DataGeosis Versión 2.3 TRANFORMACIÓN DE COORDENADAS GEODÉSICAS EN TOPOGRÁFICAS Y VICEVERSA

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1 GUÍA PRÁCTICA DataGeosis Versión 2.3 TRANFORMACIÓN DE COORDENADAS GEODÉSICAS EN TOPOGRÁFICAS Y VICEVERSA PAULO AUGUSTO FERREIRA BORGES Ingeniero Agrimensor Entrenamiento y Soporte Técnico

2 1. INTRODUCCIÓN Esta guía tiene el objetivo de orientar a los usuarios de DataGeosis 2.3 con respecto a la utilización de las herramientas de Geodesia, usadas en los procesos de transformación de coordenadas topográficas locales en coordenadas geodésicas (planas UTM, Cartesianas y lat., y long) y viceversa, bien como la transformación entre sistemas distintos (WG84, SAD69, HAYFORD, etc.). Primeramente se presentarán los pasos necesarios para proceder a la transformación de coordenadas topográficas obtenidas por medio de levantamientos topográficos (estación total, teodolitos, etc.) en geodésicas, donde se pretende presentar las configuraciones necesarias para los datos iniciales de una planilla planialtimétrica, de modo que se prepare para proceder a los cálculos. Posteriormente se presentan, paso por paso, los procedimientos para la transformación de coordenadas obtenidas por medio de receptores GPS (coordenadas geodésicas) en coordenadas topográficas locales. 2. Obtención de las coordenadas geodésicas de puntos colectados por medio de un levantamiento a partir de estaciones totales, teodolitos o niveles: En este ejemplo, se presentan los pasos necesarios para llegar a las coordenadas geodésicas de puntos obtenidos por medio de un levantamiento, ya sea con estación total, teodolito o nivel. Suponga que para el georrefernciamiento de una propiedad, fueron lanzados dos puntos (A y F) por medio de un receptor GPS (Figura 1), los cuales fueron utilizados como punto de una poligonal, siendo éstos los puntos de partida (A) y de referencia (F). 1

3 Figura Ejemplo de Poligonal cerrada partiéndose de puntos cuyas coordenadas geodésicas fueron obtenidas por medio de un receptor GPS. Después de la configuración de la planilla (Figura 2) línea por línea, según los tipos de elementos medidos en el campo (ver manual DataGeosis 2.3), es necesario editar las coordenadas del punto de origen y los datos iniciales de esta planilla. Paso 1 : Editar el Punto de Origen: El punto de origen determina el sistema de referencia (ejes cartesianos X e Y), donde se conocen sus coordenadas geodésicas. De esta forma, al informar las coordenadas de este punto, estamos relacionando cualquier punto de la Superficie de la Tierra con sus coordenadas geodésicas, las cuales son referidas al elipsóide. 2

4 Figura Planilla obtenida del Levantamiento realizado con Estación Total. Para editar las coordenadas de punto de origen seleccione el menú Geodésia > Coordenadas de Origen. Se presentará la siguiente pantalla: 3

5 Figura Editando las coordenadas de punto de origen. En esta pantalla, el usuario podrá informar a cuál sistema de coordenadas geodésicas a ser insertadas están referidas (WGS 84, SAD 69, HAYFORD o cualquier otro definido por el usuario). Luego, se puede seleccionar el tipo de coordenadas a ser insertadas, o sea, si son coordenadas GEODÉSICAS (lat, long), PLANAS UTM o CARTESIANAS. En el caso que el usuario inserte las coordenadas Planas UTM, se debe seleccionar el hemisferio y el huso en el cual está localizado aquel punto. Una vez definidas las opciones de arriba, inserte el valor de las coordenadas geodésicas hacia el punto de origen. En las ventanas Local X y Local Y se deben insertar las coordenadas topográficas locales arbitrarias hacia el punto de origen. Las coordenadas plano rectangulares del origen del sistema son dadas por X=0 e Y=0. Sin embargo, para evitar puntos en el plano topográfico con coordenadas negativas, es común arbitrar un valor inicial para el punto de origen, recordando siempre el valor máximo para la extensión del plano topográfico local (80 Km). De esta forma las coordenadas del punto de origen se presentarán sumadas de términos constantes (ejemplo, y ), para los ejes X e Y respectivamente. Luego de la definición del punto de origen, clique en. 4

6 Paso 2: Configurar Geodesia Para configurar la Geodesia, seleccione el menú Geodesia > Configuraciones. Luego, se presentará la siguiente pantalla: Figura Configuraciones de Geodesia. En la guía Elipsóides, están definidos los parámetros de los elipsóides que están insertados en el programa. Clicando sobre el botón, el usuario puede crear un elipsóide arbitrario o clicando en, él también puede alterar los parámetros de los elipsóides existentes. En el caso que quiera excluir alguno de los elipsóides, sólo basta seleccionarlo y clicar sobre el botón. 5

7 Figura Configuraciones de Geodesia. En la guía Coordenadas, es permitido que el usuario defina el Sistema de Coordenadas Planas que desea utilizar, si es UTM, RTM, LTM, Gaus-Krugüer, Gaus- Tardi, o el Definido por el Usuario. Figura Configuraciones de Geodesia. 6

8 En la guía Opciones, son hechas las configuraciones para la transformación entre coordenadas. Son definidas para las nuevas coordenadas: el elipsóide, el huso, el hemisferio, las coordenadas Planas en el Cad y el Método de Transformación entre sistemas. Una vez configuradas todas las guías, clique en. Paso 3: Editar los Datos Iniciales de la Planilla Para configurar los datos iniciales de la planilla seleccione el menú Planillas > Datos Iniciales. Se presentará la siguiente pantalla: Figura Configuraciones Iniciales de la Planilla. En esta pantalla, donde se presentan las opciones de la guía Configuraciones Iniciales (Indicación en la Figura 4), se deben seleccionar las opciones que se van a utilizar y presentar en la planilla, o sea, se seleccionan las opciones deseadas que están ubicadas en el ítem Columnas: No Usadas y se los pone a disposición en la caja 7

9 Columnas: Usadas. Por lo tanto las informaciones relativas a la geodesia (columnas Norte, Este, hasta Zc-Total) se deben disponer en la caja de Columnas: Usadas. Luego el usuario deberá seleccionar la opción Activar Geodesia, para que las herramientas de transformaciones geodésicas se activen. Una vez hecho esto, el usuario podrá seleccionar el elipsóide con el que desea trabajar. Seleccione la opción SAD-69 (Brasil), para que las coordenadas de los demás puntosean calculadas en el sistema geodésico actual vigente en el país. Aún se debe marcar la opción Copiar Cotas (N=0). Esta opción será utilizada para que, en el caso de transformación de coordenadas topográficas en geodésicas, las cotas obtenidas por medio del levantamiento topográfico puedan ser copiadas a la columna Altitud. Para el proceso inverso, o sea, en el caso que el levantamiento haya sido realizado por medio de un receptor GPS y se desea transformar las coordenadas geodésicas en topográficas locales, se debe activar la opción Copiar Altitudes (N=0). Así las altitudes elipsoidales obtenidas por el receptor podrán ser utilizadas para el cálculo del modelo numérico del terreno, permitiendo los trabajos que envuelvan altimetría. Una vez realizadas estas configuraciones, el usuario deberá seleccionar la opción Datos de la Poligonal (flecha de indicación en la Figura 1.8). Una vez hecho esto se mostrará la siguiente pantalla: 8

10 Figura Configuración de los datos de la poligonal. En esta pantalla se debe establecer el sistema de poligonal utilizado, en este caso, Poligonal Cerrada, y luego se debe clicar sobre el icón para insertar las coordenadas geodésicas del punto de partida (A). Se abrirá una nueva ventana, según la Figura 1.9 a continuación. Figura Pantalla de inserción de las coordenadas geodésicas de los puntos de partida y de referencia. 9

11 En la opción Tipo, seleccione el modo como desea insertar las coordenadas (GEODÉSICAS, PLANAS, o CARTESIANAS). Si el usuario opta por coordenadas Planas UTM, seleccione el hemisferio y el huso donde se localiza el punto de partida de la poligonal. Después de la inserción de las coordenadas geodésicas del punto de partida (punto A) el software hará el cálculo automático de sus coordenadas topográficas en función de las coordenadas topográficas del punto de origen, insertadas inicialmente a través del menú Geodesia > Coordenadas de Origen. Una vez hecho esto clique en. Luego marque la opción ubicado al lado de la ventana para la inserción del punto de referencia. Así se hace posible visualizar el icón, posibilitando insertar las coordenas geodésicas del punto de referencia. Clique en el icón mostrado e inserte las coordenadas del punto de RÉ. Así el programa hará el cálculo de las coordenadas topográficas de este punto y, automáticamente, hará el cálculo del azimut topográfico de la estación de partida para la referencia. Una vez realizadas estas configuraciones el usuario deberá calcular la poligonal (ver detalles del cálculo de la poligonal en el manual del usuario DataGeosis 2.3). De esta forma todos los puntos del levantamiento tendrán sus coordenadas topográficas locales calculadas. Paso 3: Transformación de las Coordenadas Después del cálculo de la poligonal, tendremos la siguiente planilla calculada: 10

12 Figura Planilla obtenida luego del cálculo de la Poligonal. Observe que las coordenadas geodésicas de todos los puntos se presentan con valores iguales a cero. Para que el programa calcule las coordenadas geodésicas de todos los puntos seleccione el menú Geodesia > Transformar Topográficas en Geodésicas (todas), o clique sobre el icón de atajo. De esta forma todas las coordenadas geodésicas del levantamiento serán calculadas en el sistema definido inicialmente por el usuario. Una vez calculadas las coordenadas el usuario podrá presentarlas en tres modos distintos: PlanasUTM, Geodésicas (lat., long.), o Cartesianas, siendo suficiente sólo seleccionar la opción deseada en la barra de herramientas ubicada encima de la planilla (ver Figura 1.11) Figura Presentación de las coordenadas en modos distintos. 11

13 Luego de estos cálculos, el usuario aún podrá, en el caso que posea la Versión Profesional o la Versión Vías, transformar las coordenadas obtenidas en el sistema definido inicialmente a cualquier otro sistema que esté configurado (WGS 84, HAYFORD, etc) Para esto clique en la opción deseada en la barra de herramientas ubicada encima de la planilla ( ver Figura 1.12). Figura Transformación de las coordenadas en sistemas (elipsóides) distintos. 3. Transformación de una lista de coordenadas geodésicas en topográficas locales: Supongamos que se ha realizado un levantamiento utilizando un receptor GPS. Las coordenadas obtenidas con el levantamiento a partir de receptores GPS son las coordenadas geodésicas, en el sistema Geocéntrico WGS-84. Algunos receptores posibilitan la visualización de estas coordenadas en un Sistema Geodésico específico (SAD69, HAYFORD, etc) ya sea en coordenadasutm, GEODÉSICAS (lat., long.) o CARTESIANAS. Sin embargo, se sabe que las coordenadas geodésicas tienen en consideración la curvatura de la tierra, representada por la figura matemática llamada elipsóide de revolución. Supongamos ahora, que se esté trabajando con el sistema de coordenadas UTM. También sabemos que el sistema de proyección UTM implica en algunas distorsiones en las medidas de áreas y distancias, pudiendo ocasionar medidas superestimadas o subestimadas, dependiendo de la ubicación de los puntos en el huso UTM. Por lo tanto, como las medidas de áreas y distancias deben ser realizadas en el plano topográfico, que es un sistema de proyección ortogonal a un plano tangente a un punto del área levantada, se debe realizar una transformación de las coordenadas geodésicas obtenidas por el receptor GPS en coordenadas topográficas locales. A continuación, mostraremos los pasos necesarios para proceder a este tipo de transformación. 12

14 Paso 1: Importar los Datos GPS del Software de Post-procesamiento hacia DataGeosis. Normalmente la comunicación de DataGeosis 2.3 con los softwares de postprocesamiento es hecha a través de la importación de archivos textos (*.txt, *.asc, *.dat), pues la mayoría de estos softwares exportan los datos procesados en estos formatos. También existe la posibilidad de importar archivos en el formato DXF siempre que el software de post-procesamiento permita la exportación en este formato. En esta guía tomaremos como ejemplo la importación de un archivo texto (más utilizado). Importación de Archivos Texto Def. Usuario (*.txt; *.asc; *.dat): Posibilita la apertura de archivos textos, donde los datos obedecen una secuencia definida por el usuario. Esta es una de las opciones más utilizadas para la entrada de datos, y,por lo tanto, sigue una guía paso por paso para su utilización. Para abrir un archivo en el formato ASCII Def.Usuario seleccione el menú Abrir> Archivo o clique en el icón pantalla: de la barra de herramientas. Se presentará la siguiente 13

15 Figura Pantalla inicial para la apertura de archivos en DataGeosis 2.3. En la ventana Archivos de Tipo seleccionar la opcióntexto Def. Usuario (*.txt; *.asc; *.dat), según muestra la Figura 2.2 abajo. 14

16 Figura Selección de archivos Texto Def. Usuario (*.txt; *.asc; *.dat). Luego seleccione el archivo texto que va a abrir (IRRADIADAS TUTORIAL) y clique en van a ser abiertos.. Se va a mostrar una ventana para la formatación de los datos que 15

17 Figura Formatación de los datos que van a ser abiertos. (selección de las variables). En el cuadro Variables se debe seleccionar la secuencia que va a ser visualizada en la planilla, exactamente la misma secuencia que la de creación de archivo. Para eso seleccione las opciones deseadas y clique en el icón para que los datos sean disponibilizados en la guía Formato. En este tutorial, seleccione la secuencia Punto Visado, Características, Norte, Este y Altitud. De esta forma, se está creando una máscara para la importación de archivos Texto Def. Usuario, que estará disponible cuando sea necesaria una nueva apertura de archivos textos. Defina la máscara de ángulos que va a ser utilizada y luego el caracter separador de las columnas (seleccione TAB). Observe que, luego de la selección del caracter separador se presentará una muestra de los datos (Figura 2.4). Verifique si la secuencia está correcta y clique en. 16

18 Figura Ejemplo de la formatación de los datos. Se mostrará una nueva ventana en la que se debe decidir si va a crear una nueva planilla o va a adicionar a una planilla ya existente. (Figura 2.5). Figura Selección de la planilla de destino de los datos (nueva planilla o planilla ya existente). Haga su elección (en este ejemplo los datos serán adicionados a una planilla ya existente) y clique en. Si la opción es crear una nueva planilla se abrirá la 17

19 ventana para configuraciones de la planilla ( ver ítem Creando una Nueva Planilla en el Tutorial DataGeosis 2.3). Al finalizar estos pasos, los datos estarán disponibles en el proyecto corriente. Paso 2: Editar el Punto de Origen Inicialmente, es necesario que se haga la edición de las coordenadas de origen, es decir, que es necesario que se establezca una relación entre las coordenadas geodésicas de cualquier punto con sus respectivas coordenadas topográficas locales. Se puede utilizar uno de los puntos del levantamiento ( si es posible que esté ubicado cerca del punto medio del área levantada). Para esto siga los mismos pasos presentados en el ítem 1- Paso 1. Paso 3: Transformar las Coordenadas A partir de este punto, el programa va a calcular las coordenadas topográficas locales de todos los demás puntos presentes en la planilla. Para esto sólo hay que clicar en el icón o a través del menú Geodésicas > Transformar Geodésicas en Topográficas (Todas), que automáticamente las demás coordenadas topográficas serán calculadas. 18