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ACTUALIZACIÓN TOPOGRÁFICA DEL PARQUE ARQUEOLÓGICO,
OBSERVATORIO ASTRONÓMICO MUISCA DE SAQUENCIPÁ EN LA VEREDA
MONIQUIRÁ, VILLA DE LEYVA.
JONATAN ALEXANDER RAMOS BARAJAS
GERALDINE ZABALA AYA
UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS
FACULTAD DE MEDIO AMBIENTE Y RECURSOS NATURALES
PROYECTO CURRICULAR DE TECNOLOGÍA EN TOPOGRAFÍA
BOGOTÁ, D.C.
2017
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ACTUALIZACIÓN TOPOGRÁFICA DEL PARQUE ARQUEOLÓGICO,
OBSERVATORIO ASTRONÓMICO MUISCA DE SAQUENCIPA EN LA VEREDA
MONIQUIRÁ, VILLA DE LEYVA.
JONATAN ALEXANDER RAMOS BARAJAS
20141031074
GERALDINE ZABALA AYA
20141031080
Trabajo de grado presentado en la modalidad de monografía como requisito parcial para
optar al título de Tecnólogo en Topografía
Docente director:
JULIO HERNAN BONILLA ROMERO
Ingeniero Civil
Msc. En Geomática
UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS
FACULTAD DE MEDIO AMBIENTE Y RECURSOS NATURALES
PROYECTO CURRICULAR DE TECNOLOGÍA EN TOPOGRAFÍA
BOGOTÁ, D.C.
2017
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Nota de Aceptación
_____________________________________
_____________________________________
_____________________________________
_____________________________________
_____________________________________
_____________________________________
EDILBERTO NIÑO NIÑO
Docente Evaluador
_____________________________________
JULIO HERNÁN BONILLA ROMERO
Docente Director
BOGOTÁ, D.C. SEPTIEMBRE DE 2017
4
“Las ideas emitidas por los autores son de exclusiva responsabilidad y no expresan
necesariamente opiniones de la Universidad”
(Artículo 117, Acuerdo 029 de 1998)
5
Dedicatoria
A Dios, por darnos la sabiduría y fortaleza para dar cada paso en este recorrido.
A nuestras familias, por la paciencia, esperanza y confianza depositada, por no dejar de alentar
nuestros sueños y por llenarnos de motivos para lograrlos.
A Fernando Chumbe y Luisa Escamilla quienes nos apoyaron y acompañaron en el camino
hasta aquí, brindándonos su tiempo y conocimiento durante la realización de este proyecto.
A nuestros docentes, por la enseñanza, exigencia y tenacidad, que fueron los pilares que forjaron
nuestro aprendizaje.
A la Universidad Distrital y al proyecto curricular de Tecnología en Topografía por permitirnos
aprender y forjarnos como excelentes tecnólogos, para así en un futuro, realizar aportes
importantes en el desarrollo de nuestro amado país.
Geraldine Zabala Aya & Jonatan Ramos.
6
Agradecimientos.
Al Ingeniero Julio Bonilla, que como docente director de este proyecto dedico tiempo en la
revisión del mismo durante los periodos de desarrollo, ejecución y conclusión, y así mismo,
colaboró en el trámite para llevar a cabo el trabajo en la zona y nos brindó apoyo para culminar
exitosamente esta etapa. Al Ingeniero Carlos Rodríguez, por aconsejarnos ampliar el tema de
desarrollo del proyecto, por compartirnos de sus conocimientos y experiencia, y por guiarnos en
las ocasiones en las que fue necesario. A la Universidad Distrital, al Proyecto Curricular de
Tecnología en Topografía por participar en nuestra formación como tecnólogos. A la
Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia de Tunja y a la señora Margarita Celis,
administradores del Parque Arqueológico Muisca de Saquencipá por permitirnos llevar a cabo
este proyecto en dicha zona.
Geraldine Zabala Aya.
7
Tabla de contenido
RESUMEN....................................................................................................................................15
ABSTRACT.................................................................................................................................. 16
INTRODUCCIÓN........................................................................................................................ 17
2. JUSTIFICACIÓN..................................................................................................................... 18
3. OBJETIVOS............................................................................................................................. 19
3.1. Objetivo General.................................................................................................................... 19
3.2. Objetivos Específicos............................................................................................................. 19
4. MARCO DE REFERENCIA.................................................................................................... 20
4.1. Marco Geográfico.............................................................................................................20
4.2. Marco teórico..........................................................................................................................20
4.3 Antecedentes............................................................................................................................25
5. METODOLOGÍA…..................................................................................................................28
5.1. ETAPA 1. Recolección de la información..............................................................................29
5.2. ETAPA 2. Procesamiento de la información…......................................................................30
6. RESULTADOS.........................................................................................................................64
7. ANALISIS DE RESULTADOS………………………………………………………………68
8. CONCLUSIONES.....................................................................................................................72
9. RECOMENDACIONES............................................................................................................73
10. BIBLIOGRAFÍA….................................................................................................................74
11.ANEXOS…………..................................................................................................................75
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Lista de Figuras
Figura 1. Ubicación de Villa de Leyva………………………………………………………......20
Figura 2. Área parque arqueológico…………………………………………………..…….........21
Figura 3. Ubicación estaciones permanentes…………………………………………………….23
Figura 4. Sistema de Proyección Gauss Krugger….……………………………………………..24
Figura 5. Proceso RTK…………………………………………………………………………..26
Figura 6. Esquema metodología…………………………………………………………………28
Figura 7. Drone Phantom 4. …………………………………………………………………......30
Figura 8. Polígono predio……………………………………………………………………......30
Figura 9. Estado clima Villa de Leyva.…………………………………………………………..31
Figura 10. Logo DroneDeploy……………………………………………………………….......32
Figura 11. Planeación- simulación vuelo ………………………………………………………..33
Figura 12. Distribución puntos GCP y CKP……………………………………………………..34
Figura 13. Posicionamiento punto GCP……………………………………………………........36
Figura 14. Materialización punto GPS 3……………………………………………………........37
Figura 15. Ubicación GPS 3 …...……...………………………………………………………...38
Figura 16. Posicionamiento GPS ……………………………………………………………......39
Figura 17. Componentes receptor…………………………………………………………..……40
Figura 18. Tiempos de rastreo…………………………………………………………………...41
Figura 19. Triángulo formado ……………………………………………………………….......42
Figura 20. Interfaz MicroSurvey FieldGenius………………..………………………………….43
Figura 21. Toma información RTK…………………………………………………...…………44
Figura 22. Target………………………………………………………………………………....45
Figura 23. Ubicación target ……………………………………………………………………...45
Figura 24. Ortomosaico obtenido………………………...……………………………………...49
Figura 25. Configuración propiedades punto GPS 3 (BASE) …………………….………….....49
Figura 26. Distribución puntos de control……………………………………………………….51
9
Figura 27. Coordenadas Obtenidas Base (GPS3)………….…………………………………….51
Figura 28. Grafica distribución puntos…….…………………………………………………….53
Figura 29. Ubicación marcadores sobre targets………………………………………………….55
Figura 30. Alineación de imágenes…………………………………………………………..…..56
Figura 31. Nube densa obtenida…………………………………………………………..……...57
Figura 32. Nube densa final…………………………………………………………………...…58
Figura 33. Nube densa en Cloudcompare………………………………………………..………59
Figura 34. Heigth Ramp………………………………………………………………………….60
Figura 35. Targets en tumba dolménica………………………………………………………….60
Figura 36. Nube densa Tumba dolménica………………………………….……………………61
Figura 37. Polilíneas de columnas hileras pétreas……………………………………………….62
Figura 38. Modelo 3D Hileras pétreas…………………………………………………...………63
Figura 39. Resultado final en Hileras pétreas……………………………………………………63
Figura 40.Gráfica de porcentaje de imágenes……………………………………………...…….66
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Lista de tablas
Tabla 1. Coordenadas husos (orígenes) Gauss Krugger………..……………………………..…25
Tabla 2. Datos simulación vuelo…………………………………………………………………33
Tabla 3. Coordenadas puntos GCP y CKP ……………………………………………………...35
Tabla 4. Especificaciones recpetor GPS Geomax Zenith 25 …………………………………....40
Tabla 5. Características cámara…………………………….……………………………………45
Tabla 6. Coordenadas GCP y CKP………………………………………………………………48
Tabla 7. Información posicionamiento…………………………………………………………..50
Tabla 8. Cambio época coordenadas para GPS 3……………………………………….……….52
Tabla 9. Cantidad de imágenes por cada columnafálica…………………………………........…54
Tabla 10. Error total en columnas fálicas…………………………………………………….…65
Tabla 11. Error total en tumba dolménica…………………………………………………….…65
Tabla 12. Volúmenes aproximados obtenidos……………………………………………….….66
Tabla 13. Valores obtenidos…………………………………………………………………….69
Tabla 14. Medidas de área y perímetro del parque arqueológico obtenidas en 2007 y 2017….70
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Glosario
Columna fálica: Columnas de piedra (megalitos) con forma similar al órgano sexual masculino,
presuntamente implementada para rituales de fertilidad.
Tumba Dolménica: Tumba en forma de construcción megalita de dolmen, es decir, como
conjunto de losas ubicadas de forma vertical apoyadas en el piso, cubiertas por más losas puestas
de forma horizontal.
Postproceso: Procedimiento realizado posteriormente a la información captada por receptores
GNSS para obtener coordenadas.
Efemérides: Conjunto de parámetros numéricos que describen las posiciones precisas de los
satélites en función del tiempo. Las mismas pueden ser transmitidas o precisas.
Efemérides precisas: Efemérides que se calculan en base a observaciones realizadas por redes
de rastreo de los satélites GPS y está disponibles unos días después de la toma de datos
Rinex: Siglas en inglés de "Receiver Independent Exchange". Se trata de un formato de ficheros
de texto orientado a almacenar, de manera estandarizada, medidas proporcionadas por receptores
de sistemas de navegación por satélite.
RPAS: Término para denominar al sistema completo (aeronave, enlace de comunicaciones y
estación de tierra) de las aeronaves no tripuladas que son operadas mediante control remoto.
Georreferenciación: Proceso implementado para determinar la posición de un objeto o conjunto
de datos mediante un sistema de coordenadas.
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Pixel: Unidad básica de una imagen digitalizada en pantalla a base de puntos de color o en escala
de grises.
Groud control points (GCP): Traducido del inglés; Punto de control terrestre consiste en
puntos con coordenadas conocidas en terreno utilizados para georreferenciar imágenes tomadas
por vehículos aéreos tripulados, no tripulados e imágenes terrestres.
Checkpoint: Puntos de chequeo que permiten verificar la calidad posicional del modelo a partir
de coordenadas.
Nube densa: Conjunto de todos los puntos o datos con coordenadas, referentes a un objeto o
terreno, obtenida a partir de procesamiento de imágenes o escaneos.
Ortomosaico: Unión de imágenes, usualmente aéreas, que son unidas a través de procesos de
fotogrametría, las cuales se implementan en cartografía.
Modelo 3D: Los modelos 3D representan un objeto tridimensional usando una colección de
puntos dentro de un espacio 3D, conectados por varias entidades geométricas, siendo una
colección de datos (puntos y otro tipo de información), pueden ser hechos a través de
algoritmos, escaneos e imágenes de diferente tipo.
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Abreviaturas
CKP: Punto de chequeo
GARA: Estación permanente GNSS perteneciente a la red el MAGNA ECO del IGAC, ubicada
en el departamento de Boyacá, en el municipio de Garagoa.
GCP: Punto de control terrestre
GLONASS: Acrónimo en ruso, ГЛОНАСС, ГЛОбальная НАвигационная Спутниковая
Система, referente al GNSS desarrollado por Rusia.
GNSS: Sistema Global de Navegación por satélite.
GPS: Del inglés Global Positioning System. “Sistema de posicionamiento global”, Sistema
GNSS desarrollado por los Estados Unidos.
IGAC: Instituto Geográfico Agustín Codazzi, entidad encargada de producir la cartografía
oficial básica de Colombia y regular los parámetros de producción y ejecución de trabajos
cartográficos, geodésicos y topográficos.
MAGNA ECO: Red de Estaciones GNSS de Operación Continua.
MAGNA SIRGAS: Marco Geocéntrico Nacional de referencia, Sistema de Referencia
Geocéntrico para las Américas.
RPAS: Del inglés Remotely Piloted Aircraft System, sistema de aviones pilotados remotamente
RTK: Del inglés Real Time Kinematic, “Navegación cinemática en tiempo real.” Tipo de
posicionamiento GPS.
14
TUNA: Estación permanente GPS perteneciente a la red MAGNA ECO del IGAC, ubicada en
el departamento de Boyacá, en la ciudad de Tunja.
UPTC: Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia.
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Resumen
El presente trabajo tiene como objetivo realizar un levantamiento topográfico en la zona del
parque arqueológico Muisca de Saquencipá a través de tecnología satelital y, obtener modelos
en 3D de los elementos del parque implementando imágenes terrestres georreferenciadas,
ofreciendo como resultado, cartografía e información topográfica actual de la zona.
A lo largo de este documento, se presenta la metodología implementada para la obtención de
datos en campo y el procesamiento de cada uno de ellos en oficina, utilizando como
herramientas diferentes Software de topografía, geodesia y fotogrametría como lo son, Leica
Geoffice, Agisoft Photoscan, Cloudcompare y Autocad Civil 3D y, finalmente el análisis de la
información obtenida.
Palabras Clave: Tecnología satelital. Cartografía, modelos 3D, Imágenes terrestres,
georreferenciación.
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Abstract
The present project aims to carry out a topographic survey in the area of the Muisca
archaeological park through satellite technology and to obtain the 3D models of the elements of
the park created from georeferenced terrestrial images, offering, as a result, cartography and
Current topographic information of the area.
Throughout this document, the methodology implemented to obtain data in the field and the
processing of each one of them in the office, using the different tools is presented software
Geodesic and photogrammetric such as are, Leica Geoffice, Agisoft Photoscan, Cloudcompare
and Autocad Civil 3D, And finally the analysis of the information.
Keywords: Satellite technology. Cartography, 3D models, Terrestrial images, georeferencing.
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Introducción
La topografía ha sido implementada a lo largo de la historia de la humanidad con el fin de
realizar mediciones que permitan conocer y representar un territorio determinado. Estas
representaciones han sido indispensables y han permitido llevar a las civilizaciones a un avance y
desarrollo en su forma de vida y concepción de la tierra a través del conocimiento de sus
dimensiones y formas. Así mismo, la topografía se ha valido de la tecnología para la creación y
uso de equipos topográficos que facilitan la toma de información y el procesamiento de ésta y
aseguran la precisión de cada trabajo realizado. De esta forma, a medida de que la tecnología
avanza, se implementan nuevos equipos y procedimientos más eficientes que mejoran el trabajo
de campo. Es así, como la topografía sumada a la geodesia, proporciona soluciones eficientes
para la obtención de información, este es el caso de la tecnología satelital GNSS implementada
en levantamientos topográficos.
En la actualidad, la topografía se basa en diferentes herramientas tecnológicas y se apoya
además en la cartografía y fotogrametría para complementar su campo de acción y logra dar
como resultado la visualización de terrenos en forma real que sirven para diferentes fines y
contribuyen al desarrollo de la sociedad.
Este trabajo de grado está orientado a la obtención de información del parque arqueológico de
Saquencipá, usando nuevas tecnología y diferentes ramas de la topografía. Los resultados
obtenidos en este proyecto son relevantes porque buscan ofrecer a la comunidad interesada en la
zona arqueológica Muisca, detalles específicos de ésta y ser apoyo futuro para los trabajos de
topografía, arqueoastronomía y/o arqueología que se puedan llevar a cabo en los años siguientes.
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1. Justificación
Este proyecto se realiza por la necesidad de actualizar la información topográfica y cartografía
del parque arqueológico de Saquencipá, teniendo en cuenta que el último levantamiento
topográfico realizado allí fue llevado a cabo en el año 2007, por los compañeros del proyecto
curricular de tecnología en topografía, Andrés Bulla y William Boom en su trabajo de grado
”Georeferenciación y levantamiento topográfico del parque arqueológico de Saquencipá”, lo que
muestra que los datos obtenidos en este levantamiento pueden variar con respecto a la
información actual. Además se han realizado nuevos hallazgos arqueológicos que no se
encuentran completamente detallados en la información que existe, como es el caso de la tumba
dolménica, la cual ha sido excavada en su totalidad en los años posteriores a dicho
levantamiento.
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2. Objetivos
2.1. Objetivo General
Determinar las características actuales del parque arqueológico de Saquencipá a través de un
levantamiento topográfico con tecnología satelital GPS e imágenes terrestres.
2.2. Objetivos Específicos
Realizar la materialización de un punto GPS (mojón) dentro del predio.
Obtener información topográfica por medio de posicionamiento GPS de todos los
elementos del parque.
Capturar información de las columnas fálicas y tumba dolménica con imágenes
terrestres.
Generar plano detallado del lugar en coordenadas planas y modelos 3D de las
columnas fálicas, tumba dolménica, hileras pétreas y el terreno.
20
3. Marco de referencia
3.1. Marco geográfico.
El sitio arqueológico Muisca se encuentra localizado aproximadamente 6 Km al occidente de
Villa de Leiva, en el departamento de Boyacá, en la confluencia de los ríos Leiva y Suta en el
Valle de Saquencipá de la actual vereda de Moniquirá del mismo municipio. Está ubicado en la
provincia de Ricaurte. El “infiernito” como también se conoce a la zona, se encuentra ubicado
sobre el camino Villa de Leyva-Moniquirá, en la figura 1 se muestra la ubicación de Villa de
Leyva en el mapa del departamento de Boyacá.
Figura 1. Ubicación de Villa de leyva, Boyacá
Fuente: Tomado de Wikipedia 2016
Actualmente el municipio cuenta con una población aproximada de 16.984 hab. Existen
diferentes formas para llegar al parque arqueológico, las calles están pavimentadas y existe
señalización que indica el camino a seguir y la ruta utilizada es la de Villa de Leyva- Moniquirá.
21
El parque cuenta con un área aproximada de: 20.192 m2
según imágenes satelitales, en la figura
2, en el polígono de color rojo, se observa su área y ubicación geográfica según Google Earth.
Figura 2. Área del parque arqueológico.
Fuente: Tomado de Google Earth, 2017
3.2. Marco teórico
3.2.1. Tecnología satelital GNSS
El sistema global de navegación por satélite (Global Navigation Satellite System, GNSS) es una
constelación de satélites que transmite rangos de señales utilizados para el posicionamiento y
localización en cualquier parte del globo terrestre, ya sea en tierra, mar o aire. Estos permiten
determinar las coordenadas geográficas y la altitud de un punto dado como resultado de la
recepción de señales provenientes de constelaciones de satélites artificiales de la Tierra para
fines de navegación. (Galactics 1997)
3.2.1.1. Sistemas de posicionamiento por satélite.
Actualmente se encuentra compuesto por los sistemas NAVSTAR GPS y GLONASS.
22
3.2.1.1.1. NAVSTAR GPS.
Es un sistema de navegación basado en satélites que utiliza mediciones de distancia precisas de
satélites GPS para determinar la posición y la hora en cualquier parte del mundo. El sistema es
operado para el Gobierno de los Estados Unidos por su Departamento de Defensa. (Galactics
1997)
3.2.1.1.2. GLONASS
Es un Sistema Global de Navegación por Satélite (GNSS) desarrollado por la Unión Soviética,
siendo hoy administrado por la Federación Rusa y que constituye el homólogo del GPS
estadounidense y del Galileo europeo. Consta de una constelación de 31 satélites. El sistema está
a cargo del Ministerio de Defensa de la Federación Rusa.
3.2.2. Red Magna sirgas
Red básica GPS, manejada por el Instituto Geográfico Agustín Codazzi referidas al SIRGAS.
Conformada por 60 estaciones GNSS a lo largo del país, la distribución de estas estaciones, se
encuentra detallada en la figura 3.
23
Figura 3. Ubicación estaciones red Magna Eco.
Fuente: (IGAC, 2004)
24
3.2.3. Coordenadas utilizadas en Colombia.
3.2.3.1 Proyección Gauss Krugger.
Corresponde a la proyección cartográfica oficial de Colombia, es una representación del
elipsoide sobre un plano. La escala de representación se mantiene constante sobre el eje central,
pero varía al alejarse de él, por esta razón la proyección se controla asignando orígenes (husos)
cada 1.5° al lado y lado del meridiano. (IGAC, 2004)
En la figura 4. Se observa la representación del sistema Gauss Krugger
Figura 4. Sistema de proyección cartográfica Gauss Krugger.
Fuente: (IGAC, 2004)
25
En la tabla 1. Se muestran las coordenadas asignadas a los orígenes Gauss según el datum
MAGNA.
Tabla 1. Coordenadas Orígenes o Husos para el sistema Gauss Krugger.
Fuente: (IGAC, 2004)
3.2.3.2. Sistema de proyección UTM.
Corresponde al sistema Gauss Kruger, pero utiliza un factor de escala de m= 0.9996 para el
meridiano central y tiene la distribución de los husos cada 6° a lado y lado de este meridiano.
(IGAC, 2004)
3.2.3.3. Calculo de velocidades y cambio de época según época 1995.4
Colombia tiene establecido como sistema de referencia el MAGNA SIRGAS el cual es una
densificación del marco internacional ITRF 94, es decir que las coordenadas de todos los puntos
y o vértices pertenecientes a red MAGNA SIRGAS, están expresados en ITRF 1994 y época
1994.5 (Mayo de 1994), por este motivo, al realizar posicionamiento GPS y obtener coordenadas
en época actual, se debe realizar el cálculo de velocidades de las coordenadas (geocéntricas) con
el fin de expresarlas en la época de referencia establecida por el IGAC. Para esto, se establecen
ciertos parámetros y formulas según sea el caso. (IGAC, 2004)
26
3.2.3. Tecnología RPAS
La tecnología RPAS (Remotely Piloted Aircraft System) corresponde al uso de “UAV” o
“VANT” (Vehículos aéreos no tripulados) con el fin de ser implementados en ingeniería,
investigación y comúnmente en el ámbito militar.
3.2.4. RTK
Por sus siglas en inglés “Real time Kinematic” (posicionamiento cinemático en tiempo real),
hace referencia a un sistema de posicionamiento que ofrece coordenadas en tiempo real y sin
necesidad de postproceso. Este se logra a través de la conectividad entre dos receptores GNSS,
conectado por radio en la figura 5, se ilustra el proceso que cumple este posicionamiento.
Figura 5. Proceso RTK
Fuente: Tomado de página oficial Novatel, 2015
27
3.3 Antecedentes:
3.3.1 Historia del parque arqueológico de Saquencipá.
El parque arqueológico de Saquencipá o Monquirá como también se le conoce, fue fundado por
el Arqueólogo Boyacense Eliécer Silva Celis quien fue el encargado de realizar las excavaciones
correspondientes en la zona que permitieron descubrir por completo los elementos que
conforman el parque. Actualmente, el parque cuenta con columnas (monolitos) fálicos, una
tumba dolménica en la cual fueron encontrados restos humanos y diferentes utensilios de barro.
Y, dos hileras de pétreos organizados de forma lineal en dirección occidente oriente las cuales se
cree funcionan como observatorio y/o calendario solar, usado por los Premuiscas y Muiscas a
partir de las observaciones de la salida del sol en solsticios y equinoccios. Actualmente, se
encuentra administrado por la hija de Eliécer Silva Celis, la arqueóloga Margarita Celis y por la
Universidad Pedagógica y Tecnológica de Tunja.
3.3.2. Trabajos topográficos realizados anteriormente.
La zona ha sido lugar de estudio del proyecto curricular de Tecnología en Topografía de la
Universidad Distrital en diferentes ocasiones. En años anteriores se han realizado
levantamientos topográficos que asignaron cartografía a la zona, un modelo tridimensional
dinámico que detalla el terreno y los elementos del observatorio solar y una investigación
realizada por los ingenieros Julio Bonilla, Edilberto Niño y Wilson Ernesto Vargas, la cual
comprobó topográfica y astronómicamente el observatorio solar.
28
4. Metodología
La metodología implementada en el proyecto, está compuesta por el trabajo en campo y en
oficina, a continuación se detallará el proceso realizado en el desarrollo del trabajo, la figura 6
muestra de forma resumida la organización de dicha metodología y la forma en la que se ejecutó.
Figura 6. Esquema de metodología
Fuente: Propia, Smartdraw, 2017
29
4.1.Metodología en campo.
4.1.1. Primera visita: Reconocimiento
El día sábado 27 de mayo del año 2017, se realizó la visita al parque arqueológico de Moniquirá
como parte de la salida extramural de las asignaturas Arqueoastronomía y Uso del vehículo
Aereo no tripulado (Drones). En esa oportunidad, se llevaron a cabo diferentes trabajos
topográficos que sirvieron para orientar el tema de desarrollo de este proyecto. El
reconocimiento del predio, permitió conocer que actualmente por no existe visual entre las
puntos GPS1 y GPS2 por motivo de que la vegetación cerca al segundo punto impide su
observación, por esta razón, se decidió agregar a este proyecto la determinación de un punto
llamado GPS3 ubicado dentro del predio, para facilitar futuros trabajos topográficos que se
realicen en la zona.
Además de esto, el Ingeniero Carlos Rodriguez, realizó un vuelo con drone para capturar
imágenes aéreas y obtener cartografía del lugar, posteriormente se utilizaron estas imágenes
para vectorizar algunos detalles de los límites del predio y la vía de acceso.
4.1.1.1. Planeación y datos del vuelo.
El vuelo se ejecutó con un drone de referencia Phantom 4 png relacionado en la figura 7.
30
Figura 7. Drone Phantom 4.
Fuente: Tomado de DJI Phantom, 2017
En primer lugar se realizó la planeación del vuelo, asignando puntos GCP y CKP para
georeferenciar las imágenes, a continuación, se detalla el proceso de la planeación.
Como lo indica la figura 8, se procedió a obtener el área promedio del polígono correspondiente
al predio. Figura 8. Polígono del predio
Fuente: Tomado de Google Earth pro, 2017
31
También, como parte de la planeación, se consultaron las condiciones climatológicas para la
fecha, relacionadas en la figura 9, fueron consultados a través de páginas de condiciones
meteorológicas.
Figura 9: Estado del clima para Villa de Leyva
Fuente: Tomado de Accue weather, 2017
Finalmente para hacer la simulación del vuelo, se utilizó el software DroneDeploy. Esta es una
la plataforma líder a nivel mundial en mapeo de drones y modelado 3D. Se puede obtener de
forma gratiuta y ofrece una fácil automatización del vuelo y la captura de datos permitiendo
explorar y compartir mapas interactivos de alta calidad.
32
Figura 10. Logo Software DroneDeploy
Fuente: Tomado de página oficial DroneDeploy, 2017
En Dronedeploy, se carga el KML del polígono de la zona en la cual se ejecutará el vuelo, y se
realizan dos planeaciones, una con las líneas de vuelo paralelas a las curvas de nivel y otra
perpendicular a estas mismas. Para ambas se proponen los siguientes datos:
• Altitud: 75mts
• Dirección del vuelo: “según curvas de nivel”
• Traslapo frontal: 65%
• Traslapo de lado: 75%
• Starting Waypoint: Punto extremo, nivel 1
Y teniendo la opción de configuración de cámaras activada, se puede observar la trayectoria que
realizará el Drone durante el despegue y el punto de inicio al que llegará, tal como se muestra en
la figura 11
33
Figura 11. Planeación vuelo
Fuente: Tomado de DroneDeploy, 2017
Se obtiene un balance de datos mostrados en la siguiente tabla:
Tabla 2. Simulación del vuelo.
Altura de vuelo 74.98 mts
Cantidad de imágenes 53
Velocidad aproximada 30.5775 Km/h
Duración aproximada 34 min
34
Finalmente, se crean y ubican los puntos GCP y CK para ser posicionados en campo, se realiza a
través de Google Earth Pro como lo muestra la figura
Figura 12. Distribución puntos GCP y CKP
Fuente: Tomado desde Google Earth.
A partir de los puntos ubicados en Google Earth, se obtienen las coordenadas geográficas
relacionadas en la tabla 3 de los puntos CKP y GCP, que posteriormente se ubicaron en el
predio por medio de navegador GPS Garmin.
35
Tabla 3. Coordenadas puntos GCP Y CKP
Fuente: Propia, 2017.
Paralelo al vuelo del drone, se realizó el posicionamiento GPS en el método estático rápido para
obtener coordenadas reales de estos puntos. La figura 13 fue tomada en la práctica del 27 de
mayo y evidencia el posicionamiento de un punto GCP, utilizando un equipo GPS doble
frecuencia marca Topcon Gr-5.
PUNTO LATITUD LONGITUD ALT ELIPSOIDAL
CKP 1 5°38'48.93"N 73°33'30.24"O 2087
CKP 2 5°38'51.42"N 73°33'33.51"O 2091
CKP 3 5°38'51.84"N 73°33'31.24"O 2092
CKP 4 5°38'50.76"N 73°33'29.48"O 2091
CKP 5 5°38'49.21"N 73°33'32.50"O 2087
GCP 1 5°38'52.68"N 73°33'34.62"O 2094
GCP 2 5°38'47.97"N 73°33'33.30"O 2085
GCP 3 5°38'50.56"N 73°33'27.69"O 2090
GCP 4 5°38'52.61"N 73°33'32.45"O 2093
GCP 5 5°38'53.37"N 73°33'29.24"O 2094
GCP 6 5°38'50.28"N 73°33'31.06"O 2098
COORDENADAS GEOGRAFICAS
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Figura 13. Posicionamiento de un punto GCP
4.1.2. Levantamiento topográfico.
4.1.2.1. Materialización punto GPS 3.
Partiendo de que actualmente no existe visual entre los puntos que GPS1 y GPS2 , se ubicó un
nuevo punto llamado “GPS 3” con coordenadas conocidas dentro del predio del parque
arqueológico. Se realizó un mojón de cemento de 45x45 de ancho y 50cm de profundidad donde
se incrustó una placa de aluminio. En la siguiente figura, se muestra el proceso realizado,
detallando el resultado final de la realización del mojón y la marcación de la placa de aluminio:
37
Figura 14. Materialización punto GPS 3
38
La placa GPS 3 se ubicó en el costado norte del parque, cerca de la entrada de vehículos, la
figura 15 se detalla la posición del punto GPS 3 en el predio.
Figura 15. Ubicación GPS 3
Fuente: Google Earth, 2017.
39
4.1.2.2. Posicionamiento GPS.
El posicionamiento de la placa GPS3 se realizó el Domingo, 30 de Julio del 2017,
correspondiente al día GPS 211, implementando el método de posicionamiento estático. En la
figura 16, se muestra el equipo GPS utilizado, ubicado sobre el punto anteriormente
materializado.
Figura 16. Posicionamiento GPS
Se utilizó un receptor GPS doble frecuencia Geomax, en la figura 17 y la tabla 4 se muestran
las características del equipo:
40
Figura 17. Componentes del equipo.
Fuente: Tomado de la página oficial Geomax México, 2017
Tabla 4. Especificaciones receptor GPS Geomax Zenith 25.
Fuente: Geomax, 2017.
Anexo a este documento, se presentan los formatos de posicionamiento, en los cuales se detalla
la descripción y ubicación de la placa y el acceso general a la zona.
Actualización de pos. 20Hz, 5Hz
Tiempo de inicio 5 s / 43 s
Especificaciones del Receptor
Q -Lock™ Alta disponibilidad
Canales 120, doble frecuencia
Max. No. de satelites 60 Satelites simultaneos
GPS L1, L2, L2C
GLONASS L1, L2
Estático hor. largo 3 mm ± 0.1 ppm (rms)
Estático vertical largo 3.5 mm ± 0.4 ppm (rms)
Cinemático horizontal 10 mm ± 1 ppm (rms)
Cinemático vertical 20 mm ± 1 ppm (rms)
Precisión del Receptor***
Estático horizontal 5 mm ± 0.5 ppm (rms)
Estático vertical 10 mm ± 0.5 ppm (rms)
41
Además de esto, en la planeación del posicionamiento, se consultó a través del Geoportal de la
página oficial del (IGAC) los tiempos de rastreo estimados para lograr la precisión del
postproceso, asegurando que el punto GPS 3 tenga doble determinación como lo establece el
IGAC. En la figura 18 se muestran los resultados obtenidos, según esta información las
estaciones permanentes más cercanas y por ende con menor tiempo de rastreo fueron las
estaciones TUNA y GARA.
Figura 18. Tiempos de rastreo
Fuente: Geoportal (IGAC), 2017
Basados en esto, se posicionó el punto durante 4 horas, asegurando que se pudieran procesar sus
datos tomando como referencia las estaciones permanentes de la red MAGNA ECO
anteriormente nombradas TUNA y GARA. Se escogieron estas bases para reducir el error en
postproceso por distancias. Además porque son las estaciones permanentes más cercanas al
42
punto que aseguran una mejor calidad del triángulo formado teniendo en cuenta el tiempo que se
pudo rastrear, en la figura 19, se muestra la distribución de los puntos:
Figura 19: Triángulo formado por GPS 3, TUNA Y GARA.
Fuente: Google Earth.
Con respecto a la calidad del triángulo, se obtiene un valor de CT= 0.401, aunque no es mayor a
0.5, el triángulo formado por estos tres puntos, resultó ser la mejor opción teniendo en cuenta
que no fue posible posicionar durante más tiempo para asegurar la precisión con otras estaciones
de la red MAGNA ECO.
4.1.2.3. RTK
Se implementó posicionamiento en tiempo real, para tomar todos los detalles del parque, como
43
lo son los linderos, caminos, construcciones, tumba dolménica, columnas fálicas, hileras pétreas
y puntos de apoyo para la georreferenciación de las imágenes terrestres.
Este procedimiento se realizó durante el tiempo de posicionamiento estático, con un equipo
denominado “Rover” y a través de un controlador de GPS marca Getac el cual contaba con el
software MicroSruvey FieldGenius, en la figura 20 se muestra un ejemplo de la interfaz de este
software.
Figura 20. Interfaz MicroSruvey FieldGenius,
Fuente: Tomado de página oficial MicroSruvey FieldGenius, 2017
Este software, tiene una interfaz bastante sencilla que permite configurar los receptores, tanto la
base como el rover y así monitorear a través del controlador el estado de los equipos. Además
permite alternar entre los diferentes tipos de posicionamiento y controlar el cambio de altura del
equipo.
44
El levantamiento RTK se realizó de forma manual y de forma automática por desplazamiento o
tiempo para registrar el cambio del terrero y tomar información de las hileras pétreas, datos
importantes para generar el modelo digital de terreno. En la siguiente figura se muestran
diferentes imágenes tomadas durante el trabajo en campo que evidencian la recolección de
información en la zona.
Figura 21. Toma de información con RTK
45
4.1.3. Toma de imágenes terrestres.
Las imágenes fueron tomadas con una cámara profesional con las siguientes características
relacionadas en la tabla 5
Tabla 5. Características cámara semiprofesional.
Fuente: Propia, información tomada de Sony Co, 2017
Para la captura de estas imágenes de las columnas fálicas fue necesario posicionar tres targets
como la mostrada en la figura 22, distribuidas alrededor de la columna, formando entre sí un
triangulo lo más equilatero posible, como se observa en la figura 23
Figura 22. Target
Figura 23. Ubicación targes
Target
Fuente: Agisoft Photoscan
46
En cuanto a las columnas fálicas del parque arqueológico, se tomaron imágenes a catorce de
estas, las cuales resultan ser las más representativas por su tamaño. Sin embargo, todas las
columnas fálicas se encuentran referenciadas en el plano anexo a este documento. La tumba
dolménica también fue fotografiada, y debido a su tamaño, se posicionaron ocho targets a su
alrededor con el fin de georreferenciarla de mejor forma.
La obtención de información para generar modelos en 3D a través de imágenes terrestres,
consiste en tomar imágenes de un objeto en específico, realizando pequeños cambios de
posición con el fin de captar la mayor cantidad de información por todas las partes de este
objeto. La calidad del modelo 3D generado dependerá de diferentes factores como lo son, la
cantidad y la distribución de las imágenes, la luz del ambiente, el tipo de cámara, entre otros.
Además, se hace la georreferenciación de las imágenes, en este caso al sistema referencia de
coordenadas planas de Gauss, tomando como origen de partida el origen Gauss central. Cabe
resaltar, que al ser imágenes terrestres realizadas a elementos de altura superior de 1mt se
dificulta la toma de información de las partes superiores, razón por la cual los modelos carecen
de información completa en dicha zona.
4.2. Metodología en oficina.
4.2.1. Procesamiento imágenes de Drone y obtención de ortomosaico.
Para procesar las imágenes obtenidas por el Drone el día Sábado, 27 de Mayo, se utiliza el
Software Agisoft Photoscan, este es un software de fotogrametría que permite procesar imágenes
aéreas y terrestres para generar datos espaciales en 3D. Su interfaz es muy sencilla, y está
diseñada de tal forma de que al interactuar con los comandos básicos, se vayan habilitando de
forma secuencial herramientas para proseguir el desarrollo del trabajo.
47
El software permite realizar diferentes procedimientos, la generación del ortomosaico, es la
herramienta final del producto. Al obtener el ortomosaico, se puede hacer diferentes
correcciones para hacer más estético el producto, además genera un reporte especifico, en el cual
detalla todos los elementos que intervienen en su creación y permite realizar análisis estadístico
para manejar ciertos rangos, según la precisión que requiera el trabajo. Además permite
proyectar los modelos en diferentes sistemas de coordenadas.
En este caso, se realiza la proyección del trabajo al sistema de coordenadas Universal transversal
de Mercator (UTM), no se realiza ortorectificación, ni se mejora la estética del ortomosaico final
puesto que todos los detalles requeridos para la cartografía fueron obtenidos por RTK, a
excepción de la vía de acceso al lugar, la cual se obtiene por vectorización de dicho ortomosaico.
Además, cabe resaltar que en este documento no se hace énfasis en la información tomada con el
drone ni al proceso de ésta puesto que fue un trabajo realizado durante la salida de campo de la
asignatura y será el tema principal en el proyecto de grado de otros compañeros del proyecto
curricular, por este motivo, el ortomosaico obtenido no se entrega como anexo a este
documento.
Para procesar las imágenes en Photoscan se cargan las imágenes, las cuales se ubican con
marcadores correspondientes a los puntos GCP y CKP obtenidos después del postproceso
realizado a la información recolectada por el receptor GPS que se usó en ese día, con el fin de
georreferenciar el modelo, para esto, se realiza el postproceso de los datos tomados en campo los
cuales se obtienen en coordenadas elipsoidales como los muestra la tabla 6
48
Tabla 6. Coordenadas GCP y CKP
Estas coordenadas, son convertidas en coordenadas planas con el software Magna Pro, y
mostradas en época 1995.4. Al finalizar el proceso, se obtiene el modelo de ortomosaico
mostrado en la figura 23, el cual se utiliza en el momento de realizar el plano, para detallar la vía
de acceso al parque.
5°38'50,18831"N 73°33'31,00110"W 2,112,231 GCP1
5°38'50,15195"N 73°33'28,41251"W 2,111,525 GCP2
5°38'52,82704"N 73°33'30,15815"W 2,116,784 GCP3
5°38'48,15138"N 73°33'32,95533"W 2,107,880 GCP4
5°38'48,09612"N 73°33'33,05684"W 2,105,288 GCP5
5°38'52,35601"N 73°33'31,22566"W 2,114,070 CKP
5°38'50,19392"N 73°33'33,45008"W 2,105,974 CKP
5°38'50,60974"N 73°33'29,38874"W 2,112,332 CKP
5°38'49,10436"N 73°33'32,55820"W 2,109,418 CKP
5°38'52,34244"N 73°33'31,23133"W 2,116,573 CKP
5°38'52,72806"N 73°33'33,25083"W 2,116,397 CKP
5°38'49,08564"N 73°33'32,58012"W 2,110,147 CKP
5°38'49,14742"N 73°33'30,17493"W 2,110,397 CKP
5°38'50,61578"N 73°33'29,42647"W 2,113,120 CKP
5°38'51,65982"N 73°33'31,20906"W 2,115,031 CKP
5°38'51,31411"N 73°33'33,42826"W 2,113,590 CKP
GCP
CKP
49
Figura 24. Ortomosaico obtenido
Fuente: Tomado de PhotoScan, 2017.
4.2.2. Postproceso posicionamiento placa GPS 3.
Se realizó utilizando el software Leica Geoffice, éste permite cargar archivos RINEX y mejorar
la precisión de los datos al cargar efemérides precisas.
4.2.2.1. Información Postproceso.
En la siguiente tabla, se relaciona la información del posicionamiento realizado en el punto
GPS3
50
Tabla 7. Datos posicionamiento.
Para el postproceso en el software Leica, se descargó la información de las antenas de receptores
GPS desde la página de National Geodetic Survey “Antenna Calibration”, efemérides precisas
para el día que se obtuvieron desde de la página IGS Product Availability de la NASA y
RINEX de las estaciones permanentes escogidas desde el Geoportal del IGAC, según el receptor
que se utilizó (Geomax Zenith 25). En la siguiente figura, se muestra la selección de la antena, y
configuración de tipo de medida realizada en el software.
Figura 25. Configuración propiedades punto GPS 3 (BASE)
Fuente: Leica Geoffice, 2017
Día de posicionamiento 30 de Julio
Día Juliano 211
Semana GPS 1960
Epoca de rastreo 2017.586
Epoca de referencia 1995.4
Tiempo de rastreo 4 Horas
INFORMACIÓN POSICIONAMIENTO
51
Después de realizar el postproceso, se obtienen como resultado las coordenadas para el punto
GPS3, tomando como puntos de control las estaciones permanentes GARA y TUNA .En la
figura 27, se muestran las coordenadas finales de los puntos. Anexo a este documento se entrega
el reporte generado por el software.
Figura 26. Distribución Puntos De Control
Fuente: Leica Geoffice, 2017
Figura 27. Coordenadas Obtenidas Base (GPS3)
Fuente: Tomada de Leica Geoffice, 2017.
52
Seguido de esto, se hizo el respectivo cambio de época como lo establece el IGAC, para esto se
transformaron las coordenadas del punto GPS 3, a coordenadas geocéntricas, utilizando el
Software Magna Pro 3. Al realizar el cálculo de velocidades y desplazamientos anuales a partir
de la época de rastreo, dio como resultado las coordenadas geocéntricas, relacionadas en la
siguiente tabla.
Tabla 8. Cambio época coordenadas para GPS 3
Posterior a esto, se realizó nuevamente el cambio de referencia de las coordenadas finalmente al
sistema Gauss Krugger a partir del origen Gauss central, obteniendo así las coordenadas para el
punto:
En “Resultados y Análisis de resultados” se encuentra el análisis realizado a este postproceso.
4.2.3. Puntos RTK.
Durante el levantamiento, se configuró el equipo para obtener las coordenadas en el sistema de
referencia planas de Gauss, de este modo, para poder trabajar con dichas coordenadas, solo era
necesario realizar el cambio de época. Para esto, se implementó el mismo procedimiento usado
en la obtención de coordenadas del punto GPS 3. Al final del procedimiento, se obtuvieron 1068
X Y Z
GEOCENTRICAS EPOCA 2017.586 1797047.213 -6089875.479 623738.1454
0.0007 0.0013 0.0131
0.0155302 0.0288418 0.2906366
1797047.197 -6089875.507 623737.8548
GPS 3
VELOCIDADES ANUALES
DESPLAZAMIENTOS ANUALES
GEOCENTRICAS EPOCA 1995.4
GPS 3 = N: 1116333.654 y E: 1057407.044 Alt: 2114.193
53
puntos levantados, expresados en coordenadas planas y en época de referencia 1995.4, en la
figura 26, se muestra detalladamente la información colectada a través del posicionamiento.
Figura 28. Grafica distribución puntos
En los resultados y anexos de este documento se muestran las tablas de coordenadas de los
elementos del predio.
4.2.4. Procesamiento de imágenes.
Para obtener los modelos en 3D de las columnas fálicas y tumba dolménica, se procesaron las
imágenes de cada elemento usando como herramienta software de fotogrametría como lo son
Agisoft Photoscan y Cloud Compare.
COLUMNAS F 30
CAMINO 48
PARAMENTO 8
CONSTRUCCION 22
TERRENO NATURAL 59
CAJA ELECTRICA 3
CASETA 4
CERCA 8
HILERAS 500
LINDERO 10
TERRENO HILERAS 322
TARGETS 54
54
4.2.4.1. Columnas Fálicas.
En Photoscan, el primer paso después de crear el proyecto es establecer de sistema de
coordenadas del archivo, en este caso, las coordenadas que se usaron para georreferenciar los
modelos fueron coordenadas planas de gauss, por lo cual el archivo fue configurado en
“coordenadas locales” correspondientes a la proyección UTM, la cual reconoce inmediatamente
las coordenadas asignadas.
Después, se procede a cargar las fotos de cada una de las columnas fálicas, en cada una de ellas
se contaba con diferente cantidad de imágenes, la siguiente tabla relaciona la cantidad de
imágenes que se tiene por cada columna.
Tabla 9. Cantidad de imágenes por cada columna fálica.
Numero de columna Cantidad de imágenes
1 52
2 55
3 59
4 34
5 50
6 17
7 15
8 20
9 39
10 25
11 31
12 25
13 32
14 30
55
Al crear cada archivo, en la pestaña “Workflow” a lo
largo del proceso, se van desplegando las opciones del
trabajo. El primer procedimiento consiste en cargar la
carpeta donde se encuentran las imágenes.
Con las imágenes cargadas se procede a ubicar los marcadores sobre las targets, como se muestra
en la siguiente figura.
Figura 29. Ubicación marcadores sobre targets
Fuente: Agisoft Photoscan, 2017
Una vez ubicados los tres marcadores en cada imagen, se procede a dar coordenadas a cada uno
de ellos, estas coordenadas fueron obtenidas por RTK y son expresadas en época 1995.4. En los
resultados de este documento, se encuentra la tabla de dichas coordenadas.
56
La asignación de coordenadas a los marcadores permite georreferenciar cada modelo y alinear
las imágenes, ubicándolas con respecto al objeto como se muestra en la siguiente figura que
corresponde al proceso realizado a una de las columnas fálicas.
Figura 30. Alineación de imágenes
Fuente: Agisoft Photoscan, 2017
A partir de la alineación se obtiene un valor de error en metros y en píxel que permite controlar
la precisión del producto. Revisando los niveles de error de cada marcador, se procede a crear la
nube densa de cada uno de los falos. Esta, corresponde a una nube de puntos de un objeto, que se
crea a partir de las imágenes, este paso se ejecuta a través de la opción “Build Dense Cloud” se
puede elegir la calidad de la creación de dicha nube, en este caso, todas fueron construidas en
calidad media. El tiempo que tarda el software en este proceso dependerá del tipo de calidad
escogido, la cantidad de imágenes y/o puntos existentes y el procesador o memoria del ordenador
en el cual se está llevando a cabo el proyecto. En el caso de este proyecto se tuvieron tiempos
57
estimados entre tres y siete horas para generar cada nube densa. El producto final de este
proceso, se muestra en la figura 29.
Figura 31. Nube densa obtenida.
Fuente: Propia, Agisoft Photoscan, 2017
Seguido de esto, se hace una limpieza de puntos para eliminar los que no sean de interés y dejar
solo la información de cada columna, la siguiente figura, muestra la nube densa una columna
fálica después de la limpieza de puntos. En ella se puede observar la comparación con una
imagen de dicha columna, en la cual se puede apreciar la calidad de la nube densa. La imagen de
la parte izquierda fue tomada con cámara semi profesional y en la parte derecha se encuentra la
nube densa.
58
Figura 32. Nube densa final
Fuente: Propia, Agisoft Photoscan, 2017
Después de obtener la nube densa de cada una de las columnas se exporta en una extensión .LAS
para posteriormente calcular el volumen aproximado de cada una a través del Software
Cloudcompare. Este es una herramienta diseñada por el ingeniero francés Daniel Girardeau-
Montaut, y como su nombre indica sirve para comparar y realizar estudios sobre nubes de
puntos. Uno de los objetivos principales de estas comparaciones es realizar estimaciones sobre
las diferencias entre dos mediciones de un mismo objeto o grupo de objetos y es útil para
realizar ciertas estimaciones geométricas
59
Al cargar cada nube densa a Cloudcompare, se reconoce el sistema de coordenadas empleado y
la cantidad de puntos que componen la nube densa y solicita establecer una escala para manejar
las coordenadas, en este caso se establece una escala de 1.00000 en la siguiente figura, se
muestra la nube densa.
Figura 33. Nube densa en Cloudcompare
Fuente: Propia, Cloudcompare, 2017.
Con el fin de diferenciar el rango de altura en cada columna, se cambia el color con la opción
“Heigth Ramp” con esta opción se logra identificar mediante diferentes tonalidades de color el
tamaño del objeto siendo rojo la altura máxima y azul el minimo, como se muestra en la figura
33, después, se procedió a calcular el volumen a través de la herramienta “Volumen”.
60
.
Los valores de volúmenes de cada uno de las columnas fálicas se encuentran en los resultados.
4.2.4.2. Tumba Dolménica.
Para obtener el modelo 3D de la tumba dolménica se realizó el mismo proceso que con las
columnas fálicas. Teniendo en cuenta el tamaño de la tumba, se obtuvieron noventa y cuatro
imágenes y se posicionaron ocho targets a su alrededor como se muestra en la figura 34.
Figura 35. Targets en tumba dolménica.
Figura 34. Heigth Ramp.
Fuente: Propia, 2017
61
Al realizar el procedimiento se obtiene precisión en los valores de error en metros y pixel, estos
valores se encuentran en los resultados de este documento y al obtener la nube densa y realizar
la limpieza de los puntos, se obtiene el modelo de la tumba vista desde diferentes ángulos.
Figura 36. Nube densa Tumba dolménica
Como anexo a este documento se entregan los archivos en extensión .psx correspondientes a los
modelos obtenidos en Agisoft Photoscan.
4.2.5. Model 3D terreno.
Partiendo de los puntos de terreno levantados en el posicionamiento RTK, se procedió a crear el
modelo 3D del terreno, dando énfasis a las hileras petras que se encuentran organizadas en el
predio en dirección oriente occidente.
62
El modelo se realizó en el Software Autocad Civil 3D 2017. Como primer paso. se crear la
superficie a partir de los puntos, después, se realizan polígonos uniendo la información colectada
de cada columna de las hileras, seguido de esto se introducen los rangos de alturas, es decir la
cota menor y la mayor de cada uno de los elementos, en la siguiente figura, se muestra la vista en
planta de uno de los polígonos creados.
Figura 37. Polilíneas de columnas hileras pétreas
Fuente: Autocad Civil 3D, 2017
Luego, se eliminan los puntos que no sean necesarios o que puedan llegar a ocasionar distorsión
y se procede a crear el Break Line. En la siguiente imagen, se muestra el proceso realizado a las
hileras pétreas y el resultado obtenido.
63
Figura 38. Modelo 3D Hileras pétreas
Fuente: Propia, Autocad Civil 3D, 2017
Figura 39. Resultado final en Hileras pétreas
Anexo a este documento se entregan archivos en formato DWG y PDF correspondientes al
plano del modelo 3D del terreno obtenido.
64
5. Resultados.
5.1. Coordenadas GPS 3.
Para el punto GPS 3, se obtienen coordenadas expresadas en planas de Gauss y en época de
referencia 1995.4
GPS 3 = N: 1116333.654, E: 1057407044 y Alt: 2114.193
Expresadas en coordenadas Elipsoidales:
Latitud: 5° 38’ 52.69538’’N
Longitud: 73° 33’ 33.55068’’O
Alt: 2116.314
De igual forma, se tomó información en el punto existente GPS1, se obtuvieron las siguientes
coordenadas: expresadas en planas de Gauss y en época de referencia 1995.4
GPS 1= N: 1116245.356, E: 1057414.576, Alt: 2110.665
Expresadas en coordenadas Elipsoidales:
Latitud: 5°38'49.82081"N
Longitud: 73°33'33.30873"W
Alt: 2110.665
65
5.2.Valores de error procesamiento imágenes
Tabla 10. Error total en columnas fálicas.
Valores obtenidos en Agisoft Photoscan, 2017
Tabla 11. Error total en tumba dolménica.
Valores obtenidos en Agisoft Photoscan.
En los anexos de este documento, se encuentran detallados los valores de error por cada uno de
los puntos de control en cada objeto.
N° Falo METROS PIXEL.
1 0.0543 0.398
2 0.043719 0.1088
3 0.0177 0.13542
4 0.037009 0.018
5 0.0216219 0.953
6 0.009761 0.829
7 0.004755 0.612
8 0.002359 0.263
9 0.031327 0.457
10 0.061006 0.843
11 0.0295 0.344
12 0.0276 0.456
13 0.0027 0.894
14 0.0258 0.849
ERROR
METROS PIXEL.
0.02731 0.5255
ERROR
66
5.3.Representación gráfica de cantidad de imágenes.
Figura 40.Gráfica de porcentaje de imágenes
5.4.Volúmenes.
Tabla 12. Volúmenes aproximados obtenidos.
67
Fuente: Valores obtenidos de CloudCompare, 2017
5.5.Plano del predio
El plano fue realizado con los elementos colectados a través del proceso RTK y la vectorización
de la vía de acceso partiendo el ortomosaico generado. Se llevó a cabo en el software AutoCAD
Civil 3D 2017 y se encuentra como anexo a este documento.
5.6. Modelos 3D
Anexo a este documento, se entregan los modelos 3D del terreno, tumba dolménica y columnas
fálicas en formato .psx (Archivo de Agisoft Photoscan) y las correspondientes imágenes
tomadas en campo y en formato DWG de Autocad Civil 3D 2017.
NUMERACIÓN COLUMNA VOLUMEN (m3)
1 2.63616
2 3.6525
3 2.238132
4 2.467211
5 3.627055
6 1.246558
7 1.204262
8 3.557148
9 6.851136
10 2.821618
11 13.153178
12 7.890128
13 2.334728
14 2.015742
68
6. Análisis de resultados
6.1. Postproceso.
El postproceso de la información captada por el receptor GPS fue realizado en el software Leica
Geoffice con el fin de obtener coordenadas reales del punto GPS 3. En su reporte, se muestra
una tolerancia admitida entre los valores de corrección de coordenadas. En cuanto a los valores
de corrección y desviación estándar para el punto GPS, se obtiene valores admitidos para latitud
y longitud. La solución obtenida es fija para la constelación Navstar GPS pero flotante para
GLONNASS lo que puede deberse a las efemérides precisas cargadas. También se puede
observar que los valores de corrección y error estimado son mayores en el parámetro de altura.
6.2. Error en metros y pixel en procesamiento de imágenes terrestres.
En los anexos, se encuentran las tablas de errores por cada uno de los puntos de control
utilizados en cada elemento. Se observa un rango de error no mayor a los 0.005 m en todas las
figuras realizadas, lo que muestra una buena precisión obtenida en cada una de ellas. Sin
embargo, durante el procesamiento de algunos objetos se evidenció una relación inversamente
proporcional entre el error en metros y el error en pixel, esto se debe a la posición de los
marcadores que son ubicados en el centro de cada target, pero teniendo en cuenta la posición y
calidad de cada imagen, el centro puede variar considerablemente tomando como referencia el
tamaño del pixel. Es por esta razón que fue dispendioso mantener los valores de error en pixel
menores a uno sin alterar los niveles de error en metros.
6.3. Volúmenes columnas fálicas.
Se debe recalcar que los volúmenes obtenidos en este trabajo son aproximados, partiendo de que
el software ofrece aproximación de valores calculando el volumen a través de nubes densas, lo
69
que quiere decir que entre más completa sea la nube, más exacto será el valor obtenido. En este
caso, no se tiene conocimiento exacto del valor de volumen expresado en m3
de cada columna
fálica porque no fue posible colectar de forma completa información en la parte superior de cada
elemento debido a su altura, tampoco se puede establecer con certeza la base de cada una, lo que
hace que la figura no sea completamente cerrada es por este motivo que se puede observar que
existen columnas con volúmenes bastante altos. En la siguiente tabla se muestra la relación que
se pudo observar entre la cantidad de imágenes y el valor de volumen más cercano a la realidad
y se detallan los valores muy altos, los cuales se encuentran señalados.
Tabla 13. Valores obtenidos
Aquí se puede establecer que el cálculo exacto del volumen no depende de la cantidad de
imágenes que se tenga, mientras que la distribución de imágenes en el objeto asegura la captura
de información por todos los ángulos posibles, lo que permite crear una nube densa cerrada.
N°COLUMNA Cantidad de imágenes VOLUMEN (m3)
1 52 2.63616
2 55 3.6525
3 59 2.238132
4 34 2.467211
5 50 3.627055
6 17 1.246558
7 15 1.204262
8 20 3.557148
9 39 6.851136
10 25 2.821618
11 31 13.153178
12 25 7.890128
13 32 2.334728
14 30 2.015742
70
6.4. Cartografía obtenida.
Tomando como referencia la cartografía del predio realizada en el año 2007 por Andrés Bulla y
William Boom en su trabajo de grado ”Georeferenciación y levantamiento topográfico del
parque arqueológico de Saquencipá”, no existen diferencias notables con el plano obtenido en
este proyecto, puesto que visto desde planta el parque arqueológico no ha sufrido ningún cambio,
a excepción de la excavación final de la tumba dolménica que se encuentra hoy visible en su
totalidad la cual se muestra en el modelo 3D con el fin de detallar sus características más
relevantes. En cuanto a los linderos, el predio sigue manteniendo los mismos límites y
colindancias y no ha surgido ningún cambio en estos. Sin embargo, comparando el área y el
perímetro obtenido entre los dos trabajos realizados, se encuentra una diferencia. Esto se puede
deber a errores al momento de ubicar el receptor GPS en el punto exacto del punto de quiebre del
lindero o la recepción de satélites teniendo en cuenta el diagrama de obstáculos para cada punto,
sabiendo que esto puede incrementar el efecto multipadh. Se debe recordar que el
levantamiento topográfico realizado por Andrés Bulla y William Boom fue llevado a cabo con
estación total, por este motivo es más preciso este tipo de mediciones considerando que el
lindero del predio está rodeado por vegetación de gran tamaño que puede dificultar la buena
recepción de los satélites. En la siguiente tabla, se muestran los valores de área y perímetro
obtenidos en cada levantamiento.
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Tabla 14. Medidas de área y perímetro del parque arqueológico obtenidas en 2007 y 2017
Cabe resaltar que al posicionar nuevamente el punto GPS 1 y comparar las coordenadas
obtenidas en este proyecto con las obtenidas en años anteriores, se presenta una notable
diferencia y por ende, se puede establecer un desplazamiento.
2007 19501.816 m2
2017 19501.736 m2
AREA PERIMETRO
602.894 m2
603.026 m2
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7. Conclusiones
Después de culminar el proyecto, se observó que el parque arqueológico de
Saquencipá no ha demostrado grandes cambios en su predio, sin embargo, el trabajo
realizado sirvió para entregar cartografía actual de la zona y tener un modelo en 3D
de la tumba dolménica la cual nunca se había detallado en trabajos anteriores, y
modelos en 3D de las columnas fálicas más representativas del lugar. Además, se
logró conocer la diferencia en coordenadas para el punto GPS 1 y de ese modo
entender el desplazamiento que existe al comparar ambas cartografías. La realización
de este proyecto asegura la facilidad en levantamientos futuros a través de la creación
del punto GPS 3 en el predio.
Los valores obtenidos en Cloudcompare sobre los volúmenes de las columnas son
aproximados y no se logran establecer de forma 100% segura.
Los modelos digitales obtenidos, permiten visualizar con bastante detalle los
elementos obtenidos y logran dar una semejanza de la realidad lo que permite que los
administradores del parque lo utilicen además para ofrecer información dinámica del
parque a los visitantes.
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8. Recomendaciones
En cuanto al posicionamiento, se recomienda rastrear durante más tiempo para tener
diferentes opciones de estaciones permanentes para ajustar el punto, pues esto permite
comparar y escoger las estaciones con las cuales se obtiene menor error y escoger
entre ellas que calidad del triángulo es la más apropiada que logre cumplir todos los
parámetros establecidos.
La creación de modelos 3D a partir de imágenes debe tener como prioridad la calidad
y cantidad de imágenes en torno a todo el objeto para que se pueda asegurar la
precisión de los datos al asegurar una nube densa de calidad.
Para trabajos topográficos futuros en la zona que no se basen en comparaciones con
trabajos anteriores se recomienda implementar el origen cartesiano de Villa de
Leyva, establecido por el IGAC para creación de cartografía en coordenadas planas
cartesianas teniendo en cuenta la escala utilizada.
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9. Bibliografía
García, J. (2015). Uso de drones para la actualización cartográfica.
IGAC. (2004). Adopción del marco geocéntrico nacional de referencia MAGNA -SIRGAS como
DATUM oficial de Colombia. Bogotá.
IGAC (2004) Calculo de Velocidades, cambio de época a época de referencia 1994.5
Bulla, A. Boom, W (2007) Trabajo de grado “Georeferenciación y levantamiento topográfico
del parque arqueológico de Saquencipá”.
Vargas, E, Bonilla, J, Niño, E (2010) Articulo de investigación: Comprobación topográfica y
astronómica del posible observatorio solar muisca de Saquenzipa en Villa de Leyva, Boyacá,
Colombia.
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10. Anexos.
1. Reporte de postproceso.
2. Coordenadas GPS 3
3. Cambio de épocas coordenadas puntos RTK
4. Coordenadas levantamiento RTK planas de Gauss
5. Formatos de descripción punto GPS3
6. Valores de error en procesamiento imágenes terrestres
7. Plano del parque arqueológico en coordenadas planas de gauss
8. Modelo 3d terreno e hileras pétreas.
9. CD: Imágenes terrestres y archivos .psx