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Unformatted text preview: UNIVERSIDAD MAYOR DE SAN SIMÓN FACULTAD DE CIENCIAS Y TECNOLOGÍA CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL MODERNIZACIÓN DE LA ENSEÑANZA Y APRENDIZAJE EN LA ASIGNATURA DE “GEODESIA Y FOTOGRAMETRÍA CIV 215” TRABAJO DIRIGIDO, POR ADSCRIPCIÓN, PARA OPTAR EL GRADO ACADÉMICO DE LICENCIADO EN INGENIERÍA CIVIL Presentado por: KARLA XIMENA CANEDO ROJAS ELBIO RICARDO LAZCANO LAREDO Tutor: Ing. M. Sc. Oscar A. Zabalaga Montaño COCHABAMBA – BOLIVIA DICIEMBRE - 2006 DEDICATORIA A mis amados padres y a mis hermanos por brindarme su apoyo incondicional. Con mucho amor a mis Padres Por darme siempre lo mejor de ellos Y a Fernandito…. Porque no son nueve los meses que te hacen mi hijo Si no una vida entera caminando junto a ti AGRADECIMIENTOS A Dios por bendecirme con una familia hermosa. A mis padres Elita y René, por la paciencia y amor que me han brindado para conseguir este objetivo. A mis hermanos Pablo y Ronaldo por la ayuda que me dieron. A mi amada esposa, ternura y amor que vinieron a completar mi vida. Al Ing. M. Sc. Oscar Zabalaga por toda su ayuda. A los docentes por sus concejos y enseñanzas, haciendo de mi una persona de bien. A la universidad por abrirme las puertas y cobijarme hasta la culminación de mis estudios. Y a todos los amigos que me ayudaron y me apoyaron. ¡Muchas Gracias! Agradecimientos A Dios por regalarme esta vida, con todas sus alegrías y sus complicaciones. A mi padre Alfredo Canedo, por ser siempre un guía y un gran amigo. A mi madre Rossemary Rojas, por forjar mi carácter, porque sin ella no habría logrado realizar ni uno solo de mis sueños. A mis hermanos y sobrinos por el cariño que siempre me brindan. A Carla Vargas, Carolina Patiño, Claudia Sejas, Mónica Cordova, Rommy Gil, Roxana Angulo, Yorka Villarroel, y Jorge Díaz por ofrecerme el regalo más lindo…..su amistad incondicional. A Rubén Fuentes por darme siempre el apoyo, los consejos y el incentivo para seguir adelante. A la Universidad Mayor de San Simón y a todos mis docentes, por haber colaborado con mi formación profesional. Al Ing. Zabalaga por el tiempo y los consejos aportados para la elaboración de este documento. A los Ingenieros Pereira, Torres y Vera por su cooperación. Y por último, a Fernandito por ser el motor que me impulsa a seguir día a día en esta batalla de vivir, por ser el pilar que me sostiene en los momentos de debilidad y por ser la mayor alegría en mi vida. Capítulo I FICHA RESUMEN En el presente trabajo, se hará un desarrollo de la materia de la Geodesia y Fotogrametría, dividiéndola para su estudio didáctico en dos partes . La primera parte estudiará la Geodesia y sus partes componentes: la Geodesia Esferoidal, la Geodesia Física y la Astronomía Geodésica. Se realizará una introducción a la trigonometría esférica, para poder lograr una base teórica y poder ingresar al capitulo de Geodesia Esferoidal, teniendo en cuenta que aquella nos sirve para incursionar en lo referido a la transformación de coordenadas de un sistema a otro, ya que los distintos aparatos con los que se miden las coordenadas vienen calibrados en diferentes sistemas de referencia, y se hace necesaria la transformación a un sistema único. En el caso de la Geodesia Física se brindará una descripción completa acerca de los acápites que están involucrados con esta ciencia, sin embargo no se realizara un estudio profundo de la misma ya que el nivel de complejidad acerca de la Geodesia Física es bastante significativa. La Astronomía Geodésica viene íntimamente relacionada con la Geodesia Física en lo concerniente a las coordenadas astronómicas, es así que se trabaja permanentemente temas referidos a la determinación de la desviación de la línea vertical, con relación a la influencia de la fuerza de gravedad. En la segunda parte del texto se estudiará lo referente a la Fotogrametría y Cartografía. En el tema de Principios básicos de Fotogrametría se hace una descripción general de esta ciencia, y de sus principales elementos logrando los conocimientos acerca de la fotografía aérea, la observación estereoscópica así también el funcionamiento de las cámaras aéreas y algunos instrumentos fotogramétricos. Luego se realizará una descripción de un plan de vuelos y se dará una introducción a la Fotointerpretación. Finalmente se estudiará el tema de Cartografía y para introducir un contenido de mayor practicidad se estudiará el Manejo de la Carta geográfica. UNIVERSIDAD MAYOR DE SAN SIMÓN FACULTAD DE CIENCIAS Y TECNOLOGÍA GESTIÓN II/2006 PLAN GLOBAL I. IDENTIFICACIÓN. ASIGNATURA: Geodesia y Fotogrametría SIGLA: CIV 215 COD_SIS: 2012009 NIVEL (AÑO/SEMESTRE): 5to. Semestre PRE‐REQUISITOS: 1. Métodos Geodésicos DÍA HORARIO ÁREAS DE COORDINACIÓN CURRICULAR VERTICAL HORIZONTAL Métodos Geodésicos Transportes y Comunicaciones NOMBRE DEL DOCENTE: Oscar Zabalaga Montaño DIRECCIÓN: TELÉFONO: E‐MAIL: [email protected] AULA II. JUSTIFICACIÓN GENERAL. Realizando un análisis de las funciones del perfil profesional, corresponde tomar en cuenta que una parte importante de las obras civiles tienen que estar emplazadas correctamente con precisión y exactitud, mas aun si se trata de proyectos que abarcan una extensa porción de terreno añadido a esto la magnitud del proyecto no siempre permite que este trabajo se realice en campo, por estas razones, es absolutamente necesario para su diseño y posterior ejecución segura y económica. El conocimiento y aplicación de la materia Geodesia y Fotogrametría CIV 215 es precisamente el de realizar el cálculo de las posiciones geográficas, el estudiante debe adquirir los conocimientos, habilidad y criterio necesarios para satisfacer, en forma directa, uno de los objetivos generales o funciones especificados en el perfil profesional. Por otro lado en ésta época de gran aplicación de la informática a prácticamente toda la actividad humana es posible encontrar, a precios variados, sistemas computacionales que realizan dicho cálculo, sin embargo en nuestro país, los trabajos en el campo del posicionamiento global se siguen manejando métodos tradicionales. En éste caso, la materia Geodesia y Fotogrametría CIV 215, se justifica aún, puesto que proporciona la base teórica necesaria para interpretar correctamente la información cartográfica y la informacin proporcionada por los distintos aparatos que proporcionan los datos de nuestro posicionamiento. III. PROPÓSITOS GENERALES. Los propósitos de la enseñanza de esta materia son los de proporcionar a los estudiantes de Ingeniería Civil, la visión y el conocimiento de las técnicas necesarias que les permitan analizar, comprender, aplicar y resolver los problemas concernientes al análisis de la información proporcionada por los sistemas modernos de posicionamiento y la carta geográfica, utilizando los principios y los criterios que proporciona la materia para lograr la comprensión, además de alcanzar un grado de precisión en los trabajos topográficos. Desarrollar en el estudiante la capacidad de traducir la información recibida de los distintos sistemas de posicionamiento y la carta geográfica. Desarrollar en el estudiante un sentido de responsabilidad haciéndole ver que el posicionamiento de las obras servirá para los distintos usos humanos y por tanto la capacidad de ubicar una obra civil en lugar más adecuado. IV. OBJETIVOS GENERALES. No obstante que dentro del plan global de la carrera de Ingeniería Civil están claramente establecidos los objetivos generales de la materia GEODESIA Y FOTOGRAMETRÍA, efectuamos el siguiente comentario: Con el avance de la tecnología se ha facilitado la obtención de datos y procesamiento de la carta geográfica, inclusive a niveles de mayor complejidad, gracias a la existencia de Softwares, en tal virtud el objetivo principal de la materia es el de proporcionar al estudiante criterios para poder analizar, comprender y aplicar sus conocimientos en la utilización de estos y de esta manera permitirle la resolución de problemas. V. ESTRUCTURACIÓN EN UNIDADES DIDÁCTICAS Y SU DESCRIPCIÓN. NOMBRE DE LA UNIDAD (0): Introducción DURACIÓN DE LA UNIDAD EN PERIODOS ACADÉMICOS: HT: 2 ;HP :0 OBJETIVOS DE LA UNIDAD: • Proporcionar al estudiante, conocimientos acerca de la evolución de los estudios geodésicos en el transcurso del tiempo. • Proporcionar al estudiante, conocimientos acerca de la institución encargada de la elaboración y procesamiento de los datos geodésicos. • Proporcionar al estudiante, conocimiento de la utilidad y la aplicación de los trabajos geodésicos y de fotogrametría en la ingeniería civil. • Proporcionar al estudiante, conocimiento acerca del trabajo realizado y las distintas áreas que se desarrollaran. CONTENIDO: • Generalidades • Geodesia • Fotogrametría En Bolivia • Geodesia y Fotogrametría en Bolivia • Geodesia Y Fotogrametría En Ingeniería Civil • Geodesia Y Fotogrametría Como Asignatura De La Formación Profesional En Ingeniería Civil. TÉCNICAS PREDOMINANTES PROPUESTAS PARA LA UNIDAD: • Exposiciones teóricas. • Clases desarrolladas con participación de los alumnos. METODOLOGÍA EVALUACIÓN DE LA UNIDAD: DE LA • Diagnostico ENSEÑANZA: • Trabajo correctivo y medición BIBLIOGRAFÍA ESPECIFICA DE LA UNIDAD: 1. AYRES F.: “Trigonometría Plana y Esférica”, Edit. San Fernando, Schaum 1980 2. Mc GRAW HILL: “Problemas de Trigonometría” NOMBRE DE LA UNIDAD (1): Trigonometría Esférica DURACIÓN DE LA UNIDAD EN PERIODOS ACADÉMICOS: HT: 4 ;HP:12 OBJETIVOS DE LA UNIDAD: • Proporcionar al estudiante, conocimientos acerca de las definiciones básicas como ser: esfera, círculo máximo y polos de círculo máximo. • Proporcionar al estudiante, conocimientos acerca de triángulos esféricos y sus relaciones. • Que el estudiante sea capaz de utilizar las formulas de primer orden de la trigonometría esférica. • Que el estudiante sea capaz de resolver los problemas de la trigonometría esférica. CONTENIDO: 1.1 Definiciones Básicas 1.2 Triángulo Esférico 1.3 Fórmulas fundamentales de primer orden de la Trigonometría Esférica 1.4 Triángulos Esféricos singulares 1.5 Regla del Pentágono de Neper 1.6 Resolución de Triángulos Esféricos 1.7 Forma y Dimensiones de la Tierra. Coordenadas terrestres 1.8 Coordenadas TÉCNICAS PREDOMINANTES PROPUESTAS PARA LA UNIDAD: • Exposiciones teóricas. • Clases desarrolladas con participación de los alumnos. METODOLOGÍA EVALUACIÓN DE LA UNIDAD: DE LA • Diagnostico ENSEÑANZA: • Trabajo correctivo y medición BIBLIOGRAFÍA ESPECIFICA DE LA UNIDAD: 1. AYRES F.: “Trigonometría Plana y Esférica”, Edit. San Fernando, Schaum 1980 2. Mc GRAW HILL: “Problemas de Trigonometría” NOMBRE DE LA UNIDAD (2): Geodesia Esferoidal DURACIÓN DE LA UNIDAD EN PERIODOS ACADÉMICOS: HT:4;HP:4 OBJETIVOS DE LA UNIDAD: • Que el estudiante sea capaz de utilizar los elementos de la elipse para determinar las longitudes de arcos sobre esta. • Que el estudiante sea capaz de utilizar las correcciones meteorológicas, del ángulo de pendiente, del horizonte, nivel del mar, el paso de la cuerda al arco y otras especiales, para reducir una base. • Proporcionar al estudiante, conocimientos acerca de las curvas alabeadas, necesarios para la conformación de una red geodésica. • Proporcionar al estudiante, conocimientos acerca de las conceptos sobre posiciones. • Proporcionar al estudiante, conocimientos acerca del problema inverso del transporte de coordenadas. • Que el estudiante sea capaz de determinar la longitud de un arco geodésico. • Proporcionar al estudiante, conocimientos acerca de los distintos tipos de sistemas de coordenadas existentes. • Que el estudiante sea capaz de realizar transformaciones de coordenadas de un sistema de coordenadas en otros. CONTENIDO: 2.1 Consideraciones Sobre La Geometría De La Elipse 2.2 Nociones Sobre Curvas Alabeadas. La Línea Geodésica 2.3 Cálculo De Coordenadas Geodésicas 2.4 Problema Inverso Del Transporte De Coordenadas 2.5 Sistemas De Referencia Empleados En Geodesia METODOLOGÍA TÉCNICAS PREDOMINANTES PROPUESTAS PARA LA UNIDAD: DE LA • Exposiciones teóricas. ENSEÑANZA: • Clases desarrolladas con participación de los alumnos. EVALUACIÓN DE LA UNIDAD: • Diagnostico • Trabajo correctivo y medición BIBLIOGRAFÍA ESPECIFICA DE LA UNIDAD: 1. MARTIN ASIN, FERNANDO: “Geodesia y Cartografía Matemática”, Ed. Paraninfo S.A. 3ª Edicion Madrid 1990 2. MARTINEZ, OJEDA, SÁNCHEZ, REJAS, GARCÍA: “Formulario Técnico de Geodesia y Topografía”, Profesores de Topografía de la ETSI de Caminos, Canales y Puertos e Madrid, Ed. Bellisco Ediciones técnicas y Científicas, 1ra Edición Madrid 2004 3. ZACATOV, P.S.: “Curso de Geodesia Superior”, Ed. Rubiños – 1860, S. A. Edición Alcalá 1997 NOMBRE DE LA UNIDAD (3): Geodesia Física DURACIÓN DE LA UNIDAD EN PERIODOS ACADÉMICOS: HT:4;HP:4 OBJETIVOS DE LA UNIDAD: • Proporcionar al estudiante, conocimiento acerca de los objetivos de la geodesia física y las hipótesis utilizadas para su desarrollo. • Proporcionar al estudiante, conocimiento acerca de el problema de la reducción. CONTENIDO: 3.1 Conocimientos Generales 3.2 Breves Consideraciones Acerca Del Desarrollo De Los Conocimientos De La Tierra Y De Los Métodos De Estudio 3.3 Fundamentos De La Teoría Del Potencial De La Fuerza De Gravedad TÉCNICAS PREDOMINANTES PROPUESTAS PARA LA UNIDAD: • Exposiciones teóricas. • Clases desarrolladas con participación de los alumnos. EVALUACIÓN DE LA UNIDAD: METODOLOGÍA • Diagnostico • Trabajo correctivo y medición DE LA ENSEÑANZA: BIBLIOGRAFÍA ESPECIFICA DE LA UNIDAD: 1. MARTINEZ, OJEDA, SÁNCHEZ, REJAS, GARCÍA: “Formulario Técnico de Geodesia y Topografía”, Profesores de Topografía de la ETSI de Caminos, Canales y Puertos e Madrid, Ed. Bellisco Ediciones técnicas y Científicas, 1ra Edición Madrid 2004 2. WEIKKO A. HEISMEN Y HELMUT MORITZ: “Geodesia Física”, Ed. W. H. Freeman and company, 1966 NOMBRE DE LA UNIDAD (4): Astronomía Geodésica DURACIÓN DE LA UNIDAD EN PERIODOS ACADÉMICOS: HT:4;HP:2 OBJETIVOS DE LA UNIDAD: • Proporcionar al estudiante, conocimiento acerca de la trigonometría esférica, de los distintos sistemas de coordenadas en astronomía, además de la esfera celeste. • Que el estudiante sea capaz de realizar las transformaciones de coordenadas entre los sistemas ecuatoriales horarios, horizontales y absolutas. CONTENIDO: 4.1 Trigonometría Esférica. Formulas De Bessel. 4.2 La Esfera Celeste y sus Definiciones 4.3 Los Sistemas de Coordenadas en la Astronomía 4.4 Transformación De Coordenadas 4.5 Posiciones Particulares de la Esfera TÉCNICAS PREDOMINANTES PROPUESTAS PARA LA UNIDAD: • Exposiciones teóricas. • Clases desarrolladas con participación de los alumnos. EVALUACIÓN DE LA UNIDAD: • Diagnostico METODOLOGÍA • Trabajo correctivo y medición BIBLIOGRAFÍA ESPECIFICA DE LA UNIDAD: DE LA 1. MARTINEZ, OJEDA, SÁNCHEZ, REJAS, GARCÍA: “Formulario Técnico de Geodesia ENSEÑANZA: y Topografía”, Profesores de Topografía de la ETSI de Caminos, Canales y Puertos e Madrid, Ed. Bellisco Ediciones técnicas y Científicas, 1ra Edición Madrid 2004 NOMBRE DE LA UNIDAD (5): Fundamentos de la Geodesia Espacial DURACIÓN DE LA UNIDAD EN PERIODOS ACADÉMICOS: HT:4;HP:2 OBJETIVOS DE LA UNIDAD: • Proporcionar al estudiante, conocimiento acerca de la geodesia espacial y los elementos que lo componen. • Que el estudiante sea capaz de aplicar las formulas de la y transformación de coordenadas en el sistema rectangular instantáneo al sistema WGS84. CONTENIDO: 5.1 Introducción A La Geodesia Espacial 5.2 Primeros Satélites 5.3 Generalidades Sobre Satélites 5.4 Sistemas Actuales 5.5 Sistema de Referencia GPS TÉCNICAS PREDOMINANTES PROPUESTAS PARA LA UNIDAD: • Exposiciones teóricas. • Clases desarrolladas con participación de los alumnos. EVALUACIÓN DE LA UNIDAD: METODOLOGÍA • Diagnostico • Trabajo correctivo y medición DE LA ENSEÑANZA: BIBLIOGRAFÍA ESPECIFICA DE LA UNIDAD: 1. B. HOFFMAN Y WELLENHOF H.: “Global Positioning System Theory and Practice”, Ed. Springer Verlag Wien New York, 1992 2. NÚÑEZ ALFONSO, VALBUENA DURÁN JOSÉ LUÍS, VELASCO GÓMEZ JESÚS: “GPS, La nueva etapa de la Topografía”, Ed. Ediciones de las Ciencias Sociales S.A. Madrid 1992 NOMBRE DE LA UNIDAD (6): Principios Básicos de Fotogrametría DURACIÓN DE LA UNIDAD EN PERIODOS ACADÉMICOS: HT:8;HP:4 OBJETIVOS DE LA UNIDAD: • Que el estudiante tenga conocimientos básicos de Fotogrametría • Que consiga identificar los elementos de una fotografía aérea, sus deformaciones geométricas y su clasificación • Que pueda realizar el cálculo de distancias y áreas en una fotografía aérea. • Proporcionar al estudiante conocimientos sobre los elementos geométricos de la visión binocular y la Teoría Epipolar. • Proporcionar al estudiante conocimientos para la observación estereoscópica de fotografías y sus diferentes métodos. • Que el estudiante pueda realizar el calculo de pendientes del terreno en base a Fotografías aéreas. • Proporcionar al estudiante conocimiento acerca del funcionamiento, las características, componentes y usos de las cámaras aéreas. • Proporcionar al estudiante conocimientos sobre algunos instrumentos prácticos para la corrección de las deformaciones geométricas en las Fotografías. • Proporcionar al estudiante conocimientos acerca de la clasificación de los instrumentos aproximados y sus usos mas frecuentes. CONTENIDO: 6.1 Definición 6.2 Definición De Elementos De Una Fotografía Aérea 6.3 Deformaciones Geométricas De Las Fotografías 6.4 Clasificación De Fotografías Aéreas 6.5 Escala De Fotografías 6.6 Medición De Distancias Y Áreas Sobre Fotos Aéreas 6.7 Elementos Geométricos de la Visión Binocular 6.8 Requisitos Para la Observación Estereoscópica de Fotografías 6.9 Teoría Epipolar 6.10 Métodos Para Observación Estereoscópica de Fotografías 6.11 Paralelaje y Marca Flotante 6.12 Medición y Estimación de Pendientes 6.13 Fotogrametría Digital 6.14 Cámaras Aéreas 6.15 Instrumentos Fotogramétricos Aproximados TÉCNICAS PREDOMINANTES PROPUESTAS PARA LA UNIDAD: • Exposiciones teóricas. • Clases desarrolladas con participación de los alumnos. EVALUACIÓN DE LA UNIDAD: • Diagnostico • Trabajo correctivo y medición METODOLOGÍA BIBLIOGRAFÍA ESPECIFICA DE LA UNIDAD: DE LA 1. DEAGOSTINI ROUTIN, DANIEL: “Introducción a la Fotogrametría”, Centro ENSEÑANZA: Interamericano de Fotointerpretación, Bogota‐Colombia 1978 2. MARTIN ASIN, FERNANDO: “Geodesia y Cartografía Matemática”, Ed. Paraninfo S.A. 3ª Edicion Madrid 1990 3. PÉREZ ÁLVAREZ, JUAN ANTONIO: “Apuntes de Fotogrametría II”, Universidad de Extremadura – Centro Universitario de Mérida – Ingeniería Técnica en Topografía, Septiembre 2001 NOMBRE DE LA UNIDAD (7): Planificación y Evaluación de Vuelos DURACIÓN DE LA UNIDAD EN PERIODOS ACADÉMICOS: HT:4;HP:4 OBJETIVOS DE LA UNIDAD: • Proporcionar al estudiante los conocimientos básicos para Planear vuelos para Proyectos Fotogramétricos. • Que el estudiante consiga determinar los elementos necesarios para una correcta planeación de vuelo. • Proporcionar al estudiante los conocimientos necesarios para realizar una evaluación del vuelo y el análisis cualitativo de las fotografías CONTENIDO: 7.1 Símbolos. 7.2 Relaciones Y Formulas. 7.3 Planeación De Vuelos. 7.4 7.5 Control De Plan De Vuelo. Evaluación Del Vuelo. TÉCNICAS PREDOMINANTES PROPUESTAS PARA LA UNIDAD: • Exposiciones teóricas. • Clases desarrolladas con participación de los alumnos. EVALUACIÓN DE LA UNIDAD: METODOLOGÍA • Diagnostico DE LA • Trabajo correctivo y medición ENSEÑANZA: BIBLIOGRAFÍA ESPECIFICA DE LA UNIDAD: 1. DEAGOSTINI ROUTIN, DANIEL: “Introducción a la Fotogrametría”, Centro Interamericano de Fotointerpretación, Bogota‐Colombia 1978 2. DEAGOSTINI ROUTIN, DANIEL: “Fotografías aéreas y planeación de vuelos”, Centro Interamericano de Fotointerpretación, Bogota‐Colombia 1971 NOMBRE DE LA UNIDAD (8): Principios de Fotointerpretación Topográfica DURACIÓN DE LA UNIDAD EN PERIODOS ACADÉMICOS: HT:2;HP:2 OBJETIVOS DE LA UNIDAD: • Proporcionar al estudiante los conocimientos de las características mas relevantes de la imagen fotográfica y la preparación de estas para su Fotointerpretación. • Proporcionar al estudiante conocimientos sobre Fotointerpretación Topográfica, los element...
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