altitud. En
España, la cota cero se corresponde con el nivel medio del mar en Alicante.
Al iniciar el trabajo, se parte de un punto de altitud conocida, y para
hallar la altitud de los demás puntos, se van determinando los desniveles
(diferencia de cotas) entre cada dos puntos. Luego, sumando el primer desnivel a la
altitud conocida del primer punto, tenemos la altitud del segundo punto, y así
sucesivamente.
REPLANTEO
El replanteo es el proceso inverso al levantamiento, consiste en marcar en
el terreno los puntos definidos en los planos. Los puntos han de ser fijados tanto
en planimetría como en altimetría; para ello, se sitúa en primer lugar el punto en
planta, y posteriormente se le da la cota indicada en el plano
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APARATOS DE MEDIDA
Todos los trabajos necesarios para llevar a cabo un levantamiento
consisten, en esencia, en la medida de ángulos y distancias (planimetría), así como
en la medida de alturas (altimetría).
Para la medida de ángulos, se utilizan instrumentos denominados
goniómetros. Para la medida de distancias se utilizan estadímetros. Para
determinar las cotas se utiliza un instrumento denominado nivel.
Goniómetro:
Se utiliza para medir ángulos (horizontales y verticales). La mayor parte
de los goniómetros permiten además, obtener las distancias, al llevar incorporados
estadímetros. Los goniómetros más utilizados son el teodolito y el taquímetro.
Esquema de un Goniómetro:
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Estación Total
El goniómetro evoluciona y aparecen los instrumentos
electrónicos, que miden la distancia mediante la emisión
de radiación infrarroja.
El más completo es la Estación Total, que mide
distancia, ángulo y desnivel. Tiene un colector de datos
(libreta
de
campo
electrónica)
que
registra
electrónicamente los datos que se van tomando, y
permite su descarga a un ordenador.
Nivel
Se utiliza para medir el desnivel que existe entre dos
puntos. No miden ángulos, ni distancias.
GPS
El GPS tiene muchas ventajas sobre la topografía clásica.
Las técnicas de la topografía clásica dependen de la visión directa entre
el instrumento y el blanco (prisma, mira…). Si existe entre ambos alguna
obstrucción, debe de cruzarse alrededor. Asimismo, el tiempo puede limitar las
operaciones (visibilidad, lluvia,…).
Por contra, el GPS es independiente del tiempo meteorológico. No
requiere visión directa, ofrece una mayor precisión en Geodesia, puede operar día
y noche, y por último, es más rápido y requiere menos personal para su manejo.
El GPS utiliza como sistema de referencia el denominado WGS-84. Sin
embargo, la cartografía española tiene como referencia el sistema denominado ED50 (que utiliza el elipsoide de revolución de Hayford de 1924, con el nivel medio del
mar en Alicante como plano cero), por lo que las coordenadas obtenidas mediante
GPS han de transformarse, mediante fórmulas matemáticas, en coordenadas
utilizadas en España.
El Sistema de Posicionamiento Global (GPS) se basa en la obtención de
coordenadas a partir de la recepción de señales procedentes de los satélites
pertenecientes a una constelación determinada (Navstar, Omnistar..).
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Dichas señales poseen diferente información precisa de la posición de los
satélites. Esta información nos permite tener acceso a la distancia entre cada
satélite y su receptor. Conocidas tres distancias a tres diferentes satélites en el
mismo periodo de tiempo se obtienen dos puntos que serán las posibles soluciones,
una de las cuales será bastante errónea, lo que nos permite rechazarla y obtener la
correcta (con un cierto margen de error, que dependiendo del aparato utilizado,
puede oscilar entre 100 m y 1cm).
Consideraciones sobre las altitudes
El GPS nos suele dar las altitudes medidas sobre el elipsoide (altitudes
elipsoidales), sin embargo, los mapas nos muestran altitudes que suelen ser
altitudes medidas con origen en la superficie del geoide (altitudes ortométricas).
Como el elipsoide presenta una diferencia con respecto al geoide que varía
en cada punto, esas dos altitudes normalmente no serán coincidentes.
MANEJO E INTERPRETACIÓN DE PLANOS Y ESCALAS
La Cartografía tiene como finalidad la concepción, preparación y
realización de todos los tipos de mapas, planos y cartas. Implica el estudio de la
expresión gráfica de los fenómenos a representar y engloba el conjunto de
operaciones que partiendo de los datos de campo o documentación recogidos,
finaliza en la impresión y utilización del mismo. Constituye una transcripción de los
fenómenos geográficos.
En los mapas o planos suelen observarse los siguientes elementos visibles:
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- Coordenadas geográficas, longitud y latitud (mapas), o bien, coordenadas
UTM (planos). Sirven para localizar cualquier punto sobre la superficie de la
Tierra.
- Nomenclatura: El conjunto de nombres que figuran en el mapa o plano
para la identificación de los espacios, localidades o los fenómenos geográficos
representados. Se utilizan distintos tipos y tamaños según el tipo de información.
- Leyenda: Contiene los signos y símbolos que se han utilizado para
presentar la información. Su interpretación permite conocer el hecho geográfico
representado. Un mapa o plano sin leyenda es inutilizable.
- Curvas de nivel: Unen los puntos que tienen la misma altitud respecto del
plano de referencia.
- Escala: Relación entre las medidas efectuadas en el plano y esas medidas
en la realidad.
- Colores: Se utilizan para diferenciar los grandes conjuntos geográficos o
ciertos hechos.
Los mapas y planos dan a conocer el terreno con todos sus detalles
naturales o debidos a la mano del hombre y por tanto, son las representaciones más
perfectas de la superficie de la Tierra.
La denominación de un mapa o plano según la escala es la siguiente:
- Plano Técnico: Escala grande (denominador pequeño), 1/100, 1/500,
1/1.000, 1/5.000, 1/10.000.
- Mapa Topográfico: Escalas medias, 1/25.000, 1/50.000, 1/100.000,
1/200.000.
- Mapa Geográfico: Escalas pequeñas (denominador grande), 1/400.000,
1/500.000, 1/800.000, 1/1.000.000.
- Mapas Generales: Escalas generales, desde 1/1.000.000 en adelante.
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