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CARTOGRAFIA URBANA EN EL PERU. POR ING. JUAN IBARRA. 1.- ANTECEDENTES.
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CARTOGRAFIA URBANA EN EL PERU POR ING. JUAN IBARRA
1.- ANTECEDENTES • En los últimos 15 años la cartografía en el Perú, era representada en planos en papel en escalas grandes, en las principales ciudades del país, con coordenadas UTM, y en otras ciudades de categorías menores con coordenadas topográficas. Para elaborar la cartografía urbana de una ciudad con extensiones regulares se hacen levantamientos fotogramétricos, y en áreas pequeñas con levantamiento terrestre, dependiendo de la economía de cada municipio. • Con el paso de los años la informática mejoro la precisión en la elaboración de la cartografía Urbana, ya que los diseños ya no se dibujan en el tablero, en el papel, sino en software gráficos ,teniendo como por ejemplo entre ellos como el autocad o el microstation. Instituciones como Comisión de Formalización de la Propiedad Informal por ejemplo, con el objetivo de dar títulos a los asentamientos humanos, urbanizaciones populares de las principales ciudades del país ,utilizaron esta tecnología, pero no todos los centros poblados cuenta con este privilegio, sino que continúan con las metodologías antiguas ya descritas.
2.- PRONOSTICO • a) Los métodos antiguos de levantamientos en los centros poblados, al no ser precisos, es decir, el uso del transportador que tiene una lectura mínima de 1°, el uso del escalímetro, no nos da la precisión que se requiere para realizar una cartografía urbana real y confiable. • b) Al no hacer cartografía urbana en los lugares de menor rango político, con las tecnologías actuales, no se puede armar datos precisos de la morfología urbana y actualizarla para una de las aplicaciones del ordenamiento urbano como es el catastro municipal, y homogeneizar las medidas con el uso de instrumentos que permiten su ubicación geográfica como es el empleo del GPS. • c) Sin contar con una cartografía fiable, los centros poblados no tendrán la precisión como por ejemplo saber las áreas, zonas de litigio de propiedades, etc. • d) De no contar con un Sistema de Información Geográfica con fines urbanos, los análisis de los procedimientos del sistema municipal serán mas lentos.
3.- CONTROL DEL PRONOSTICO. • a) Los centros poblados para poder impulsar su desarrollo político, económico y social, debe contar con una Cartografía Urbana real y precisa, inclusive se debe llevar cada periodo un control de ello para alimentarla en caso de por ejemplo de que exista una expansión urbana. • b) Se debe diseñar esta cartografía en software grafico ya que las medidas tanto angulares como lineales son precisos, angulares por ejemplo porque la lectura mínima se da en milésimos de segundos, y lineales hasta diezmilésimas, además ahorra espacio y el tiempo de diseño es mas rápido. • c) Todo centro urbano debe contar con una red de poligonaciones de control topográfico tanto planimétrico y altimétrico para dar las coordenadas con la debida precisión. • d) Todo centro poblado debe estar debidamente georeferenciado, es decir representar su cartografía urbana en coordenadas UTM y geográficas, para eso se emplea el GPS y posicionarlo en un punto con coordenada conocida establecida por el IGN. • e) Con el diseño topográfico realizado, es útil para realizar otro proceso cartográfico que es el manejo de Sistema de Información Geográfica, que permite ser el análisis físico, social de un centro poblado de manera rápida y dinámica . • f) Todas estas consideraciones anteriormente mencionadas, se tiene como producto final una Cartografía Urbana real y multidiciplinaria, que es útil para el desarrollo de los centros poblados.
4.- FORMULACION DEL PROBLEMA • 1.-¿ Cuantos centros poblados no cuenta con una Cartografía Urbana digital y por tanto no cuenta con un Sistema de Información Geográfica que permite su desarrollo económico, político y social? • 2.- ¿Cuántos centros poblados que no están georeferenciados a escala grande y ubicados en el territorio nacional y tener una red horizontal de control topográfico con coordenadas UTM?
5.- OBJETIVO GENERAL Y ESPECIFICO. • OBJETIVO GENERAL: 1.- Realizar la Cartografía Urbana de los centros poblados que carecen de ella, que incluye un Sistema de Información Geográfica, para solucionar problemas de litigios, linderaciones, saber las áreas de expansión urbana, Catastro Urbano, futuras instalaciones de servicios básicos, desarrollo urbano, etc.
OBJETIVO ESPECIFICOS • 1.- Toda Cartografía Urbana es recopilación de información como topográfica y social. - Topográfico: Levantamiento de información de tipo geométrico grafico, como la morfología urbana ( manzanas, lotes, zonas de recreación publica, servicios de infraestructura urbana, como postes de luz, teléfono, buzones, cámaras de teléfonos, si los hay, hidrates, etc., y en las afueras chacras, entradas de pistas a la ciudad, colinas que circundan a la ciudad o centro poblado). Para esto se utiliza estaciones totales, que son instrumentos topográficos computarizados. - Social: Los usos de suelo urbano que hay en las manzanas. • 2.- Toda Cartografía Urbana es georeferenciada, es decir ubicada con precisión dentro del territorio nacional con Coordenadas Planas UTM y Coordenadas Geográficas, para esto se da el empleo del GPS, instrumentos geodésico que da dicha coordenadas. Para la fase de georeferenciacion se debe hacer una red de control horizontal y una red de control vertical.,es decir la ubicación de puntos en el terreno así como su materialización para transferir las coordenadas UTM en dichos puntos con la estación total.
OBJETIVO ESPECIFICOS: • 3.- Toda Cartografía Urbana debe contar con curvas de nivel de 1 metro aproximadamente como datos para la instalación de futuros servicios urbanos, cuya altura es con respecto al nivel medio del mar, que es obtenido de un punto denominado BM. • 4.- Una vez elaborado el plano topográfico digital, el siguiente proceso de la elaboración de la cartografía urbana es realizar un Sistema de Información Geográfica, que permite hacer un análisis físico espacial contando con una base de datos alfanuméricos. • 5.- Dibujar en el archivo topográfico y replantear en el terreno con precisión el perimétrico del centro poblado o ciudad. • 6.- Realizar en ella contando con planos en papel a ser digitales y formar mosaicos de propiedades tanto estatales como privadas en torno en los centros poblados o ciudades.
6.-METODOLOGÍA DEL PROYECTO. 1.- LEVANTAMIENTO DE INFORMACIÓN 1.1.- GEODESICO Y TOPOGRAFICO A) GEODESICO: A.1) FUNDAMENTO TEORICO: LA PROYECCION UTM La tierra tiene la forma de un geoide, es decir, tiene muchas deformaciones que no da una figura tridimensional regular, por tanto, es difícil de calcular sus dimensiones matemáticamente. Para esto, se dio una figura modelo matemática que se aproxime a ella, y es el elipsoide de revolución. El elipsoide gráficamente es definida por su anchura en la línea ecuatorial y tiene achatamiento en los polos.
LA PROYECCION UTM • El elipsoide gráficamente es definida por su anchura en la línea ecuatorial y tiene achatamiento en los polos, como es una figura cónica tridimensional, las coordenadas son de tipo esféricas, conocidas como coordenadas geográficas o geodesias, y son la Latitud y la Longitud. Las latitud varían de 0° a 90° hacia el norte o hacia al sur en forma vertical tomando como circulo de referencia el ecuador; y la longitud varia de 0° y 180° hacia al este o al oeste tomando como circulo de referencia el meridiano de Greenwich. Los signos de la latitud es positiva si es hacia el norte y negativa si es hacia el sur, en la longitud es positiva si es hacia el este y negativa si es hacia oeste. Para representar una parte del elipsoide en un plano, es inevitable que sufra deformaciones o varían las mediciones, ya que se esta transformando una figura tridimensional esférica a una plana bidimensional, para eso existe varias clases de proyecciones cartográficas como son conforme, equivalente y equidistante; para el caso de nuestro país y al nivel continental se usa una proyección cartográfica de tipo conforme que se llama Universal Transversa Mercator (UTM).
LA PROYECCION UTM • Esta proyección cumple las siguientes propiedades de conserva las áreas, ángulos , pero no distancias, de lo cual hay un coeficiente de deformación en la cual se puede considerar como una constante para determinar las distancias en campo que son denominadas geodésicas. Su limite de aplicación es aproximadamente en las latitud 60° tanto en el norte como el Sur. Para darle la mayor precisión posible el planeta es dividido en 60 partes con una longitud de 6°, a la que se denomina zonas, el Perú esta comprendido en las zonas 17, 18 y 19. Cada zona cuenta un meridiano central que esta a 3° de sus fronteras, los meridianos centrales de la zona 17, 18 y 19 son 81°, 75° y 69°. Con respecto al coeficiente de deformación de la proyección , se denomina también factor de escala , y en todo meridiano central de la zona tiene el valor del factor de escala de 0.9996 y se va incrementando tanto al oeste como al este hasta llegar hasta sus limites con un valor de 1.001.
LA PROYECCION UTM • Las coordenadas de origen de las coordenadas UTM son: Este = 500000, Norte = 10000000, estos puntos están localizados en cada zona cartográfica, exactamente el punto que hay en cada zona es la intersección del meridiano central de cada zona con la línea ecuatorial, y se dan estos valores debido a que evitemos valores negativos. Ahora hay métodos de calcular las transformaciones de coordenadas geográficas a coordenadas UTM y viceversa. Los valores limites de cada zona en coordenadas UTM Este son mínimo: aprox. 168000 y máximo aproximadamente 834000 metros.
A.2) USO DEL GPS: • Antes de darle uso del GPS , se tiene que observar en el mapa del Perú elaborado por el IGN los puntos con coordenadas conocidas y que estén cerca de un radio de 20 kilómetros del centro poblado o de la ciudad. El GPS es de marca Locus Magellan System, que es de tipo geodésico de una sola frecuencia, que tiene un alcance de 20 kilómetros con una precisión centimétrica. Este GPS consta de dos instrumentos uno la base y la otra el rover, apoyados en sus respectivos trípodes, lo cual es de tipo estático. Su función principal es de dar coordenadas planimétricas UTM (Este, Norte) y Geográficas (Latitud, Longitud), así como también el tipo de elipsoide de referencia ( en nuestro caso el PSAD 56).El uso del GPS mayormente es de un día, puesto que se coloca en las periferias del Centro poblado o de la ciudad, un numero de tres puntos, cuyo tiempo de duración que trabaja el equipo rover es de 45 minutos para darle mejor precisión, la base se supone que tendrá mas tiempo, ya que esta en función de la operatividad del rover. Una vez hecho los trabajos de campo con el GPS, se procede a transferir la información del equipo base y equipo rover a la PC, mediante el software del GPS, luego una vez procesado y ajustado los valores se exporta en formato ASCII de tipo TXT, para ser capturados en el Autocad mediante programación Lisp, y finalmente en pantalla se obtiene los puntos en coordenadas planas UTM.
B) TOPOGRÁFICO • Una vez empleado el GPS, ubicado y materializado los puntos , se debe hacer un previo reconocimiento de campo para ubicar y materializar el resto de los puntos que conformaran la futura poligonal electrónica de apoyo para la ciudad o el centro poblado. • Luego utilizando un equipo que tiene las mismas funciones que el teodolito convencional, lo que le diferencia es que tiene pantalla digital, memoria interna y un distanciómetro con alcance de hasta 3000 metros de distancia, este se denomina Estación total. • Este equipo tiene mismos instrumentos de apoyo que tiene el teodolito la única diferencia es que en vez de usar mira, se utiliza el prisma, un lente que contiene un conjunto de espejos que hace que la luz infrarroja que proviene de la estación rebote en el prisma y regresa a su lugar de origen. El distanciómetro tiene una precisión de 5 mm. a una distancia ya mencionada.
B) TOPOGRÁFICO • El trabajo con la estación consiste en construir la poligonal electrónica de precisión con coordenadas UTM, en la que se mostrara los procedimientos en el anexo 1.Lo primero que se tiene que hacer como se menciono anteriormente ubicar los hitos en lugares que tenga visibilidad para hacer el levantamiento y materializarlo con fierro y cemento, una vez hecho esto se genera una red de control horizontal, en la cual debe ser corregido y compensado los errores naturales y sistemáticos, y también estos puntos deben tener cotas altimétricas con respeto al nivel medio del mar, para eso se debe partir de un punto con cota conocida llamada BM, para hacer poligonaciones, se debe construir una red de nivelación de tipo trigonométrica.
B.1) CONTROL HORIZONTAL 1.- Obtener la precisión para estos tipos de propósitos establecidos por las normas para la clasificación de control geodésico y usos principales recomendados. CONTROL HORIZONTAL Clasificación Segundo Orden Exactitud relativa entre puntos Clase I Clase II adyacentes directamentamente 1 parte en 300000 1 parte en 120000 conectados (por lo menos) Numero de observaciones 8 6 Cierre de posición después 0.08 K 0.2 K del ajuste del acimut
B.2) CONTROL VERTICAL • Especificaciones provisionales para las poligonales de primer y segundo orden (electrónicas) procedentes del Servicio Geodésico Interamericano, fijan un limite admisible de: 0.30 raíz (Km.).
B.3) LEVANTAMIENTO TAQUIMETRICO • Consiste en medir con la estación total los componentes urbanísticos que conforma un centro poblado o ciudad, así como también los elementos geográficos que en ella presenta, como colinas, río, litoral del mar, carreteras, etc. Todas estas mediciones son guardadas en la memoria de la estación como coordenadas topográficas. Las medidas hechas en campo por la estación total parte de los hitos con coordenadas conocidas, procesadas y corregidas.
C) PROCESAMIENTO DE DATOS • Al igual que el GPS, la estación total cuenta con un software en la cual se baja la información de ella a la PC en su propia extensión y se exporta con la extensión DXF, de tal forma que puede ser capturada por un software grafico, en el software grafico, conocido uno de ellos el autocad, permite visualizar los datos en forma de puntos que están codificados de tal manera que se puede editar siguiendo la secuencia de los códigos ,editar significa dibujar la información que se trabajo en el campo. La libreta en formato ASCII, permite usarla para cualquier software grafico de ingeniería que permite realizar por ejemplo el trazado de curvas de nivel. Al terminar de dibujar el archivo topográfico, este archivo se le da el acabado final al procesarlo en un SIG, que consiste en una parte grafica, que es el archivo de la cartografía urbana del proyecto y va acompañada de una base de datos con fines urbanos.
D) PROCEDIMIENTOS DE PROCESO DE DATOS D.1) GPS.- El procedimiento es el siguiente: 1) Crear un nuevo proyecto en el Software Locus Sistema Magellan y se coloca el nombre en proyecto nuevo luego pulse Aceptar.
D.1) GPS • 2) Luego aparece una ventana en la cual se elegirá añadir datos desde el disco
D.1) GPS • 3) Busque los archivos de datos de campo
D.1) GPS • 4) Una vez elegido los datos de campo aparecerá la siguiente ventana:
D.1) GPS • 5) Se elige la estación Base y las estaciones que fue colocado el rover
D.1) GPS • 6) Luego se ingresa las coordenadas de la estación Base (coord.. geográficas)
D.1) GPS • 7) Se procesa y ajusta.
D.1) GPS • Y en coordenadas UTM
D.2).- LA ESTACION TOTAL • En la cual se mide las distancias y direcciones del aspecto fisiográfico y elementos fijos identificados en el terreno, como por ejemplo: la carretera , fisiografía, componente urbano,lotes, servicios de infraestructura urbana, etc.Todas estas características son levantadas desde los puntos de control, que forma parte de la poligonal electrónica, asimismo la diferencia de alturas son tomadas como nivel de referencia sobre el nivel medio del mar, tomando o levantado desde un BM., ubicado en el cerca de la ciudad , así como también transportando las diferencias de cotas con respecto a los puntos de control de la Red Geodesica, elaborada por el Instituto Geográfico Nacional. Para estos tipos de levantamientos se trabajo con estaciones totales, de fabricación suiza, cuya marca es Leica, modelo TC-407, que contiene una memoria computarizada, que cada vez que se lea un punto, es almacenada la información en su memoria como base de datos, en forma de coordenadas rectangulares, luego se hace el procesamiento de datos de la estación conectada a la PC ,para transferir la información de la estación a la memoria de esta.Los datos que se transfiere a la PC., se da en un software de la Estación llamado Leica Survey Office, cuyo extensión está definida en
D.2).- LA ESTACION TOTAL • *.GSI , es decir la información de la estación está con la extensión GSI, de la extensión GSI se convierte en archivo de tipo DXF, y ya esta preparada para ser visualizada en un software gráfico como el Autocad 14 2000, ó 2004, en el Autocad se edita el archivo topográfico para definir la Planimetría del levantamiento, y para al Altimetría se aplica el software del Civil Engineering propio del Autocad, donde se construye las curvas de nivel definido por los parámetros que el usuario le de.
D.2).- LA ESTACION TOTAL • A.- Leica Survey Office:
D.2).- LA ESTACION TOTAL • B) Transferencia de información de la Estación a la PC.
D.2).- LA ESTACION TOTAL • C) verificar los datos en GSI
D.2).- LA ESTACION TOTAL • D) Edición del archivo topográfico
D.2).- LA ESTACION TOTAL • Elaboración de Curvas de nivel por el Softdesk Civil Engineering
D.2).- LA ESTACION TOTAL • Elaboración de Curvas de nivel por el Softdesk Civil Engineering
