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Relevamiento Topográfico Planialtimétrico de una parcela de

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Zarina Acero

on 19 June 2014

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Relevamiento Topográfico Planialtimétrico de una parcela de campo ubicada en Diamante, Entre Ríos
RELATO DEL TRABAJO DE CAMPO
Antes de comenzar se analizaron las imágenes satelitales del lote a relevar para tener una idea de su ubicación y extensión.
Debido a que se trataba de una gran superficie, nos dividimos en cuatro grupos de trabajo, cada uno a cargo de una Estación Total o un equipo GPS.
Las estaciones trabajaron siempre en sectores contiguos, relevando puntos en forma de cuadrícula y tomando puntos comunes para que sirvan de control ya que mayoritariamente se utilizaron sistemas locales independientes para cada una de ellas. Siempre que se iniciaba una nueva estación, se medían las coordenadas de la misma con el Navegador Garmin y se amojonaba el punto en caso de que hubiera que volver a localizarlo.
Mientras tanto el GPS tomaba puntos que no eran accesibles desde ellas, o bien puntos que delimitaban el predio.
Al final de cada jornada, se bajaban los datos desde todo el instrumental a la computadora, para comprobar que no estaban quedando espacios sin relevar. Además se analizaba el trabajo realizado y se planeaba cómo continuar el mismo.

UBICACIÓN GEOGRÁFICA DE LA PARCELA
El sector relevado está ubicado en la Provincia de Entre Ríos, Departamento Diamante, Localidad de Diamante, Zona Rural, al Sudeste de la ciudad. Se accede al mismo, yendo desde la ciudad de Rosario por la Ruta Nº 11, girando a la izquierda en la última salida antes de la curva que la intersecta con la Ruta Nº 131. Se continúa aproximadamente 2.65 km por el camino de tierra y se llega finalmente al campo del relevamiento.
Se lo puede localizar también mediante las coordenadas:
(Latitud 32º 07’24” S, Longitud 60º 36’22” O)
Linda al Norte y al Este con Camino Público, al Sur con el Río Paraná y al Oeste con terreno rural privado.

CARACTERÍSTICAS DEL RELEVAMIENTO
Fecha de realización:
Las tareas de campaña se realizaron los días Viernes 15, Sábado 16 y Domingo 17 de Noviembre, durante la mañana (desde las 8:30 hs hasta las 13:00 hs aproximadamente) y la tarde (desde las 15:00 hs hasta las 19:00).
Docentes: Calvo, Pascual
Noguera, Gustavo

Alumnos: Acero, Zarina
Figueroa, Norberto

- Año 2013-



OBJETIVO
El objetivo principal del trabajo es obtener las coordenadas X,Y,Z de determinados puntos en un mismo sistema de coordenadas, que luego de un debido post procesamiento, permitirán representar mediante modelos digitales de terreno la superficie del sector relevado.
Instrumental Utilizado:
Estación Total Sokkia N° 510K
Estación Total Leica TC 307
GPS Trimble R3 con controladora
GPS R6 (base y móvil)con controladora
Navegador Garmin (GPS)
También se necesitaron trípodes, prismas, bastones, base nivelante, estacas de madera,equipo de radios, computadora, cintas métricas y masa.
TRABAJO REALIZADO CON ESTACIONES TOTALES
Las ET trabajaron
con sistemas de referencia locales
Para el trabajo con Estación Total, una vez realizado el estacionamiento, verticalización y orientación del instrumento, debido a que no contábamos con una red municipal o provincial para hacer la vinculación, se definía un
sistema de referencia local
, a partir del cual se hacía el relevamiento.
Para definir el sistema local a partir del cual se iban a obtener las coordenadas de los puntos relevados:

Se asignaban coordenadas al primer punto estación.
Se orientaba el sistema,apuntando aproximadamente al
Norte.
Como forma de control, se tomaba un acimut de referencia
hacia algún punto fijo que podía visualizarse con facilidad
y en lo posible desde todos los puntos del sector a
relevar.
El eje Z queda definido por la vertical del
lugar, perpendicular al plano XY.
Luego de haber definido el Sistema Local desde el punto estación, ingresábamos la altura del instrumento y la del prisma. Luego procedíamos a relevar todos los puntos posibles siguiendo la cuadrícula, además de aquellos que resultaban relevantes para la descripción del terreno. Para que el recorrido de los prismeros describa una cuadrícula, cada equipo contaba con un jefe prismero que los guiaba. Éste era el encargado de comunicarse mediante radios con el operador de la estación y así coordinar el movimiento de los prismas.
No utilizábamos códigos para los puntos ya que todos se trataban de terreno natural.
Se relevaron con E.T. un total de 974 puntos del terreno

ESQUEMA DEL TRABAJO
Y EL INSTRUMENTAL UTILIZADO
PARA CADA SECTOR
El área total relevada fue de 200 hectáreas aprox.
TRABAJO REALIZADO CON GPS
La primera tarea fue entonces la de estacionar la Base. Se lo hizo cerca de la casa de la estancia hacia el Sur. Esta Base GPS tomó datos durante toda la jornada de trabajo cada día, mientras que con los receptores GPS móviles se relevaron los puntos del terreno, teniendo en cuenta no perder la señal, aplicando el método Stop and Go y en algunos casos el método dinámico. (Por ejemplo, para delimitar la extensión de una gran cárcava).
TAREA DE GABINETE
La Tarea de Gabinete consiste en el procesamiento de los datos relevados en campaña.
PROCESAMIENTO DE LOS DATOS OBTENIDOS CON ESTACIÓN

TOTAL
: m
ediante un software específico para cada instrumento, se crea un archivo de texto con los datos “crudos”, cuyos registros se encuentran espaciados por tabulaciones.
Los softwares utilizados fueron: Sokkia Link, Survey Office V 1.31 y AutoCad
PROCESAMIENTO DE LOS DATOS OBTENIDOS CON GPS
: m
ediante el software correspondiente, se bajaron a la PC todos los datos relevados con ambos GPS.
Una vez obtenidas las Nubes de Puntos correspondientes a GPS y E.T., fue necesario unificar los distintos sistemas con los que trabajamos en cada uno. Por razones de comodidad y simplicidad, se adoptó el sistema establecido por GPS.
Entonces, lo que se hizo fue “rototrasladar” los puntos obtenidos con la Estación Total para que estén en las coordenadas del sistema que utiliza GPS, debido a que durante el relevamiento estas habían trabajado en sistemas de referencia independientes.

Actualmente,
resulta innecesario hacer todos
éstos cálculos matemáticos ya que el problema puede resolverse en Autocad de manera más simple. Debido a que al menos dos puntos por cada estación habían sido tomados también con GPS, se pueden llevar los puntos relevados con ET al sistema de coordenadas elipsoidales que define GPS. Esto se consigue orientando el grupo de puntos “pegándolos” sobre los puntos tomados en común.
De esta manera se generó una Nube de Puntos referida a un sistema único, y se procedió a trazar las Curvas de Nivel, mediante el software GeoMap, y con ellas los Modelos Digitales de Terreno, mediante el software Surfer 8.

CARTOGRAFÍA
Con las Curvas de Nivel obtuvimos el modelado del terreno
digitalmente, que junto con los croquis de campo y con imágenes satelitales permitieron elaborar la cartografía necesaria para obtener el producto final de este Trabajo.
Como se dijo anteriormente, dicha cartografía se realizo en base a Modelos Digitales de Terreno. Se confeccionaron 5 Láminas donde se representa:

Relieve del terreno que proyectan las curvas de nivel
Imagen satelital de la zona relevada, superpuesta con las curvas de nivel.
Escurrimiento de aguas
Perfiles a lo largo y a lo ancho del terreno

y
CONCLUSIONES
A partir del relevamiento planialtimétrico, el propietario conocerá en su totalidad la topografía de su propiedad basada en un alto nivel de precisión.
Los datos que revela, constituyen un instrumento primordial a la hora de diagnosticar, planificar y ejecutar acciones. Si además se complementa con tareas de otros profesionale, se puede establecer un diagnóstico interdisciplinario con el objetivo de mejorar y optimizar la productividad y conservación.
En cuanto al aprendizaje personal, podemos concluir que el relevamiento sirvió para englobar y afianzar la teoría dada en las cuatro materias de Topografía.
Poner en práctica los conocimientos también sirvió para reconocer errores frecuentes que se cometen durante la tarea de campaña por falta de experiencia, para ser capaces de prevenirlos en próximas ocasiones.

Leica TC 307
Aumento del telescopio: 30X, A = 30
Sensibilidad de la burbuja: 10"/2mm
Precisión angular: 7” (tanto en vertical como en horizontal).

Sokkia N° 510K
Aumento del telescopio: 30X, A = 30
Sensibilidad de la burbuja: 10"/2mm
Precisión angular: 5” (tanto en vertical como en horizontal).
Precisión en distancia: 2mm + 2ppm.
Esto significa que en un tiro visual de 500m vamos a tener una precisión de
2mm + 1mm = 3mm; precisión muy superior a lo deseado en este trabajo.
CARACTERISTICAS DE LAS ESTACIONES TOTALES UTILIZADAS
ERRORES A PRIORI DE UNA ESTACIÓN TOTAL

Error de verticalidad
:
Este error puede ser sistemático ó accidental, ya que las condiciones son distintas en cada estación.
Está acotado por la sensibilidad (S”/2mm) de los niveles de burbuja (esférico-tóricos) o electrónicos, y sus compensadores.
Error de apuntamiento
:
Este error se produce al apuntar con el anteojo una señal o elemento que define una dirección con el punto estación. Está dado en función del aumento del anteojo y relacionado con el límite de percepción visual del operador.
Para distancias cortas: 20”/A x [1+ (4A/100)]
Para distancias largas: 50”/A x [1+ (4A/100)]
Error de lectura
:
Tomamos como valor de este error el valor de sigma dado en el manual del instrumento. El concepto de apreciación cambia en los teodolitos electrónicos y estaciones totales, admitiéndose como error de lectura la precisión angular del equipo.
Error de dirección
:
Es la suma entre el error de posicionamiento en E y el error de posicionamiento en P, dependiendo de la distancia D entre estos dos puntos.
eD = (eE + eP) / D
Donde: (eE + eP) ≤ 2,5 cm

Errores accidentales
ERRORES A PRIORI DE UNA ESTACIÓN TOTAL
Errores sistemáticos


Error de verticalidad
:
Este error tiene lugar cuando el eje principal no coincide con la vertical del lugar en el punto de estación (estando el instrumento verticalizado). Esta condición ocasiona errores en las lecturas tanto horizontales como verticales y no se pueden eliminar promediando las lecturas directa e inversa. Se puede hacer tender a cero utilizando el método de O'Cagne.
Error de inclinación
:
Este error tiene lugar cuando el eje secundario no es perpendicular al eje principal. Esta situación hace que el eje de colimación describa un plano inclinado al girar el anteojo para hacer la lectura. Originará ángulos horizontales y verticales con error.
Error de colimación
:
Este error tiene lugar cuando el eje de colimación no es perpendicular al eje secundario. El error máximo por esta causa ocurre al invertir el anteojo, por ejemplo, para prolongar una línea o para medir ángulos horizontales.
Constante de prisma
:
El valor de la constante de prisma es característica de cada par distanciómetro–prisma, y es la componente de dos factores: la constante del instrumento y la constante del prisma, afectando la medición en un valor .
Error de cénit
:
Es el que definimos como el ángulo con vértice en el centro del limbo que abarca el arco determinado por las posiciones efectiva e ideal del índice. Se determina visando un punto P sobre la horizontal con círculo izquierdo y luego el mismo punto con círculo derecho.
ERRORES A PRIORI
Leica TC 307
Errores accidentales
Error de verticalidad = 5"
Error de apuntamiento = 3.67"
Error de lectura =
7"

Error de dirección = 2.5 cm/d ( depende del tiro visual)
Horizontal total
Error de Cenit = 5"
Error de esfericidad y refracción =






TOLERANCIA ADOPTADA PARA EL TRABAJO
ANALISIS ALTIMETRICO
Luego de analizar cartas topográficas de la zona y la información proporcionada por Google Earth se llega a la conclusión que en el predio en el cual se efectuará el relevamiento se debe tomar como pendiente media del terreno aproximadamente un 3%.
Otro punto a tener en cuenta es que dicha pendiente es descendente hacia el sur, es decir hacia el sector del río. Este terreno tiene por lindero sur una línea de ribera.
La idea es determinar un tiro visual máximo para el cual, utilizando el error vertical calculado a priori, no modifique sustancialmente el sentido de la pendiente ni su valor en un determinado rango.
Poniéndonos en la peor de las situaciones y tomando 2 puntos que marquen los extremos del tiro visual, el error vertical influirá esquemáticamente de la siguiente manera:

Para calcular la
tolerancia, determinaremos el
error a priori vertical y horizontal; con
estos valores verificamos la longitud máxima del tiro visual admisible; por último controlamos que los tiros visuales realizados en campo no han superado este valor numérico.
Si , entonces:
Dándole valores a d, obtenemos los respectivos valores de Lv reflejados en la siguiente tabla
Para garantizar que las coordenadas altimétricas medidas con la estación total Sokkia estén dentro de una influencia del error máximo en unos 5cm, el tiro visual no debiera ser superior a 200 m.
En nuestro caso, como el máximo tiro visual rondó los 400 m, se produjo una influencia en el error vertical no mayor a los 10 cm.

Si el error vertical total resulta
y se reemplazan los valores, se observa que
dependerá del tiro visual también.
Podemos determinar la tolerancia vertical
en función de este último
Debido a que la única diferencia entre las características técnicas de ambas estaciones es que la Sokkia presenta un menor error angular que la Leica, analizamos sólo los errores a priori de esta última.
Si las medidas realizadas con Leica están dentro de tolerancia, entonces las tomadas con Sokkia también lo estarán
ANALISIS PLANIMÉTRICO
Aplicando un razonamiento análogo al altimétrico obtuvimos:








Si se compara con la tabla anterior, se puede concluir que se puede trabajar con más libertad en la parte planimétrica. Mientras que en este caso tenemos 10 cm de error si el tiro visual supera los 2100 m, en planimetría lo tenemos cuando supera los 400 m.
Queda claro que la tolerancia exigida es la que rige la altimetría
TOLERANCIA ADOPTADA PARA EL TRABAJO
VERIFICACIÓN DE QUE LA PENDIENTE NO VARÍA
B es la pendiente, T es la tolerancia y L la longitud del tiro visual máximo: 400 m.
Podemos aproximar el ángulo comprendido entre 2T y L a un ángulo recto.
Habíamos establecido un error máximo altimétrico de 10 cm.
Si la pendiente natural teórica es del 3% (3/100) B= 1° 43' 06"
En la situación extrema:
+ T = 3.10% (3.10/100) B = 1° 46' 32"
- T = 2.90% (2.90/100) B= 1° 39' 40"
DeltaT = ± 3’26”

Podemos concluir que en este tipo de terreno, donde la pendiente desciende hacia el Sur aprox. 3 metros cada 100,
la tolerancia adoptada no rompe con el equilibrio
natural de su geografía, por lo tanto puede
considerarse válida.
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