Evolución de las técnicas topográficas

El levantamiento topográfico es el proceso de determinar la posición relativa de los elementos naturales y artificiales sobre o bajo la superficie de la tierra. El Congreso Americano de Topografía y Cartografía (ACSM) define la topografía como la ciencia y el arte de realizar todas las mediciones esenciales para determinar la posición relativa de puntos o detalles físicos y culturales arriba, sobre o debajo de la superficie de la Tierra, y para representarlos en forma utilizable, o para establecer la posición de los puntos o detalles.

Mapa y brújula

Topografía antigua

Hace cuatro mil años, los conceptos de matemáticas eran básicos, sin embargo, los egipcios fueron capaces de lograr maravillas. Utilizaron los predecesores de los instrumentos topográficos modernos para realizar muchas hazañas, desde canales hasta pirámides. Un equipo de topógrafos del antiguo Egipto utilizaba cuerdas de medición, plomadas, instrumentos de observación e instrumentos de nivelación.

a) Camilla de cuerda

Según la antigua leyenda, las imágenes encontradas en las tumbas egipcias muestran a los escribas y a sus asistentes llevando cuerdas atadas con nudos espaciados a partes iguales. Se especula que las cuerdas se usaron para crear triángulos rectos para establecer límites después de la inundación anual del Nilo que ayudó a construir las pirámides.

Camilla de cuerda
b) Topografía Groma

El Groma o gruma era un instrumento topográfico romano. Se componía de un pentagrama vertical con travesaños horizontales montados en ángulo recto sobre un soporte. Cada pieza transversal tenía una línea de plomada colgando verticalmente en cada extremo. Se utilizaba para medir líneas rectas y ángulos rectos, es decir, cuadrados o rectángulos. Se estabilizaron en un terreno elevado y apuntaron en la dirección en que se iba a utilizar.

Groma egipciaLos romanos reconocieron la topografía como una profesión. Establecieron las medidas básicas bajo las cuales se dividió el Imperio Romano, tales como un registro fiscal de las tierras conquistadas. Los topógrafos romanos eran conocidos como Gromatici.

Incluso después de que pasaron los siglos, el propósito del levantamiento topográfico ha seguido siendo el mismo: establecer límites, crear mapas para la navegación y desarrollar la tierra. Mientras que los propósitos de la topografía permanecen constantes, las herramientas utilizadas para lograrlos han evolucionado drásticamente con el avance humano.

Debido a que el levantamiento topográfico establece límites y cartografía, es una parte esencial del desarrollo de la tierra y de la propiedad de ésta. La cartografía y la medición de la tierra pueden remontarse a los antiguos egipcios y ha allanado el camino para las técnicas y métodos topográficos actuales.

Topografía moderna

a) Tabla de planos

Este dispositivo topográfico proporciona una superficie sólida y nivelada sobre la cual podemos hacer dibujos de campo, gráficos y mapas. Esto se convirtió en un instrumento muy popular de la topografía. Permite el uso de métodos gráficos en lugar de métodos matemáticos, lo que facilita su uso también por parte de personas con menos formación.

La mesa plana consiste en una superficie de mesa lisa montada sobre una base resistente. Los niveles de burbuja en un plano horizontal se utilizan para nivelar la tabla con precisión.

Tabla de planosb) Cadena de Gunter

La cadena de Gunter o la cadena del agrimensor es un dispositivo utilizado para medir la distancia de un levantamiento topográfico. Esto fue introducido por Edmund Gunterlong antes del desarrollo del teodolito y otros equipos sofisticados. Cadena de 66 pies de largo dividida en 100 eslabones que están marcados por 10 anillos de latón. Cada eslabón mide 7.92 pulgadas de largo. Un acre es medido por diez cadenas cuadradas en el sistema de Gunter.

Cadena de Gunterc) Teodolito

Con el desarrollo ulterior de las herramientas topográficas, la medición de ángulos en planos horizontales y verticales era muy necesaria y la respuesta llegó en forma de teodolito. También se ha adoptado para la meteorología y el lanzamiento de cohetes. El teodolito moderno consiste en un telescopio móvil montado sobre dos ejes perpendiculares. Cuando el telescopio apunta a un objeto, el ángulo de cada uno de estos ejes puede ser medido con gran precisión, típicamente a milirradianas o segundos de un arco.

Teodolitod) Método de triangulación

Este es el proceso de determinar la ubicación de un punto formando triángulos a partir de puntos conocidos. Esto implica sólo la medición del ángulo en lugar de la distancia de medición. Los sistemas ópticos de medición 3D también utilizan este principio para determinar las dimensiones espaciales y la geometría de un objeto. Básicamente, la configuración consiste en dos sensores que observan el elemento.

La triangulación se utiliza hoy en día para muchos propósitos, incluyendo la topografía, la navegación, la metrología, la astrometría, la visión binocular, la cohetería modelo y la dirección de las armas.

TriangulaciónSiglo XX

Incluso después de la sustitución de los topógrafos de cuerdas y cadenas, los topógrafos se enfrentaron al problema de la medición precisa de grandes distancias.

A) Tellutrómetro

Fue el primer éxito de la medición electrónica de distancia por microondas (EDM). El tellurometro emite una onda electrónica: la estación remota irradia la onda entrante en una onda similar de modulación más compleja, y el desplazamiento de fase resultante es una medida de la distancia recorrida. Los resultados aparecen en un tubo de rayos catódicos. Este instrumento penetra la neblina y la neblina en la luz del día o en la oscuridad y tiene un alcance normal de 30-50 km, pero puede extenderse hasta 70 km.

TellurómetroB) Estación total

En la década de 1970 aparecieron los primeros instrumentos que combinaban la medición de ángulos y distancias, que llegaron a conocerse como estaciones totales. Esto aporta precisión y rapidez en la medición. Los principales avances fueron los compensadores de inclinación, los registradores de datos y los programas de cálculo a bordo.

Estación totalC) Sistema de posicionamiento global

La Fuerza Aérea de los Estados Unidos lanzó los primeros satélites prototipo del Sistema de Posicionamiento Global (GPS) en 1978. El GPS utiliza una mayor constelación de satélites y una mejor transmisión de la señal para proporcionar mayor precisión.

Las observaciones tempranas del GPS requerían varias horas de observaciones por parte de un receptor estático para alcanzar los requisitos de precisión de la medición. Las recientes mejoras tanto en los satélites como en los receptores permiten el levantamiento cinemático en tiempo real (RTK). Los estudios RTK obtienen mediciones de alta precisión utilizando una estación base fija y una segunda antena móvil. La posición de la antena de roving puede ser rastreada.

GPSSiglo XXI

En la vida actual, el teodolito, la estación total y el GPS RTK son los principales métodos utilizados. El LiDAR también se utiliza hoy en día en la topografía. La tecnología de los vehículos aéreos no tripulados, junto con el procesamiento de imágenes por fotogrametría, también está ganando popularidad. Si usted tiene una pequeña parcela de tierra, no quiere pasar por el gasto de contratar un avión y un piloto para cartografiarlo. Los aviones teledirigidos son la solución perfecta.

Dron en vuelo

Real-Time Kinematic (RTK) es una tecnología de corrección GPS que proporciona correcciones en tiempo real a los datos de localización cuando el avión teledirigido está capturando fotos de un sitio.

Post Processed Kinematic (PPK), otra técnica de corrección GPS que funciona para corregir datos de localización, excepto en la nube después de que los datos del dron han sido capturados y cargados.

Básicamente, la principal diferencia entre ambos es cuándo se realiza esta corrección posicional. RTK corrige durante el vuelo, y PPK corrige después del vuelo. Ambas tecnologías son muy similares, sin embargo, PPK tiene una ventaja decisiva – debido a su robustez y consistencia. Los drones PPK ofrecen más flexibilidad en términos del vuelo real del dron de medición, lo que significa que usted tiene más libertad de cómo y dónde se despliega el dron. Por el contrario, los drones RTK requieren una estación base muy específica y otros equipos que trabajan juntos para procesar los datos en tiempo real. En segundo lugar, con los drones PPK se puede hacer referencia a datos anteriores y futuros relativos al vuelo actual, lo que crea una mayor fiabilidad. Tener esta habilidad asegura que el dron esté siempre en la pista para el vuelo.

Traducido desde: satpalda

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