Docente: Marcelo Andrés Pérez.

marcelo.perezc@usm.cl
Ingeniero Geomensor
Licenciado en Ingeniería Aplicada
Diplomado en Técnicas de Análisis Espacial
Magister en Geografía y Geomática (E)
 ¿QUE ES SER INGENIERO ?

Ser ingeniero es una profesión desafiante y gratificante. Ser ingeniero es

encontrar soluciones a problemas que nadie más sabe cómo resolver. Ser
ingeniero es formar parte de una profesión que mejora la vida para la
humanidad. Ser ingeniero es encontrar respuestas a los desafíos que afronta
la sociedad.

“los ingenieros deben relacionarse con el mundo que habitan para definir
dónde instalar sus creaciones y para que aquello que está diseñando, tenga
sentido y sea deseable”.

Dr. Humberto Maturana (2016)

http://www.usach.cl/news/dr-humberto-maturana-aborda-su-vision-acerca-la-ingenieria-se-requiere-hoy
 ¿ Cuales son los nuevos desafíos para el futuro Minero?
¿Donde desarrollamos ingeniería Minera?
¿Si los principales yacimientos de mediana a buena ley están
cada vez mas profundos, cuanta será la proporción de residuos?

¿Si los nuevos afloramientos superficiales están cada vez mas

cerca de las urbes como abordaremos la relaciones entre
comunidad e industria?
¿Planificamos territorialmente para ser
sustentables y productivamente sostenibles?
 Competencias frente a la toma de decisiones
Desde la comprensión GEOMATICA:
-3 EJES-
1.- de las tecnologías de capturas de datos y la administración y
análisis de estos para “modelar”.

2.- de los diseños de Ingeniería , sus costos e implicancias

Al interactuar con la superficie terrestre a diferentes escalas.

3.- desde el gerenciamiento de la información

Georreferenciada.
Que vemos hoy? – Que haremos ? Green field -
Potencial
yacimiento

Localización optima de instalaciones Análisis y

planificación.
-Modelamientos de escenarios presente y
futuro. (Sustentabilidad y sostenibilidad)
-Valorización CAPEX - OPEX
Fuente : Marcelo Andrés Pérez
 Principios tecnológicos de la Geomatica
GEODESIA SATELITAL SENSORES REMOTOS O TELEDETECCIÓN SISTEMAS DE INFORMACION GEOGRAFICA
GPS
Vuelos LIDAR Análisis de Datos en GIS
(sistema de Posicionamiento satelital)

Modelamiento
Imágenes Satelitales – SRTM
Gravitacional

EVALUACIÓN , PLANIFICACIÓN
Y GESTION TERRITORIAL PARA
DISEÑOS OPTIMOS DE INGENIERIA
MINERA
FILOSOFIA SOBRE LA INTELIGENCIA RELACIONAL SOBRE EL DATO GEORREFERENCIADO

SITUACIÓN ACTUAL

PLANIFICAR – GESTIONAR
EL TERRITORIO

ETAPA 2
ETAPA 1
HOY DEL PROYECTO
DEL PROYECTO

METODOLOGIA ES CRUCIAL PARA MODELAMIENTO INTEGRADO

Fuente : Marcelo Andrés Pérez
Modelo Global del manejo y compartimiento de Información
(SIG) ESTRUCTURAS Y MODELOS DE DATOS INTEGRADOS

TOMA DE DECISIONES EN
MENOR TIEMPO = ˂ $
Unidades del semestre
Unidad 1 “ Principios matemáticos y fundamentos teóricos de la ciencia
Geomatica “

 El problema de la exactitud y precisión cartográfica en el diseño y replanteo de las obras

de ingeniera para la Minería
 Definiciones Globales de Geodesia, Cartografía y Topografía.
 Sistemas de Referencias Geodésicos y Sistemas de proyecciones de coordenadas
utilizados la Minería Chilena
 Precisiones y Escalas cartográficas
 Planimetría y Altimetría (Modelo Matemático de la tierra y físico de la tierra)

Unidad 2 “Métodos y tecnologías modernas de captura de datos

espaciales georeferenciados”

 Conceptos de Teledetección
 Sensores remotos – Imágenes de Satelites
 SRTM & GRACE
 Sistema LIDAR
 Vuelos UAV
 GPS
 ArcGIS collector
 Estaciones totales y Escáner Laser.
Unidades del semestre
Unidad 3 “ Sistemas de Información Geografica – Estructuras de datos
Geoespaciales“

 Introducción a los GIS (Geographic information system)

 Estructuras de datos Raster y Vectoriales
 Relaciones Topológicas
 Manejo de bases de datos (Matriciales)
 BD. Alfanumérica y Grafica
 Modelos digitales.
 Geoprocesos

Unidad 4 “ Gerenciamiento de datos georreferenciados”

 Competencias.
Bibliografia
• Pumain Denise “Analisis especial” www.hypergeo.eu

• GIS : Berry Joseph “ Beyond Mapping: Mas alla de la Geografia”

• Kevin Johnston, Jay M, Ver Hoef, Konstantin Krivoruchko y Nell Lucas · “Using ArcGIS Geoestatistical
Analyst”
• Ghilani, Ch. y Wolf, P, “Elementary Surveying, an introduction to Geomatics”, 13th Edition, Prentice-Hall,
2011.
• Teledeteccion : Doctor Emilio Chuvieco.
• Geodesia Satelital : Msc Rene Zepeda
 Geomática

"La definición más elemental de Geomática aparece como una integración de percepción remota, sistema de
posicionamiento global y sistemas de información geográfica" (Universidad Estatal de Colorado, Estados Unidos.
1997).

"Geomática es un campo de actividades que, usando una aproximación sistémica, integra todos los medios para
adquirir y manejar datos espaciales requeridos como parte de actividades científicas, administrativas, legales y
técnicas que se preocupan de la producción y manejo de información espacial (Instituto Canadiense de Geomática,
Canadá. 2000).

"Geomática es recolección, manejo, análisis y presentación de datos espacialmente referenciados". "Quizás hay una
simple respuesta para la pregunta ¿qué es Geomática? GEOMATICA = GEOGRAFIA APLICADA" (Organización
GEOMATICS pensando espacialmente, Reino Unido. 2001).
Sobre que Suelo y Sub suelo Ubico mis instalaciones?
Casos y Ejemplos
En el diseño de las obras de ingeniería en los Proyectos Mineros
Casos y Ejemplos En el diseño de las obras de ingeniería en los Proyectos Mineros
Casos y Ejemplos En el diseño de las obras de ingeniería en los Proyectos Mineros
Casos y Ejemplos Modelos 3D precisiones

SRTM Shuttle Radar Topography Mission

Casos y Ejemplos Modelos 3D precisiones

VUELOS UAV

Orto – Mosaico de alta resolución.

Casos y Ejemplos Evaluaciones de impactos y fenómenos

Mapas de pendientes
Hillshade Puntos de observación
En ángulos y porcentajes
Estudio de lineamientos geológicos Evaluaciones de localización óptima de
Infraestructuras

Orientación de Laderas (exposición al Sol) Perfiles Longitudinales Cuencas Hidrográficas

Ubicación de plantas solares – Perfiles exportables en diferentes formatos, Cálculo automático de cuencas
hielos permanentes Aplicación a perfiles hidráulicos hidrográficas a diferentes escalas
Casos y Ejemplos Modelos análisis espacial
¿WIFFI ES MALO
EN LA USM?
Casos y Ejemplos Modelos análisis espacial y Geoestadistico
Casos y Ejemplos Modelos análisis en teledeteccion
GEOMATICA APLICADA
Niveles de Ingeniería Tipos de Proyectos
- Ing. Perfil/Conceptual/Basica/Detalle/EPCM - BrownField – GreenField.

1. Geodesia Satelital Diseños de

GNSS Ingeniería

Precisión
TOMA DE DECISIONES
2. Teledetección MDT Y MAS ACERTADAS .
Sensores Remotos Exactitud
Geo-referenciación

3. Sistemas de Modelamiento y PLANIFICACIÓN

Información análisis de Y
Geográfica (SIG) estructuras y GESTION TERRITORIAL
fenómenos espacio/ PARA LA ACTIVIDAD MINERA
temporales SUSTENTABLE

Fuente : Marcelo Andrés Pérez

Tipos de Proyectos

Fuente: Informe comisión Chilena del Cobre

¿Qué es Optimo ? • Movimientos de tierra (m3) - Infraestructura
(Disposición de Plantas de tratamiento,
¿para el AYER , HOY ,y MAÑANA ? Plataformas Estaciones Eléctricas, Piscinas de
tratamiento industrial, caminos, Túneles)
• Longitud de tuberías (ml)
• Longitud de correas Transportadoras (ml)
• Números de obras de Arte (c/u)
Gestión Ambiental :Estrategias de Mitigación • Números de Bombas de Impulsión.(c/u)
• Disposición de Relaves / M3 Llenado.
• Disposición de Botaderos.
• Disposición planta de fundición
• Disposición de explosivos (Tronadura)

RIESGOS

Interacción
Agentes entrópicos y antrópicos
Geografía Física y Humana e Ingeniería
AMENAZA

IMPACTOS

• Modelos de Viento
• Modelos de calidad de Aire
• Modelos de calidad de suelo
• Modelos de Temperatura Atmosférica
Gestión Ambiental: Estrategias de Adaptación • Modelo de calidad de aguas
• Modelo de Cuencas Hidrográficas y
Lluvias
• Modelos de estructuras urbanas aledañas
(comunidades).
• Caracterización de la comunidad.
HOY!!
 Introducción
Una de las primeras inquietudes del hombre fue
conocer el espacio en el cual desarrollaría sus
actividades. Determinar la forma y dimensiones
de la Tierra, tanto como representarla
gráficamente fue una necesidad, especialmente
a partir de la conquista de nuevos territorios. A
lo largo de los años la evolución tecnológica que
impactó a todas las áreas del conocimiento ha
alcanzado con particular énfasis a las disciplinas
relacionadas con la Mensuración y
Representación del territorio.
Principales definiciones

Cartografia contexto historico:

Ciencia que se ocupa de la preparación y

construcción de los mapas y cartas náuticas,
reproduciendo en una superficie plana la
superficie terrestre. A partir del conocimiento de
la forma esférica de la tierra por parte de los
filósofos pitagóricos y la medición del arco del
meridiano por Eratóstenes (220 A.C.), se pudo
establecer una red de paralelos y meridianos que
permitiría a Tolomeo la construcción de un mapa
del mundo conocido con una apreciable exactitud
en latitud y longitud de las tierras representadas
(150 D.C.).

“ El primer problema planteado por esta representación fue el traspaso de la superficie esférica
al plano.”
Precisión y Exactitud

“Precisión” Es la cercanía existente entre

medidas repetitivas de una misma variable

“Exactitud” es la cercanía de las medidas a

los valores reales de la variable
Impreciso e inexacto
Preciso e inexacto
El problema de la exactitud y la precisión en el diseño de ingeniería

¿Tecnologías mas precisas o mas exactas ?

 Proyección al plano : Coordenadas
UTM

Plano de proyección

Error de curvatura Error de curvatura

Plano Topográfico: No considera el error de curvatura, y
esta determinado por una determinada extensión de
terreno.

Cartografía: representación de la tierra que considera en la proyección de esta la

corrección por error de curvatura, representación de mayores extensiones del
territorio.

Sistemas de referencias
Geodésicos Locales
(PSAD 56 – SAD 69)

Sistemas de referencias Geodésicos Geocéntricos (WGS 84)

Geoide : Modelo físico de la Elipse: modelo matemático de la

tierra tierra
 Que tecnología y metodología es la adecuada ?
Puntos Levantados

Posición X, Y /N , E / LAT - LONG

LIDAR
Cota
Descriptor

UAVs

Estacion Total y/Escaner Laser

GPS

INTERPOLACIÓN LINEAL
SRTM.
• TECNOLOGIAS
¿QUE OBTENEMOS DE UN LEVANTAMIENTO?

PLANIMETRIA Y ALTIMETRIA

UN MDT :COMO CURVAS DE NIVEL O RASTER.

 Principales definiciones
Topografía.

(Alberto Madrid): “Se ocupa de la representación sobre un plano de

detalles de zonas pequeñas a medianas de la superficie terrestre en lo
que respecta a las planicies como las elevaciones y depresiones.”

(Claudio Pasini): “La topografía es la ciencia que estudia el

conjunto de procedimientos para determinar las posiciones de
puntos sobre la superficie de la tierra, por medio de medidas
según los 3 elementos del espacio (x, y, z)”

( Precisión – considerando la tierra como Plana – Proyección 90°)

 Relación con la pendiente y los fenomenos superficiales de escorrentia

Ejercicio simple relación visual y calculo de pendiente, DH, Di, cota, escala
¿ES NUESTRO IMPUT BASE ?

LADERA.

LINEA DIVISORIA DE AGUAS.

QUEBRADA.
Relacione….
 Planimetría
Considera la tierra como un plano, determina la
posición relativa de puntos que están sobre la
superficie terrestre, sin considerar su cota.
 Altimetría

Considera la altura o altitud de puntos colocados sobre la superficie terrestre, siendo la “cota” la
distancia vertical sobre o bajo una superficie de nivel. El conjunto de operaciones requeridas para
realizar estas medidas de diferentes niveles recibe el nombre de nivelación, siendo 3 las mas
importantes:
Curva de Nivel

CURVAS DE NIVEL: Son líneas

imaginarias que unen los puntos del terreno
que están situados a la misma altura. Son el
resultado de realizar cortes al terreno cada
cierta altura (siempre constante,
la equiditancia), y la sección de dicho corte,
más o menos circular, se lleva a un plano de
forma superpuesta, una dentro de otra. Mira el
siguiente gráfico (con equidistancia de 10
metros) y trata de comprender lo que se ha
hecho
Modelo Altimétrico
ESCALA
Escala numérica: Es una fracción o razón como se muestra a continuación en donde el numerador se denomina
modulo y el denominador fracción representativa:

1:10 000 1/10 000

 D = REAL

DITANCIA DESDE PLANO

Principales definiciones
Cartografia

Ciencia que tiene por función recurrir a ciertas técnicas para representar
diferentes posiciones de la superficie terrestre a una determinada escala,
considerando grandes extensiones territoriales. Dentro de las técnicas
señaladas se encuentra la planimetría y la altimetria

EVOLUCIÓN A LOS SISTEMAS DIGITALES….

Principales definiciones

Geodesia

es una ciencia que tiene la finalidad determinar

la forma y dimensiones de la Tierra y
comprende el estudio de las operaciones o
medidas, así como los procedimientos de
cálculo aplicados para determinarlas esas
medidas y el campo gravitacional del planeta.
Hasta hace pocos años las mediciones
geodésicas contemplaban observaciones a
cuerpos celestes con teodolitos astronómicos
(instrumentos que miden ángulos con altísima
precisión). Actualmente esos instrumentos
están prácticamente en desuso y las
Coordenadas Geodésicas se determinan a
través del Sistema GPS.

( Exactitud -georreferenciación – DATUM)

Por que hay que tratar de trabajar en WGS 84 o SIRGAS
¿Que Sistema de Referencia Geodésico (DATUM = Origen del sistema coordenado) es adecuado?
DIFERENCIAS ELIPSOIDALES – DATUM USADOS EN CHILE

PSAD56
WGS 84
a= 6.378.388,00 m
a= 6.378.137,000 m
b= 6.356.911,946 m
b= 6.356.752,314 m

0,0,0

SAD 69
DATUM a= 6.378.160,000 m

GEOCENTRO b= 6.356.774,719 m

SIRGAS
Fuente: Msc. Rene Zepeda
Sistema de origen de las coordenadas (DATUM – georeferenciación)

Elipsoide
Problema Exactitud = Correcta o No ,Georreferenciación de los datos
levantados
 d) Dar posiciones únicas y
Precisión exactas a todo punto de la
Georreferenciacion
tierra, lo mas cercana a la
Exactitud
realidad de esta.
¿Qué soluciona el aplicar bien los métodos y ciencias de la
Geodesia, Cartografía y Topografía, para
el desarrollo de los proyectos de ingeniería?
REPLANTEA Y CONSTRUYE HOY!!
1.- Problemas de Georreferenciación de la información en un proyecto
• Mezcla de DATUM clásicos con DATUM modernos.
• Mezcla de levantamientos topográficos sin apoyo geodésico (Coordenadas Locales o coordenadas Minas) con Sistemas modernos.
• inexistencia de uso de una red geodésica (referida a un DATUM moderno) para el desarrollo de los levantamientos, independientes
de la metodología y tecnología.
• Uso de sistemas globales de imágenes como Google Earth y información vectorial levantada con coordenadas locales.

2.- Problema de la deformación de la distancia real versus la distancia proyectada al plano de diseño (donde
se modelan las obras).
• El uso de sistemas de referencias geodésicos clásicos deforman las redes, fundamentalmente en proyectos lineales
(fundamentalmente la minera que va desde cordillera a mar)
• El empleo de las técnicas topográficas (sin apoyo geodésico) para levantamientos en extensiones donde la esfericidad de la tierra se
hace considerables (fundamentalmente en proyectos lineales ej: de cordillera a mar / caso Chileno). La topografia es cartesiana y la
tierra NO.
• Finalmente el uso de la proyección al plano de los levantamientos bajo el sistema UTM UNIVERSAL TRANSVERSAL DE MERCATOR
(Grave para realizar diseños de ingeniería constructiva o de detalles)
2 Y 3 EL RELIEVE ES CRUCIAL EN EL PROBLEMA
3.- Obtención de la cota altimétrica.
• El sistema GPS o GNSS no calcula la cota de un punto, recordemos que el sistema completo trabaja en función de un modelo
matemático elipsoidal, por lo que el equipo receptor GPS, mide una altura elipsoidal.
• La altura real es aquella que va hacia el relieve (superficie real), no al elipsoide; esto implica que a pesar de todas las modernidad de
GNSS no se logra integrar un método que tenga integrado el modelo físico de la tierra NMM en “tiempo real”, es decir la degradación
de la tierra la cual es constante, por lo mismo los elipsoides de referencias son variables en el tiempo; sin embargo de estos solo se
necesita su posición exacta de su centro de masas NO sus múltiples valores en toda sus posiciones a nivel de Z, a esto llamamos el
problema del DATUM VERTICAL.
• Lo anterior se soluciona con mediciones directas hacia el NMM, con instrumental clásico esto implica en cortas distancias realizar
métodos de nivelación cerrada (generar un geoide local) o para grandes extensiones utilizar un modelo geoidal EGM08 que nos de los
valores de las ondulaciones geoidales, para calcular la cota orto métrica en conjunto al valor de la cota elipsoidal.
¿Que Sistema de Referencia Geodésico (DATUM = Origen del sistema coordenado) es adecuado?
Por que hay que tratar de trabajar en WGS 84 o SIRGAS
 MERIDIANO
CENTRAL 0º
84º LATITUD NORTE

ECUADOR
PARALELO 0º

500 KM 10.000 KM DEL

ECUADOR
ORIGEN UTM
80º LATITUD SUR

HUSOS EN CHILE
0º
18 MERIDIANO CENTRAL 75º w
19 MERIDIANO CENTRAL 69º w
Problema de precisión = Distancias reales difieren de las proyectadas
La proyección al plano desde un modelo esférico.(Precisión)
Modelo de representación Cilindro UTM

RELIEVE
Si SISTEMA DE PROYECCION UTM NO ES EL
ADECUADO , CUAL ?
COORDENADAS LTM -PTL
• LOCAL TRANSVERSAL DE MERCAR
• PLANOS TOPOGRAFICOS LOCALES.
COORDENADAS LTM Y PTL ….QUE MEJORA?
Parámetros de la proyección LTM
ALTIMETRIA (DATUM ALTIMETRICO)
Geoide
PROYECTO GRACE
CONCLUSIONES

• Las coordenadas en la Proyección UTM no son compatibles

directamente con escalas necesarias para proyectos de ingeniería

• Las coordenadas en la Proyección LTM solucionan rigurosamente la

compatibilidad de distancias proyectadas y de terreno

• El Sistema de Referencia SIRGAS es directamente compatible con la

tecnología GNSS, no es necesario recurrir a parámetros aproximados
como si sucede con PSAD56 y SAD69

• Se debe emplear, al menos, el modelo geoidal EGM08.

DESDE EL DISEÑO DE INGENIERA .

EXISTEN DOS PROBLEMAS

RECURRENTES (EVITABLES!!)

1. EXACTITUD 2.PRECISIÓN
 1.- La planimetría y altimetría, esta presente tanto en la cartografía
como en la topografía ( su diferencia esta fundamentalmente en la
extensión territorial).

2.- La calidad de la planimetría y altimetría dependerá

directamente de su precisión y esta a su vez depende de la correcta
elección metodológica, tecnológica y el sistema proyectivo, utilizado en
su levantamiento.

3.- Una buena metodología, es aquella que respeta los conceptos

teóricos que subyacen a los modelos que representan a la tierra. Es
decir respeta normas Geodésicas (DATUM), Cartográficas (proyección ad-oc)
y las técnicas topográficas desarrolla y compensa poligonales topográficas ,las
cuales son enlazadas a redes geodesicas.(según extension del proyecto)
 Geodesia Cartografía

GEORREFERENCIACION
- Modelo matemático de - Metodología definida
tierra (Elipsoide), que para calcular y ajustar
determina poligonales del levantamiento
el origen del sistema de planímetrico y altimétrico y el
coordenadas globales, Latitud y amarre a RED Geodésica.
Longitud, de todo punto en la
tierra - Tecnología definida para
hacer el levantamiento. Ej:
- Modelo Físico de la Tierra (Vuelos LIDAR, orthofotos
(Geoide), determina la Satelitales, Drones UAV,
forma gravitacional de la Estaciones Totales, scanner
tierra o real, determinando laser, sistemas remotos
ondulación que da exactitud como SRTM y GPS.
la cota de un punto tomado
con GPS. - El sistema proyectivo de
coordenadas planas elegido,
pudiendo ser : UTM, LTM o
locales