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ACTUALIZACIÓN CARTOGRÁFICA DE LA RESERVA HÍDRICA DE LA LAGUNA DE
SUESCA, CUNDINAMARCA POR MEDIO DE IMÁGENES AÉREAS.
JOHN ALEXANDER CORTÉS
HERNÁN ALONSO CORTÉS RAMÍREZ
YULY PATRICIA RODRÍGUEZ PASTOR
UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS
FACULTAD DEL MEDIO AMBIENTE Y RECURSOS NATURALES
PROYECTO CURRICULAR TECNOLOGÍA EN TOPOGRAFÍA
BOGOTÁ D.C.
2015
ACTUALIZACIÓN CARTOGRÁFICA DE LA RESERVA HÍDRICA DE LA LAGUNA DE
SUESCA, CUNDINAMARCA POR MEDIO DE IMÁGENES AÉREAS.
JOHN ALEXANDER CORTÉS
HERNÁN ALONSO CORTÉS RAMÍREZ
YULY PATRICIA RODRÍGUEZ PASTOR
TRABAJO DE GRADO PRESENTADO PARA OPTAR AL TÍTULO DE
TECNÓLOGO EN TOPOGRAFÍA
DIRECTOR
EDILBERTO NIÑO NIÑO
INGENIERO CATASTRAL Y GEODESTA
UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS
FACULTAD DEL MEDIO AMBIENTE Y RECURSOS NATURALES
PROYECTO CURRICULAR TECNOLOGÍA EN TOPOGRAFÍA
BOGOTÁ D.C.
2015
NOTA DE ACEPTACIÓN
___________________________________________
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__________________________________
Director
__________________________________
Evaluador
Bogotá D.C., Día ____ Mes ______ Año_____
Art. 117
"Ni la universidad ni el jurado de grado serán responsables de las ideas expuestas por los
graduados en el trabajo de grado"
"Agradezco a mi mamá, a mis compañeros y a las personas que hicieron posible este proceso en
mi vida".
John Alexander Cortés
"A mis padres, a mi familia por su apoyo y ser ejemplo en toda mi educación; tanto académica,
como de la vida y a mi novia por estar siempre a mi lado y brindarme su apoyo.
Todo este trabajo no habría sido posible gracias a ellos".
Hernán Alonso Cortés Ramírez
“Doy gracias a Dios por culminar esta etapa académica, igualmente agradezco a mis padres, a
mi hermana y a mi novio por su apoyo y motivación incondicional durante este tiempo; a los
profesores que estuvieron pendientes ante cualquier duda y se esmeraron por dar lo mejor de sí
para nuestra formación, especialmente a nuestro director de proyecto, el profesor Edilberto
Niño y a mis compañeros que a pesar de varios obstáculos que se presentaron, lo logramos.”
Yuly Patricia Rodríguez Pastor
Glosario
En el presente glosario se incluyen términos que están a lo largo del trabajo de grado, cada
término se incorporó por su relevancia dentro de la temática del proyecto, por tal motivo se ha
hecho una breve descripción de cada uno. El glosario está basado en el libro Calidad en la
Producción Cartográfica del autor Francisco Javier Ariza López, con algunas modificaciones o
aclaraciones que se consideraron oportunas. (Ariza López, 2002)
Actualización. Acción para corregir o reemplazar datos en un conjunto de datos.
Base de Datos Geográficos (BDG). Conjunto identificable de datos geográficos.
Calidad. Conjunto de características de una entidad que le confieren su aptitud para satisfacer
las necesidades explícitas y las implícitas.
Confiabilidad. Probabilidad de que un producto determinado tenga la capacidad de realizar las
funciones para las que fue creado de manera apropiada durante un tiempo predeterminado y bajo
ciertas condiciones de uso.
Control de calidad. Actividades de carácter operativo utilizadas para cumplir los requisitos de
calidad.
Datos geográficos. Tipo de información que corresponde a fenómenos directa o indirectamente
asociado con una ubicación relativa de la tierra, manejable por una computadora.
Digitalizar. Convertir una información analógica en información codificada digitalmente.
Edición. Procedimiento para: a) eliminación de errores en BDG, o para b) la codificación de los
atributos de los datos geográficos.
Error. Separación respecto a un valor teórico o real de una medida o atributo.
Exactitud. Grado de concordancia entre el resultado de un ensayo y el valor de referencia
aceptado.
Incertidumbre. Falta de certeza, nivel de error.
Magnitud. Atributo de un fenómeno u objeto que puede ser distinguido cualitativamente y
determinado cuantitativamente.
Medición. Actividad cuya finalidad es determinar el valor de una magnitud.
Precisión. Calidad relacionada al grado de refinamiento de los instrumentos de medida al que
determina el grado de coherencia de sucesivas mediciones del mismo fenómeno.
Producto. Resultado de las actividades o procesos.
Verificación. Confirmación mediante examen y aporte de evidencia objetiva de que se han
cumplido los requisitos especificados.
Resumen
El objeto de este proyecto es la actualización cartográfica en dos dimensiones de la reserva
hídrica de la Laguna de Suesca (Cundinamarca), por medio de imágenes aéreas; determinando
así mismo la exactitud de la cartografía obtenida.
La obtención de la cartografía se realizó mediante la digitalización de imágenes del año 2009
tomadas por el Instituto Geográfico Agustín Codazzi (IGAC). La exactitud se realizó mediante la
comparación de coordenadas obtenidas en terreno por métodos topográficos versus coordenadas
obtenidas del mapa.
La exactitud del producto final fue de 7.41 metros, cumpliendo para una cartografía a escala
1:25.000 según la resolución 64 de 1994 de IGAC.
Palabras clave: actualización, cartografía, dos dimensiones, exactitud, imágenes.
Abstract
The purpose of this project is two-dimensional cartographic update of the water reserve of
Lagoon Suesca (Cundinamarca), through aerial images; likewise determining the accuracy of
mapping obtained.
Obtaining mapping was performed by scanning images of 2009 taken by the Agustin
Codazzi Geographic Institute (IGAC). The accuracy is performed by comparing the coordinates
obtained by field survey methods versus map coordinates obtained.
The accuracy of the final product was 7.41 meters, serving for mapping at 1: 25.000
according to Resolution 1994 of 64 IGAC.
Keywords: update, mapping, two-dimensional, accuracy, images.
Contenido
1 Introducción ............................................................................................................................ 1
2 Objetivos ................................................................................................................................. 2
2.1 Objetivo General .............................................................................................................. 2
2.2 Objetivos Específicos ....................................................................................................... 2
3 Planteamiento del problema .................................................................................................... 3
4 Justificación del problema ...................................................................................................... 4
5 Marco referencial .................................................................................................................... 5
5.1 Marco geográfico ............................................................................................................. 5
5.1.1 Localización geográfica del municipio y de la laguna .............................................. 5
5.2 Marco conceptual ............................................................................................................. 7
5.2.1 Cartografía ................................................................................................................ 7
5.2.2 Sistemas de coordenadas........................................................................................... 7
5.2.3 Métodos para la adquisición de datos ....................................................................... 7
5.2.4 Digitalización ............................................................................................................ 8
5.2.5 ArcGIS ...................................................................................................................... 8
5.2.6 Calidad en Cartografía .............................................................................................. 9
5.3 Marco Jurídico................................................................................................................ 12
5.3.1 Acuerdo No. 05 (marzo 19 de 2002). Artículo 25 .................................................. 12
5.3.2 Acuerdo 048 (20 de noviembre de 2006) ............................................................... 12
5.3.3 Resolución número 64 de 1994 ............................................................................... 13
6 Metodología .......................................................................................................................... 13
6.1 Delimitación de la zona de trabajo ................................................................................. 14
6.2 Adquisición de imágenes aéreas y cartografías de la zona ............................................ 14
6.2.1 Información técnica de las cartografías .................................................................. 14
6.2.2 Imágenes aéreas ...................................................................................................... 16
6.3 Visita de la zona y reconocimiento de puntos de amarre ............................................... 17
6.3.1 Placas de amarre ..................................................................................................... 18
6.4 Levantamiento topográfico de los puntos para el control de precisión ......................... 19
6.4.1 Equipo utilizado para el levantamiento................................................................... 19
6.4.2 Levantamiento topográfico ..................................................................................... 19
6.5 Georreferenciación de cartografías e imágenes aéreas en ArcGIS ................................ 22
6.5.1 Generar una Geodatabase ....................................................................................... 22
6.5.2 Generar un Feature Dataset y sus respectivos Feature Class .................................. 24
6.5.3 Creación Grilla Teórica........................................................................................... 25
6.5.4 Georreferenciacion Cartografía y selección área útil .............................................. 25
6.5.5 Digitalización Cartografía ....................................................................................... 28
6.5.6 Georreferenciacion Imágenes Aéreas y Actualización Cartográfica ...................... 29
6.5.7 Obtención de las coordenadas en ArcGIS .............................................................. 31
6.5.8 Edición y salida final del plano topográfico. .......................................................... 31
6.5.9 Control de precisión del plano topográfico obtenido .............................................. 31
6.5.9.1 Transformaciones de datum y sistemas de proyección de las coordenadas de la
cartografía y las obtenidas en campo. ............................................................................... 31
6.5.9.2 Cálculo de control de precisión ....................................................................... 34
7 Análisis de resultados ........................................................................................................... 35
8 Conclusiones ......................................................................................................................... 36
9 Recomendaciones ................................................................................................................. 37
10 Referencias ............................................................................................................................ 38
11 Anexos .................................................................................................................................. 40
11.1 Cartera de campo, Tabla Control de Precisión Mapa vs. Terreno y Certificado de
Calibración de la Estación Total. .............................................................................................. 40
11.2 Planos.......................................................................................................................... 40
Cuadro de figuras
Figura 1. División Política del municipio de Suesca. ................................................................... 5
Figura 2. Cuenca laguna de Suesca ................................................................................................ 6
Figura 3. Mapas generados en ArcGIS. ......................................................................................... 9
Figura 4. Metodología del proyecto. ............................................................................................ 13
Figura 5. Captura de pantalla Puntos subidos a Google Earth para delimitación de la zona. ...... 14
Figura 6. Estación el Tren. ........................................................................................................... 17
Figura 7. Placas de amarre utilizadas en el levantamiento topográfico. ...................................... 18
Figura 8. Armado de equipo en DELTA18. ................................................................................. 20
Figura 9. Toma de puntos de control de precisión. ...................................................................... 20
Figura 10. Toma Puntos de control de precisión .......................................................................... 21
Figura 11. Toma de línea en DELTA23. ...................................................................................... 22
Figura 12. Captura de pantalla Projected Coordinate Systems .................................................... 23
Figura 13. Captura de pantalla MAGNA Colombia Bogotá. ....................................................... 23
Figura 14. Captura de imagen generación de geodatabase. ......................................................... 24
Figura 15. Captura de pantalla New Feature Class.. .................................................................... 24
Figura 16. Captura de pantalla. Coordenadas de inicio. ............................................................... 25
Figura 17. Captura de pantalla Distancia CopyParallel. .............................................................. 25
Figura 18. Captura de pantalla Puntos de control en cruce de grilla. ........................................... 26
Figura 19. Captura de pantalla RMS. 209-II-C-1(2002). ............................................................. 26
Figura 20. Captura de pantalla RMS. 209-II-C-3(2002). ............................................................. 26
Figura 21. Captura de pantalla Arctoolbox Clip. ......................................................................... 27
Figura 22. Captura de pantalla producto clip. .............................................................................. 27
Figura 23. Captura de pantalla inicio digitalización. ................................................................... 28
Figura 24. Captura de pantalla digitalización cartografía. ........................................................... 28
Figura 25. Captura de pantalla Georreferenciación de las imágenes aéreas. ............................... 29
Figura 26. Captura de pantalla Georreferenciación imágenes aéreas .......................................... 30
Figura 27. Captura de pantalla Actualización Cartográfica. ........................................................ 30
Figura 28. Captura de pantalla Coordenadas obtenidas en ArcGIS. ............................................ 31
Figura 29. Captura de pantalla Creación origen cartesiano en Magna Sirgas 3.0. ....................... 32
Figura 30. Captura de pantalla Transformación de sistema de proyección en Magna Sirgas 3.0.
....................................................................................................................................................... 32
Figura 31. Captura de pantalla Transformación de datum en Magna Sirgas 3.0. ........................ 33
Figura 32. Captura de pantalla Resultados de valores calculados en la tabla Control de Precisión.
....................................................................................................................................................... 34
Cuadro de tablas
Tabla 1. Límites de subcuenca laguna de Suesca. .......................................................................... 7
Tabla 2. Problemas en el uso de la información geográfica. ........................................................ 10
Tabla 3. Procesos comunes donde se generan errores en manejo de datos geográficos. .............. 11
Tabla 4. Coordenadas Placas de amarre ....................................................................................... 19
1
1 Introducción
Algunos de los avances más importantes que permiten la captura de la información terrestre,
son el desarrollo de la fotografía aérea y la obtención de imágenes satelitales, estas han
presentado un gran progreso tecnológico en los últimos años los cuales han contribuido en gran
medida a que las técnicas de trabajo en cartografía estén en constante evolución.
Algunos métodos para hacer una actualización cartográfica confiable como los realiza el
Instituto Geográfico Agustín Codazzi (IGAC) son costosos y requieren mucho tiempo. Por lo
anterior, este trabajo de grado pretende actualizar en dos dimensiones la cartografía existente de
la reserva hídrica de la laguna de Suesca (Cundinamarca), estableciendo la precisión
planimétrica de la cartografía obtenida. Para llevar a cabo esto se requiere obtener la
información topográfica y cartográfica disponible de la zona, ejecutar un levantamiento
topográfico de algunos detalles de la zona para realizar el control de precisión, generar un plano
topográfico a partir de imágenes aéreas y, por último, realizar el control de precisión del plano
topográfico comparando los datos obtenidos en campo y los tomados en la cartografía
actualizada donde se pueda determinar si es un producto de calidad aceptable para este tipo de
trabajos de acuerdo a lo estipulado en la resolución 64 de 1994 de IGAC.
2
2 Objetivos
2.1 Objetivo General
Actualizar en dos dimensiones la cartografía existente de la reserva hídrica de la laguna de
Suesca, Cundinamarca.
2.2 Objetivos Específicos
Obtener la información topográfica y cartográfica disponible de la zona.
Generar el plano topográfico a partir de imágenes aéreas.
Realizar el control de precisión del plano topográfico obtenido.
3
3 Planteamiento del problema
Las cartografías más recientes generadas por el Instituto Geográfico Agustín Codazzi
corresponden en su mayoría al año 2010. Para realizar una actualización cartográfica de la
reserva hídrica de la laguna de Suesca (Cundinamarca), con los métodos utilizados en el Instituto
Geográfico Agustín Codazzi (IGAC), no sólo representa contar con bastante tiempo para realizar
este tipo de trabajos, sino también se debe tener en cuenta el elevado costo que implica poder
llevarlos a cabo y que cumplan con los requerimientos exigidos en cuanto precisión se refiere.
4
4 Justificación del problema
Teniendo en cuenta el problema, con la ejecución de este proyecto y sí se logra estar dentro
de los parámetros que se necesitan y exigen en cuanto calidad, exactitud y precisión, se estaría
dando un gran avance en encontrar nuevas alternativas para realizar actualizaciones cartográficas
en el país, donde se logre reducir el tiempo y presupuesto requerido para trabajos con estas
características que son requeridos por las entidades y personas naturales que trabajan en este
ámbito.
5
5 Marco referencial
5.1 Marco geográfico
5.1.1 Localización geográfica del municipio y de la laguna
“El Municipio de Suesca está situado en la parte Nororiental del Departamento de
Cundinamarca, sobre la cordillera oriental, entre los Municipios de Sesquilé, Gachancipá,
Nemocón, Tausa, Cucunubá y Chocontá.” (Alcaldía de Suesca - Cundinamarca, 2009) como se
muestra en la figura 1.
Figura 1. División Política del municipio de Suesca. Fuente. (Cadena Gómez, Castillo Segura, & Rivera Arenas,
2011)
6
Este municipio "limita por el noroccidente con Nemocón, Tausa, Cucunubá y Lenguazaque; y
por el suroriente con Gachancipá, Sesquilé y Chocontá. La cabecera municipal está a una altitud
de 2.584 metros sobre el nivel del mar”. (Alcaldía de Suesca - Cundinamarca, 2013)
“La cuenca de la laguna de Suesca tiene una extensión de 2932 Ha, pertenece a la jurisdicción
de la Corporación Autónoma Regional de Cundinamarca, CAR, Regional Ubaté.” (Unión
Temporal Audicon - Ambiotec, s.f) . En la figura 2, se puede detallar la ubicación de la laguna.
Figura 2. Cuenca laguna de Suesca. Fuente. (Unión Temporal Audicon - Ambiotec, s.f)
"La laguna de Suesca está localizada sobre la vertiente occidental de la cordillera oriental,
entre los límites del municipio de Suesca y Cucunubá con una elevación de 2600 m.s.n.m., a una
profundidad de 2.5 a 4 metros". (Unión Temporal Audicon - Ambiotec, s.f)
7
Los límites de la subcuenca se presentan en la tabla 1.
Tabla 1. Límites de subcuenca laguna de Suesca. Fuente. (Unión Temporal Audicon - Ambiotec, s.f)
5.2 Marco conceptual
5.2.1 Cartografía
La cartografía es la ciencia que se ocupa de estudiar las técnicas e instrumentos utilizados
para plasmar ideas, formas y elaborar mapas en un espacio de distintas dimensiones. Esta ciencia
tiene como base el hecho de que cada ser, cada fenómeno físico tienen un tiempo y un espacio,
de tal manera que cada uno de ellos es posible mapearlos. (Fallas, 2003)
5.2.2 Sistemas de coordenadas
Los sistemas más utilizados para representar la superficie de la tierra son los sistemas de
coordenadas globales y coordenadas locales, entre los sistemas globales encontramos, sistema de
coordenadas geográficas (latitud, longitud y altitud) y el de sistema de coordenadas geocéntricas
(x, y, z) y para los sistemas de coordenadas locales, estaría cualquier sistema definido sobre el
plano de la proyección. (Cebrián de Miguel, 1992)
5.2.3 Métodos para la adquisición de datos
"Para conseguir las coordenadas de los puntos de apoyo, se suelen emplear dos métodos: la
radiación y el GPS, ya que son los más rápidos y sencillos." (García Flores & Ortíz de Elguea
San Miguel, 2012)
8
5.2.4 Digitalización
"La digitalización consiste en el proceso de conversión de unos valores analógicos
(continuos) a otros digitales (discretos codificados en ceros o unos) tales que puedan ser
manejados por los sistemas digitales (ordenadores, autómatas, data loggers, etc.)" (Ariza López,
2002)
La digitalización grafica manual es el proceso más utilizado en la producción de cartografía y
en los SIG, y donde la importancia en tiempo y costos es grande. Una digitalización de mala
calidad representa más trabajo en la etapa de edición, mientras que una de buena calidad puede
resumirlo significativamente. (Ariza López, 2002)
Los errores posicionales que se pueden obtener en el proceso de digitalización los podemos
clasificar en errores procedentes del mapa base y los errores generados en el propio proceso de
digitalización. (Ariza López, 2002)
5.2.5 ArcGIS
"ArcGIS, es un sistema que permite organizar, administrar, compartir y distribuir la
información geográfica (Ver figura 3), esta plataforma es líder mundial para crear sistemas de
información geográfica (SIG)." (esri, s.f)
9
Figura 3. Mapas generados en ArcGIS. Fuente. (esri, s.f)
"Esta plataforma puede ser pensada como una infraestructura para poder elaborar mapas y
subir y poner a disposición de cualquier usuario dentro de un departamento establecido." (esri,
s.f)
5.2.6 Calidad en Cartografía
La importancia de la calidad "limita la forma en que puede y debe ser producida, controlada,
usada y analizada la información cartográfica. En el ámbito de la cartografía, cada vez más, la
calidad es una demanda de los usuarios y un elemento diferenciador." (Ariza López, 2002, p.19)
También se debe tener en cuenta que la información geográfica puede tener problemas en su
uso como lo muestra la tabla 2 y procesos comunes donde se pueden generar errores que se
relacionan en la tabla 3.
10
Tabla 2. Problemas en el uso de la información geográfica. Fuente. (Ariza López, 2002)
Problemas en el uso de información geográfica
Problema Causa
Dispersión Entidad territorial
Entidades de orden superior
Entidades de orden inferior
Servicios
Empresas
Archivos
Heteregeneidad Temática
Soportes
Formatos
Cartográfica:
Escalas
Proyecciones
Simbología
Antigüedad Fechas de confección diversa
Complejidad Debido al número de elementos en superficie
Múltiple procedencia Realizados por empresas diferentes
Con distinta finalidad
Con distinta precisión
Con métodos diferentes
Inercia documental
11
Tabla 3. Procesos comunes donde se generan errores en manejo de datos geográficos. Fuente. (Ariza López, 2002)
Procesos comunes donde se generan errores en manejo de datos geográficos
Proceso Motivo
Modelización
conceptual Errores en el modelo conceptual
Recogida de datos Error en los trabajos de campo.
Error en las fuentes de información utilizadas.
Captura de datos Inexactitud en la digitalización.
Inexactitud inherente a los elementos geográficos.
Almacenamiento Insuficiente precisión numérica y/o espacial.
Manipulación Intervalos de clase inapropiados.
Errores de superposición.
Propagación de errores.
Salidas cartográficas Errores en la transformación de coordenadas Inexactitud escala.
Inexactitud del dispositivo de salida.
Deformaciones en el soporte.
Uso de los resultados Entendimiento incorrecto.
Uso inapropiado.
Por lo anterior, la calidad de una BDG se debe cuantificar o cualificar por cada componente
que tenga (Ariza López, 2002, p.20)
12
Los errores que se pueden presentar son: groseros, sistemáticos y accidentales. Los errores
groseros son equivocaciones que se pueden impedir. En el caso de los errores sistemáticos
resultan de manera frecuente, con la misma magnitud, en un número consecutivo o relacionado
de observaciones, y se generan por causas permanentes. Por último, los errores accidentales se
generan por fallos aleatorios y se pueden compensar de manera parcial al ampliar el número de
observaciones. (Ariza López, 2002, p.21)
Algunos elementos básicos de la calidad de los datos como lo son la exactitud posicional, que
hace referencia a la proximidad entre las coordenadas dadas y las reales; y la genealogía, que
tiene que ver con los procesos de captura, sistemas de referencia, parámetros de transformación
de proyección, entre otros; son de gran importancia para determinar la calidad en la cartografía
(Ariza López, 2002, p.23)
5.3 Marco Jurídico
5.3.1 Acuerdo No. 05 (marzo 19 de 2002). Artículo 25
CATEGORÍA DE SUELO DE PROTECCIÓN. La Laguna de Suesca y el área que la
circunda es declarada en esta clasificación y tiene una custodia de protección de treinta metros a
partir de su cauce natural. (Concejo Municipal de Suesca, 2002)
5.3.2 Acuerdo 048 (20 de noviembre de 2006)
"Mediante este acuerdo se declara como Reserva Hídrica el Humedal de la Laguna de Suesca,
se delimita el humedal de la Laguna de Suesca y se establece la zona o franja paralela de
protección del mismo." (Corporación Autónoma Regional de Cundinamarca - CAR, 2006)
13
5.3.3 Resolución número 64 de 1994
Mediante esta resolución "se establecen las especificaciones técnicas mínimas que deben
cumplir las personas naturales o jurídicas para realizar trabajos fotogramétricos y cartográficos
en el territorio nacional" (Instituto Geográfico Agustín Codazzi - IGAC, 1994)
En su artículo único menciona las normas de precisión final, en donde específicamente la
precisión planimétrica estipula que el error medio cuadrático adecuado no debe superar el de
0.30 mm a la escala del mapa. (Instituto Geográfico Agustín Codazzi - IGAC, 1994)
6 Metodología
Figura 4. Metodología del proyecto. Fuente. Autores (2015)
Delimitación de la zona de trabajo
Adquisición de imágenes aéreas y cartografías de la
zona
Visita de la zona y reconocimiento de puntos
de amarre
Levantamiento topográfico de los puntos que se requieren para el
control de precisión
Georreferenciación de cartografías e imágenes
aéreas en ArcGis Actualización cartográfica
Cálculo del control de precisión
14
6.1 Delimitación de la zona de trabajo
Tomando como base las coordenadas del límite de la reserva hídrica según el Acuerdo 048 (20
de noviembre de 2006), se procedió a subir estos puntos en el programa Google Earth para así
determinar el límite del proyecto como se muestra en la figura 5.
Figura 5. Captura de pantalla Puntos subidos a Google Earth para delimitación de la zona. Fuente. Autores. (2015)
6.2 Adquisición de imágenes aéreas y cartografías de la zona
6.2.1 Información técnica de las cartografías
La información de referencia de las cartografías utilizadas para la actualización se obtuvo de
la Hoja número 209-II-C-1 (2002) y Hoja número 209-II-C-3 (2002) y fueron adquiridas en el
Instituto Geográfico Agustín Codazzi donde se relacionan a continuación:
Hoja número 209-II-C-1 (2002)
Proyecto: Cundinamarca
Elipsoide: Internacional
Proyección: Conforme de Gauss
15
Origen de la zona: Central
Coordenadas geográficas:
4°35’56.67” Latitud Norte
74°04’51.30” Longitud Oeste
Coordenadas Planas:
1’000.000 metros Norte
1’000.000 metros Este
Fotografías aéreas: 1993
Clasificación de campo: 1995
Restitución: 1995
Escala: 1:10.000
Hoja número 209-II-C-3 (2002)
Proyecto: Cundinamarca
Elipsoide: Internacional
Proyección: Conforme de Gauss
Origen de la zona: Central
Coordenadas geográficas:
4°35’56.67” Latitud Norte
74°04’51.30” Longitud Oeste
Coordenadas Planas:
1’000.000 metros Norte
1’000.000 metros Este
16
Fotografías aéreas: 1993
Clasificación de campo: 1995
Restitución: 1995
Escala: 1:10.000
6.2.2 Imágenes aéreas
Las imágenes aéreas se adquirieron en el Instituto Geográfico Agustín Codazzi y se
relacionan de la siguiente manera:
Imagen Aerofotográfica No. 20903004122009-0848C. Departamento de (l)
Cundinamarca, Municipio de Suesca. Año 2009
Imagen Aerofotográfica No. 20903004122009-0849C. Departamento de (l)
Cundinamarca, Municipio de Suesca. Año 2009
Imagen Aerofotográfica No. 20903004122009-0850C. Departamento de (l)
Cundinamarca, Municipio de Suesca. Año 2009
Imagen Aerofotográfica No. 20903004122009-0851C. Departamento de (l)
Cundinamarca, Municipio de Cucunubá. Año 2009
Imagen Aerofotográfica No. 20903004122009-0948C. Departamento de (l)
Cundinamarca, Municipio de Suesca. Año 2009
Imagen Aerofotográfica No. 20903004122009-0949C. Departamento de (l)
Cundinamarca, Municipio de Suesca. Año 2009
Imagen Aerofotográfica No. 20903004122009-0950C. Departamento de (l)
Cundinamarca, Municipio de Cucunubá. Año 2009
17
Imagen Aerofotográfica No. 20903004122009-0951C. Departamento de (l)
Cundinamarca, Municipio de Cucunubá. Año 2009
6.3 Visita de la zona y reconocimiento de puntos de amarre
Con el fin de adquirir información útil y verídica para la ejecución del proyecto, se realizó la
visita de la zona, localizando las placas de amarre, información que fue suministrada por el Ing.
Edilberto Niño para el trabajo en campo y se determinó los posibles elementos necesarios para
realizar el levantamiento topográfico como se evidencia en la figura 6.
Figura 6. Estación el Tren. Fuente. Autores (2015)
18
6.3.1 Placas de amarre
Al realizar la visita se estableció que se iban a utilizar las placas GPS3, DELTA18,
DELTA19, DELTA23 y DELTA 24 (Ver figura 7) ya que tenían visual entre sí y se encontraban
en ubicaciones ideales para ejecutar el levantamiento topográfico cubriendo los lugares aledaños
a la laguna.
Figura 7. Placas de amarre utilizadas en el levantamiento topográfico. Fuente. Autores (2015)
19
Las coordenadas de las placas de amarre fueron suministradas por el director del proyecto, el
ingeniero Edilberto Niño. En la tabla 4 se relacionan las coordenadas geográficas y cartesianas
de las placas que se escogieron para ejecutar el levantamiento topográfico.
Tabla 4. Coordenadas Placas de amarre. Fuente. Autores (2015)
COORDENADAS PLACAS DE AMARRE
GEOGRÁFICAS CARTESIANAS LOCALES (ORIGEN
GPS2)
Latitud Longitud h NORTE ESTE H
Estación o ' '' o ' ''
D_18 5 12 5,88878 73 45 50,51021 2875,7186 1066966,63 1034754,01 2849,4086
D_19 5 12 0,49998 73 46 30,48066 2877,9343 1066801,19 1033522,57 2851,6643
D_23 5 11 17,95825 73 47 26,42156 2873,5197 1065494,12 1031798,9 2847,2697
D_24 5 10 48,80661 73 47 35,14323 2929,4137 1064598,32 1031530,05 2903,1537
GPS_03 5 9 34,49593 73 47 41,75113 2883,7758 1062314,76 1031326,08 2645,736
6.4 Levantamiento topográfico de los puntos para el control de precisión
6.4.1 Equipo utilizado para el levantamiento
Estación Topcon GPT 2002 # WP0297
Trípode
Bastón
Prisma
Radios
6.4.2 Levantamiento topográfico
El día 17 de Agosto de 2015, se realizó la primera jornada de trabajo en campo, partiendo
inicialmente a armar el equipo en la placa D18 y se tomó línea en la placa D19 (Ver figura 8), se
levantaron los primeros cuatro puntos.
20
Figura 8. Armado de equipo en DELTA18. Fuente. Autores. (2015)
Luego, se armó el equipo en la placa D19 y se tomó línea en el D18 y se levantaron los
siguientes cinco puntos, y de esta manera se obtuvo los puntos de control de la zona norte de la
laguna (Ver figura 9).
Figura 9. Toma de puntos de control de precisión. Fuente. Autores. (2015)
21
Ese mismo día, se armó equipo en el punto GPS3 ubicado al sur de la laguna, y se tomó línea
en el D24 y desde esta ubicación se realizó el levantamiento de los siguientes ocho puntos de
control (Ver figura 10).
Figura 10. Toma Puntos de control de precisión. Fuente. Autores (2015)
El día 6 de Septiembre de 2015, se realizó la última jornada de trabajo en campo donde se
levantaron los puntos de control de la zona central de la cuenca, para este caso, se armó el equipo
en la placa D24 y se tomó línea en la placa D23 (Ver figura 11) y se procedió a llevar a cabo el
levantamiento de los últimos nueve puntos de control. De esta manera se obtuvo la cartera de
campo (Ver anexo No. 1)
22
6.5 Georreferenciación de cartografías e imágenes aéreas en ArcGIS
Para georreferenciar las cartografías e imágenes aéreas existentes de la zona, se utilizó el
programa ArcGIS y cuyo proceso se enumerara a continuación.
6.5.1 Generar una Geodatabase
El primer paso que se tuvo en cuenta fue la creación de una geodatabase (Ver figura 12)
donde se compilo toda la información geográfica, unidades de medida y demás información
necesaria para los procesos posteriores.
Figura 11. Toma de línea en DELTA23. Fuente. Autores (2015)
23
Figura 12. Captura de pantalla Projected Coordinate Systems. Fuente. Autores. (2015)
Dentro de la georreferenciacion para generar la geodatabase se utilizo el origen Magna
Colombia Bogotá cuyo sistema de referencia está basado en el sistema de coordenadas Gauss
Krueger como se observa en la figura 13.
Figura 13. Captura de pantalla MAGNA Colombia Bogotá. Fuente. Autores. (2015)
Con la geodatabase generada se procedió a crear las diferentes capas que se utilizaron en el
proceso de digitalización cartográfica. Dentro de la figura 14 se puede apreciar las capas de las
cartografías y las aerofotografías obtenidas en el Instituto Geográfico Agustín Codazzi.
24
Figura 14. Captura de imagen generación de geodatabase. Fuente. Autores. (2015)
6.5.2 Generar un Feature Dataset y sus respectivos Feature Class
En este proceso se generó el feature dataset y para cada uno sus respectivos feature class, (Ver
figura 15) con el fin de dar una caracterización a las diferentes capas utilizadas para la
digitalización, dentro de las cuales se encuentran las siguientes: Hidrografía, Transporte, Grilla,
Construcciones, Vegetación, Alambrada y Educación.
Figura 15. Captura de pantalla New Feature Class. Fuente. Autores. (2015)
25
6.5.3 Creación Grilla Teórica
En el caso de la grilla se utilizaron las coordenadas extraídas de la cartografía original, con el
fin de generar las líneas base de la grilla teórica como se observa en la figura 16, y con la opción
copy parallel se completo el total de la grilla. (Ver figura 17)
Figura 16. Captura de pantalla. Coordenadas de inicio. Fuente. Autores. (2015)
Figura 17. Captura de pantalla Distancia CopyParallel. Fuente. Autores. (2015)
6.5.4 Georreferenciacion Cartografía y selección área útil
Después de generar la grilla teórica se adicionó puntos de control en cada uno de los cruces de
la misma, con el fin de georreferenciar la cartografía (Ver figura 18) y garantizando que el
RMS no superara lo especificado según la resolución 64 del año 1994 expedida por el Instituto
Geográfico Agustín Codazzi (IGAC).
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Figura 18. Captura de pantalla Puntos de control en cruce de grilla. Fuente. Autores. (2015)
El RMS obtenido para la cartografía (Hoja 209-II-C-1) fue de 1.51663m (Ver figura 19),
mientras que para la cartografía (Hoja 209-II-C-3) fue de 1,34579 m (Ver figura 20).
Figura 19. Captura de pantalla RMS. 209-II-C-1(2002). Fuente. Autores. (2015)
Figura 20. Captura de pantalla RMS. 209-II-C-3(2002). Fuente. Autores. (2015)
27
Con las cartografías ya georreferenciadas se procedió a realizar el recorte del área útil con la
herramienta “Clip” contenida en “Arctoolbox” como lo muestra la figura 21. De esta manera, se
obtuvo la información necesaria para iniciar la digitalización (Ver figura 22).
Figura 21. Captura de pantalla Arctoolbox Clip. Fuente. Autores. (2015)
Figura 22. Captura de pantalla producto clip. Fuente. Autores. (2015)
28
6.5.5 Digitalización Cartografía
Se seleccionó cada uno de los feature class para cada una de las convenciones que tenía la
cartografía (transporte, construcciones e hidrografía) para iniciar la digitalización de la
cartografía base. En la figura 23 se aprecia el inicio del proceso ya mencionado.
Figura 23. Captura de pantalla inicio digitalización. Fuente. Autores. (2015)
En la figura 24 se puede visualizar la digitalización de la cartografía.
Figura 24. Captura de pantalla digitalización cartografía. Fuente. Autores. (2015)
29
6.5.6 Georreferenciacion Imágenes Aéreas y Actualización Cartográfica
Luego se georreferenció las imágenes aéreas como se hizo con la cartografía utilizando
puntos de control, sólo que en este caso, se utilizaron puntos en común como cruces de vías,
construcciones etc. como se observa en la figura 25, y utilizando la opción "spline" para que las
imágenes se ajustarán a la cartografía.
Al georreferenciar las imágenes aéreas se adicionaron la mayor cantidad de puntos de control,
en los elementos que se visualizaron tanto en la cartografía como en las imágenes aéreas, para
que éstas se ajustarán lo mejor posible a la cartografía base.
Figura 25. Captura de pantalla Georreferenciación de las imágenes aéreas. Fuente. Autores. (2015)
30
De esta manera, se georreferenció cada una de las imágenes aéreas, (Ver figura 26).
Figura 26. Captura de pantalla Georreferenciación imágenes aéreas Fuente. Autores. (2015)
Teniendo todas las imágenes georreferenciadas se inició con la búsqueda de los elementos que
no se encontraban dentro de la cartografía pero que si lo estaban en las imágenes, y se procedió a
digitalizar cada elemento. De esta forma se generó la actualización cartográfica de la zona (Ver
figura 27).
Figura 27. Captura de pantalla Actualización Cartográfica. Fuente. Autores. (2015)
31
6.5.7 Obtención de las coordenadas en ArcGIS
Después de generar la cartografía final se procedió a extraer las coordenadas de los elementos
que se tomaron en campo. Para esto, en ArcGIS se seleccionó un layer y se generó una línea
dejando un vértice en el elemento en donde se requería obtener las coordenadas. Luego, se
seleccionó esta línea y se observó en sketch properties la información de las coordenadas de los
puntos de control (Ver figura 28).
Figura 28. Captura de pantalla Coordenadas obtenidas en ArcGIS. Fuente. Autores (2015)
6.5.8 Edición y salida final del plano topográfico.
En la edición y salida final, se dio formato al plano y se configuro la escala a 1:10.000,
quedando el producto listo para imprimir o guardar en un formato digital.
6.5.9 Control de precisión del plano topográfico obtenido
6.5.9.1 Transformaciones de datum y sistemas de proyección de las coordenadas de la
cartografía y las obtenidas en campo.
Antes de realizar el cálculo del control de precisión del plano topográfico obtenido se creó en
primer lugar, un origen cartesiano que se guardó como "Suesca" con el programa Magna Sirgas
3.0 (Ver figura 29) y con las coordenadas obtenidas del trabajo en campo se transformó el
32
sistema de proyección de planas cartesianas a Gauss Krueger, teniendo en cuenta que el origen
de partida es el origen cartesiano llamado "Suesca" (Ver figura 30); y con las coordenadas
extraídas de la cartografía existente del año 2002 se procedió a transformarlas del datum Bogotá
al datum Magna con la misma proyección: Gauss Krueger (Ver figura 31).
Figura 29. Captura de pantalla Creación origen cartesiano en Magna Sirgas 3.0. Fuente. Autores. (2015)
Figura 30. Captura de pantalla Transformación de sistema de proyección en Magna Sirgas 3.0. Fuente. Autores.
(2015)
33
Figura 31. Captura de pantalla Transformación de datum en Magna Sirgas 3.0. Fuente. Autores. (2015)
Lo anterior, se realizó para que las coordenadas a confrontar adquirieran el mismo datum y
sistema de proyección, Instituto Geográfico Agustín Codazzi - IGAC (2010) afirma que
“Colombia empleaba como sistema geodésico el Datum Bogotá, creado en 1941 (...) La Antigua
Red Nacional (Arena) y la Red vertical antigua disponían de mediciones realizadas hasta
mediados de los años 90."
Hasta el año 2005 mediante resolución 68 de enero 28 de 2005 empezó a regir como único
datum oficial de Colombia el Marco Geocéntrico Nacional de Referencia MAGNA-SIRGAS.
(Instituto Geográfico Agustín Codazzi - IGAC, 2010).
34
6.5.9.2 Cálculo de control de precisión
Con las coordenadas obtenidas en campo de los elementos que se tomaron como puntos de
control (Ver Anexo No. 1) y las coordenadas de los mismos elementos pero del plano
topográfico final, y utilizando la tabla de Excel (PRECISION_MAPA_VS_TERRENO.xlsx)
creada por el Ingeniero Edilberto Niño, se calculó la precisión de los datos del proyecto (Ver
Anexo No. 1).
Los resultados obtenidos en los diferentes ítems de la tabla se visualizan en la figura 32.
Figura 32. Captura de pantalla Resultados de valores calculados en tabla Control de Precisión. Fuente. Autores.
(2015)
35
7 Análisis de resultados
El error medio cuadrático obtenido en cada una de las cartografías al momento de
georreferenciarlas por medio de puntos de control sobre el cruce de ejes de la grilla, está dentro
de los parámetros señalados en la resolución número 64 de 1994 de IGAC, dando un nivel de
confianza importante respecto a la precisión del trabajo.
El ya mencionado método de ajuste de los puntos de control “Spline”, es el método que más
se ajusta a las exigencias que presentan este tipo de trabajos, pues se necesita que cada punto de
control se ubique de manera exacta a la cartografía existente, tanto así que el RMS siempre va
ser cero, partiendo de esta premisa, las imágenes aéreas utilizadas para el proyecto se
georreferenciaron por medio de este proceso, garantizando así la mayor precisión posible
respecto a la cartografía existente.
Los resultados obtenidos de la precisión de las coordenadas de la cartografía generada
respecto a las coordenadas en terreno es el dato más relevante, pues este conjuga todo lo
anteriormente expuesto y sumándole que las coordenadas de los puntos en terreno son muy
precisos por la forma en que fueron tomados. Una vez realizado el proceso estadístico para
obtener la precisión de la cartografía se encontró una discrepancia entre los datos tomados en
topografía en terreno y los extraídos de la cartografía de 7,41 metros (error medio cuadrático).
Este valor obedece en primer lugar a que no se conoce la precisión de la cartografía original y se
le añade los errores de digitalización y georreferenciación de la misma. Sin embargo, el error
medio cuadrático calculado tiene alta fiabilidad debido a que el procedimiento que se hizo en
terreno fue riguroso y las coordenadas extraídas de la cartografía final obtenida es de alta
precisión.
36
8 Conclusiones
La topografía como disciplina se puede aplicar a múltiples estudios, en este caso, se
aplicó para la obtención de la precisión de cartografía obtenida por digitalización directa
de imágenes y los resultados obtenidos son confiables. El método utilizado es una
herramienta muy útil para los usuarios que requieran y puedan aplicarlo.
En el proceso adelantado en este trabajo se tiene la certeza de que los valores de
precisión de la cartografía digitalizada son altamente fiables, ya que los referentes
utilizados fueron coordenadas de terreno obtenidas por métodos topográficos controlados
y confiables. Sin embargo, queda la incertidumbre de cuanto aporta cada proceso
realizado al producto final ya que es difícil determinar la precisión antigua, porque no se
cuenta con la trazabilidad de la misma.
La cartografía constituye una herramienta esencial para visualizar los elementos del
paisaje que lo conforman, en este caso, con los dos planos topográficos que se generaron
se puede evidenciar y comparar los cambios de las estructuras de los elementos en el año
2002 y año 2009; y se puede comprobar la importancia de la actualización cartográfica.
De acuerdo al error medio cuadrático calculado se puede concluir que este valor aplica
para una escala de 1:25000 en la cartografía final obtenida ya que cumpliría lo estipulado
en la resolución número 64 de 1994 de IGAC.
37
9 Recomendaciones
Es importante realizar una visita de la zona, previo a la ejecución del levantamiento
topográfico, ya que esto genera una adecuada planificación del trabajo a realizar en
campo.
Tener claro el origen y sistema de proyección de las placas de amarre que se vayan a
utilizar en el levantamiento topográfico, ya que de esto depende el cálculo de precisión de
la cartografía generada.
En el proceso de georreferenciación se debe tener en cuenta el datum de las
cartografías base con el fin de evitar retrasos y sobrecostos dentro del proyecto.
Al realizar la georreferenciación de la cartografía es importante generar una grilla
teórica en la cual se adiciona un punto de control por cada cruce de la misma, lo cual
garantiza que en cada zona de la cartografía exista el mismo margen de error.
En el momento de georreferenciar las imágenes aéreas se debe adicionar la mayor
cantidad de puntos de control, en los elementos que se visualizan tanto en la cartografía
como en las imágenes aéreas, para que éstas se ajusten lo mejor posible a la cartografía
base.
38
10 Referencias
Alcaldía de Suesca - Cundinamarca. (23 de 02 de 2009). Ubicación de Suesca en el
departamento. Obtenido de Sitio oficial de Suesca en Cundinamarca: http://www.suesca-
cundinamarca.gov.co/mapas_municipio.shtml?apc=bcxx-1-&x=1807576
Alcaldía de Suesca - Cundinamarca. (04 de junio de 2013). Información general. Obtenido de
Sitio oficial de Suesca en Cundinamarca: http://suesca-
cundinamarca.gov.co/informacion_general.shtml
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de la Universidad del Rosario:
http://repository.urosario.edu.co/bitstream/handle/10336/2897/51982615-
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Concejo Municipal de Suesca. (19 de marzo de 2002). Artículo 25. [Capítulo III]. “Por medio
del cual se adopta el esquema de ordenamiento territorial del municipio de Suesca, y se
aprueba en toda su extensión el documento técnico de soporte, el documento resumen y
los planos generales”. Obtenido de Acuerdo 05 de 2002: http://suesca-
cundinamarca.gov.co/apc-aa-files/32383861306566646535316435326161/eot-.pdf
Corporación Autónoma Regional de Cundinamarca - CAR. (20 de noviembre de 2006). “Por el
cual se declara Reserva Hídrica el Humedal Laguna de Suesca, se establece su franja de
39
protección y se adoptan otras determinaciones”. Obtenido de Acuerdo 048 de 2006:
https://www.car.gov.co/index.php?idcategoria=9218
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http://resources.arcgis.com/es/help/getting-started/articles/026n00000014000000.htm
Fallas, J. (2003). Conceptos básicos de Cartografía. Sistemas Integrados de Información
Geográfica. Heredía, Costa Rica.
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la orientación de un bloque fotogramétrico. Obtenido de Repositorio Institucional de la
Universidad del País Vasco: https://addi.ehu.es/handle/10810/9005
Instituto Geográfico Agustín Codazzi - IGAC. (s.f. de s.f. de 1994). "Por el cual se establecen
las especificaciones técnicas mínimas que deben cumplir las personas naturales o
jurídicas para realizar trabajos fotogramétricos y cartográficos en el territorio
nacional". Obtenido de Resolución número 064 de 1994:
http://www2.igac.gov.co/igac_web/normograma_files/RESOLUCION_64_de_1994.pdf
Instituto Geográfico Agustín Codazzi - IGAC. (s.f de s.f de 2010). Informe de Gestión 2002 -
2010. Obtenido de Sitio web IGAC:
http://www.igac.gov.co/wps/wcm/connect/10a2dd0048398d969ad6da43b19d9d2f/Inform
e+2002-2010.pdf?MOD=AJPERES
Unión Temporal Audicon - Ambiotec. (s.f). Elaboración de los estudios de diagnóstico
prospectiva y formulación para la cuenca hidrográfica de los ríos Ubaté y Suárez
(Departamento de Cundinamarca). Obtenido de Biblioteca Virtual CAR:
https://cendoc.car.gov.co/DOCS/DOCUMENTOS/CARC-0023-V.10.pdf
40
11 Anexos
11.1 Cartera de campo, Tabla Control de Precisión Mapa vs. Terreno y Certificado de
Calibración de la Estación Total.
11.2 Planos.