Realizar revisión de literatura de los tópicos expuesto y realizar una investigación con un

enfoque personal del tema.

Nicole María Pérez 19-0130

Taller vertical de ciudades inteligentes

Prof. Frinet Muñoz Espinal

Universidad Iberoamericana

6 de Octubre de 2020
 Geodesia, ramas de la geodesia y división de la Geodesia.

Se le denomina a la palabra geodesia, la cual proviene del griego, como “división de

tierra”, está es la ciencia que tiene como objetivo estudiar la escala o la dimensión y la forma

de la tierra. Esta compone el fundamento geométrico para otras especialidades del

conocimiento geográfico como lo es la topografía, fotogrametría, la navegación, la

cartografía, así como cualquier otro tipo de ingeniería para programas militares especiales.

Cómo bien sabemos esta se divide en dos grandes puntos que son la geodesia superior, que se

divide entre la geodesia matemática y la geodesia física, está en términos globales trata de

determinar y figurar la forma de la tierra mientras que, la geodesia inferior o topografía, trata

de representar las partes de la tierra que se consideran planas.

Esta se divide en cuatro ramas que son:

- Geodesia geométrica: está determina la forma y dimensión de la tierra, y toma como

referencia la superficie del elipsoide.

- Geodesia física: está es la encargada de estudiar la forma o figura de la tierra a través

del campo gravitacional.

 - Astronomía geodésica: esta determina las coordenadas geográficas de muchos puntos,

mediante métodos astronómicos.

- Geodesia espacial: ésta se encarga de la observación de señales, que se forman a través

de radiaciones, que procedan de objetos que no estén ligados con el suelo terrestre.

Relación entre el Elipsoide y el Geoide.

Es una superficie irregular que consta de ondulaciones que la relacionan a la tierra como

figura geométrica, esta puede experimentar una atracción gravitacional uniforme a la

experimentada del nivel del mar, a esta se le llama geoide. Y se define como elipsoide al

modelo matemático, en forma sólida que representa matemáticamente la forma de la tierra o

el globo terráqueo. El “WGS 84, es el elipsoide global que utiliza el sistema WGS84. Es el

elipsoide con el que trabajan los sistemas GPS. Este elipsoide sí que se utiliza a nivel global

sobre toda la superficie de la tierra.” (Quirós, p.20, 2014)

Estos se diferencian debido a que el elipsoide es un modelo matemático de modo que

tiende a ser perfecto, mientras que el geoide se arraiga por la gravedad y por lo tanto es

deforme y no es muy fácil modernizarlo.

 Estas se relacionan según “la distancia entre el elipsoide y el geoide en una localización

concreta llamada Ondulación del geoide en ese punto. Dependiendo de dónde midamos esa

distancia, es positiva o negativa, dependiendo si el elipsoide está por debajo o por encima del

geoide respectivamente.” (Quirós, p.20, 2014)

Sistema de referencia utilizados en el mundo para la Georreferenciación

El sistema de referencia es el conjunto de modelos para la descripción de posiciones y

movimientos de los cuerpos celestes incluida en la tierra o cuerpos sobre la tierra. Existen dos

niveles fundamentales del sistema de referencia; el primero viene siendo el sistema de

referencia celeste este es un sistema inercial respecto a las posiciones de los objetos celestes.

Y el sistema de referencia terrestre que viene siendo el que está ligado con la tierra y que gira

junto con ella.

Algunos de los sistemas de referencia terrestre son:

- Sistema de Referencia European Datum 1950 (ED50)

- Sistema de Referencia European Terrestrial System (ETRS89)

- Sistema de Referencia World Geodetic System 1984 (WGS84)

La investigación sobre el Sistema de referencia utilizado en República Dominicana.

El sistema de referencia es un sistema matemático que permite detectar coordenadas

mediante putos georreferénciales en la superficie terrestre. Existen muchos sistemas de

referencia en todo el mundo como; Sistema de Referencia Geocéntrico para las Américas

(SIRGAS), Datum provisional sudamericano (PSAD56), Datum estadounidense (NAD83),

Datum europeo (ED50), Sistema de referencia terrestre europeo (ETRS89), muy similar al

WGS84. El sistema de referencia utilizado en República Dominicana es el World Geodetic

System 84 (WGS84), es el sistema geodésico mundial que data de 1984. Esta consiste en una

transformación de la tierra bidimensional conforme.

Proyecciones cartográficas UTM.

A diferencia del Sistemas de Coordenadas Geográficas que se interpreta mediante los

grados, minutos y segundos el Sistema de Universal Transversal de Mercator (UTM) se

expresa en metros o ya sea kilómetros. Bajo este sistema la tierra está dividida en 60 husos o

zonas de 6° de longitud y numerados del 1 al 60, lo que genera un total de 360° oeste a este.

A su vez, existe una división cada 8° de latitud que genera un total de 160° a lo largo de

bandas de norte a sur y nombradas con letras comprendidas entre la C y la X, lo que crea una

cuadricula y hace más fácil la búsqueda de la coordenada ya que se divide en X y Y

Por medio de este sistema podemos detallar o determinar cualquier zona geográfica

territorial de modo global. Por ejemplo 19Q - 399852 - 2044129 ésta representa la falla de

San José de Ocoa - Restauración, ya que se encuentra en el huso 19 y en la banda Q por lo

tanto obtenemos el resultado anteriormente mencionado.

 Fotogrametría, elementos fundamentales de la fotogrametría, ventajas y desventajas

de la fotogrametría respecto a la topografía convencional.

Denominamos fotogrametría a la medición por fotos, es decir a la técnica que tiene como

finalidad conocer las dimensiones y la posición de los objetos en el espacio, mediante las

mediciones tomadas a partir de fotografías o el modelo digital de la topografía o terreno que

corresponde al lugar que queremos representar.

Un dato curioso sobre la fotogrametría es que puede ser terrestre o aéreo dependiendo de

donde sean obtenidos las fotos, además de que tiene numerosas aplicaciones como; la

agronomía, la cartografía, la orto fotografía, la arquitectura, planeamiento y ordenar Sion de

territorio, medio ambiente, arqueología, control de estructuras, mediciones, topografía,

medicina, y por último zoología.

Existen tres tipos de fotogrametría que son:

- Fotogrametría analógica: Está estudia los modelos matemáticos que se utilizan para

determinar dicho sistema.

- Fotogrametría digital: Está se encarga de sustituir la foto analógica por una imagen

digital donde ya se puede utilizar sistemas o programas informáticos.

- Fotogrametría analítica: Esta determina los modelos matemáticos y los aplica a los

modelos físicos.

- Fotogrametría de áreas: Estas se encuentran en el aire y se aplica para la elaboración

de mapas.

- Fotogrametría terrestre: Es lo mismo que la aérea pero sus estaciones se encuentran en

la superficie terrestre.

Los elementos fundamentales de la fotogrametría son:

- “El plano focal: Es del plano donde los inciden los hases luminosos al obturarse la

cámara, y son plasmados en negativo, creando la imagen final.

- Las marcas fiduciales: Éstas indica en el punto principal de la fotografía, son líneas

indicadoras en los bordes de la cámara, expresadas por un cuadro con una x subrayada

por dentro.
- La información marginal: es la recolección de datos, como la altura del vuelo dada por

el altímetro, el reloj, el nivel esférico de la burbuja, la identificación de la cámara de

toma de vistas, el número de fotografía y datos de la misión como la zona y la fecha en

que se realizó el vuelo, entre otras cosas.

- El punto principal: Es el punto focal o punto central de la fotografía que se obtiene

luego de unir las marcas fiduciales opuestas.

- Distancia focal: se refiere a la distancia que hay entre el centro de el lente y el plano

focal donde se apoya la imagen.

- Eje óptico: Éste es el eje qué pasa por el centro geométrico de la cámara y es

perpendicular al negativo.

- Altura de vuelo: esta es la distancia que hay entre el terreno fotografiado y el centro

del lente de la cámara.

- La base aérea: distancia que hay entre las tomas sucesivas en el terreno, es decir la

distancia entre dos obturaciones de la cámara de toma de vista.

- El traslape longitudinal: es el solape necesario entre la fotografía aérea sucesiva que

debe ser de 60% para permitir la estereovisión.

- El traslape lateral: este es el solape de bandas o pasadas de vuelo, que debe estar

comprendida entre un 30%, este se encarga de unir las fotografías entre líneas de

vuelo.

- Línea de vuelo: esta es la que queda definida uniendo los puntos principales de

fotografía sucesivas.

- Efecto de deriva es común en la aviación y se da cuando sobre el avión inciden vientos

laterales que tienden a desviarlo, y eso así donde el piloto se ve obligado a realizar una

maniobra de compensación para mantener su rumbo.” (Ramos, pág. 31, 2016)

 Una de las ventajas del método fotogramétrico es la reducción de los trabajos sobre el

terreno y los costos que conlleva dicha operación. Éste puede trabajar en cualquier tipo de

clima, además es capaz de fotografiar zonas inaccesibles y no muy conocidas. Eso también

interpreta la facilidad del terreno con mayor veracidad cómo también ahorra tiempo y

esfuerzo. aparte de todas estas ventajas también podemos decir que se obtiene seguridad ya

que este método es bastante confiable y puede tomar los puntos sin necesidad de explorar la

topografía de manera terrestre, es también eficiente ya que se puede conseguir varios puntos

en conjunto con sólo un par de fotos, y por último se puede entregar en un pequeño lapso.

Así como existen ventajas, se crean las desventajas y una de ellas es que la distancia de

vuelo es limitada, al igual que su altura máxima, no se puede exceder una altura porque no

obtenemos el mismo resultado, y la batería del drone o la cámara tiene un tiempo limitado,

está bendiciendo la desventaja más grande.

Aplicaciones de la fotogrametría en la Arquitectura.

Su aplicación más importante desde sus principios fue la representación cartográfica de la

superficie terrestre como dato para mensurar, dictaminar y decidir. Este sirve para la

confección y creación de mapas topográficos básicos con distintas escalas:

- Mapas a pequeña escala: fines generales, planteamiento, vías de comunicación,

fronteras, etc.

- Mapas a escala media: planeamientos y desarrollo, ante proyectos de ingeniería.

- Mapas a escala grande: proyectos de ingeniería detallados, catastros, servicios, etc.

 Imagen fotográfica digital.

Cuando hablamos de una imagen digital nos referimos a la matriz bidimensional en la que

cada unidad de información es un pixel con coordenadas, con sus respectivas filas y

columnas. Cada píxel consta con un valor llamado Nivel Digital.

Los aspectos más importantes de esta imagen digital son:

- La resolución, es decir la calidad de la imagen que depende del tamaño del píxel, como

todos sabemos si la imagen es más grande pierde calidez. La unidad que expresa la

resolución son píxeles por pulgadas.

- La dimensión, esta significa el tamaño de la imagen, es decir el alto y el ancho que esta

tiene y se expresa en centímetros, pulgadas o pixeles.

- La profundidad del color, este indica el número de Bits usados para la descripción del

color de cada píxel.

En la siguiente imagen podemos ver el número de Bits que se necesita para almacenar la

resolución de su largo ancho y profundidad de color, una desventaja de esto es el elevado

volumen de almacenamiento que conlleva esta imagen debido a la gran cantidad de

información. Y para salvar este problema utilizamos una técnica de compresión a la imagen

que reduce el espacio de almacenamiento.

Cámaras fotográficas.

Esta cámara fotogramétrica, es simplemente una cámara fotográfica en la que su calidad es

mayor y proyecta una calidad geométrica. Está formada por una serie de lentes o dioptrías
con sus centros alineados. Esta cámara tiene un foco fijo, debido a que si se causa una

variación en el enfoque, habría una variación en el ángulo de apertura y la imagen no saldría

correcta. Por lo que los lentes ópticos deben de estar perfectamente alineados para formar el

sistema óptico centrado, que forma una imagen perfecta en el plano focal es decir, una

imagen geométricamente correcta.

Sus componentes básicos o la estructura de la cámara son; “El almacén, el cuerpo de la

cámara y el ensamble del lente.” (Sifuentes.F,Vásquez.R, 1997)

Proceso fotogramétrico.

El proceso fotográfico distingue tres aspectos fundamentales que son: aspecto terrestre,

aspecto aéreo, aspecto de gabinete.

El aspecto terrestre determina los puntos de control terrestre que se utilizan como

referencia o patrón, cuando la imagen está en la etapa de aprovechamiento. Esto tiene algunos

tipos de apoyos que son; el apoyo pre-vuelo, éste define la ubicación de los puntos en el

terreno, previo a la ejecución de la fotografía. El apoyo post-vuelo Éste se realiza después de

la realización del vuelo y se identifica el gabinete y los puntos característicos de la fotografía,

donde luego se localizarán en el terreno. Y la densificación del apoyo, es aquí donde la Red

de los puntos de apoyo puede ampliarse a partir del pre o post vuelo, mediante el proceso

densificación denominado aerotringulación fotométrica.

El aspecto aéreo tiene como objetivo la obtención del material fotográfico para llevar

adelante un proyecto fotogramétrico. Esta consta de dos principios que son la planificación de

vuelo, esta etapa define los parámetros geométricos del vuelo, para conseguir una buena

cobertura fotográfica. Y la ejecución y procesamiento del vuelo, en esta etapa se obtiene la

imagen fotográfica de acuerdo con la planificación previa.

El aspecto de gabinete tiene como objetivo la extracción de la información contenida en la

fotografía aérea para generar la base de datos y el proceso de trabajo de detalla. Por igual está

consta de tres etapas que son los productos fotográficos, que son las copias positivas y los

negativos, además de los dispositivos de inmediata obtención. También están los productos
cartográficos que son las representaciones cartográficas de la superficie del terreno, por

Documentos geográficos o digitales. Y por último el producto numérico, este es el conjunto

de coordenadas plan y métricas obtenidos en el proceso de medición con las imágenes como

estas pueden ser las distancias como pendientes dos niveles superficies volúmenes etc.

LIDAR

El sistema de medición y detección de objetos mediante láser (LIDAR). Éste es un foco

que emite rayos láser infrarrojos, es utilizado mayormente para mejorar la autonomía de los

autos, pero también se utiliza en el ámbito de la topografía. Éstos son sensores que emiten

rayos de luz infrarrojo, es decir cuando este choca con un objeto rebota y vuelve a la posición

en la que se encuentra el sensor LIDAR. Éste calcula el tiempo en el que tarda el rayo láser

en ir y volver, con esto se designa a la distancia que hay entre el sensor y cualquier otro tipo

de objeto en el que se choca. “Es por esto por lo que se necesite el emisor de rayos láser

infrarrojo, un lente que recoja los haces de luz cuando rebotan y un chip que procese todos

esos datos hasta construir un mapa 3B de la escena que hay adelante del ser tensor.

Existen dos tipos de sensores los fijos y los giratorios o de 360°, los fijos se utilizan para

los vehículos y conseguir un espectro de misión mayor, pero a nosotros nos interesan los
giratorios que se usan principalmente en la topografía, y es para estudiar el relieve de un

terreno.” (Sanz, 2020)

Una de sus ventajas es que tiene buena precisión alta y métrica, es capaz de registrar una

gran cantidad de puntos, también se ahorra tiempo en comparación con otros métodos debido

a que como es un rayo láser lo marca directo, y una ventaja fundamental es que se registra lo

que se encuentra abajo de cualquier edificación, es decir el propio suelo que se encuentra bajo

ellos, es muy necesaria ya que determina los MDT y los MDS. Y como desventajas tenemos

que este sistema es muy costoso, además de qué se requiere de una memoria bastante amplia

para guardar todo este tipo de datos, y no se puede utilizar en cualquier tipo de clima.

Fotogrametría por satélite

“La realización de fotogrametría mediante imágenes de satélite tiene sus ventajas y sus

inconvenientes. Por ejemplo, los datos espaciales tienen una menor resolución espacial que

los aéreos, cuestión lógica ya que la altura de vuelo es muy diferente. Esto impide que se

usen para escalas de detalle, aunque se verá que es posible extraer información destinada a

escalas desde l:100000 hasta incluso 1:5000. Puede compensar este problema la amplia

cobertura, la periodicidad de las tomas, la elevada resolución espectral y la disponibilidad en

algunos casos de triple toma de datos estereoscópica (un barrido cenital y dos oblicuos).

La geometría de la fotogrametría mediante sensores espaciales difiere de las tomas

fotogramétricas convencionales y se asemejan a las tomas de las cámaras digitales lineales.”

(Quirós, p.129, 2014)

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Cátedra Fotogrametría. Prof. Ing Carlos Lizana. Dpto.: Ingeniería en Agrimensura U N S J.

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