informe final de topografia
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CONSULTORIA ESPECIALIZADA PARA LA ESTRUCTURACIÓN DE
CONCESIONES VIALES PARA EL SIGUIENTE GRUPO DE CARRETERAS
GRUPO 1 CENTRO-SUR
CORREDOR 1: GIRARDOT – PUERTO SALGAR - IBAGUÈ
ESTUDIO DE TOPOGRAFIA Y GEOMETRIA
TOPOGRAFIA
INFORME TOPOGRAFIA
ESCALA
Revisión Descripción Redactad
o
Fecha Averiguado Fecha Aprobado Fecha
0 Primera
Emisión
Salvatore Esposito
Francesco Romeo
Salvatore Esposito
MAR 2013
c t s Cap Doc Pgr Rev
1 0 0 H RE 001 0
ESTUDIO DE TOPOGRAFIA Y GEOMETRIA
TOPOGRAFIA
INFORME DE TOPOGRAFÍA
[2]
INDICE
INTRODUCCIÓN ................................................................................................................................... 8
LOCALIZACIÓN Y DESCRIPCIÓN GENERAL DE LAS INTERVENCIONES .................................................. 9
1.1 Tramo 1 - Sector 1 – Variante de Flandes y nuevo puente en Flandes sobre el rio
Magdalena ..................................................................................................................................... 10
1.2 Tramo 1 - Sector 2 – Girardot/Puerto Bogotá ................................................................... 13
1.3 Tramo 1 - Sector 3 – Puerto Bogotá / Puerto Salgar ............................................................... 16
1.4 Tramo 2 - Sector 1 – Ibagué/ Mariquita .................................................................................. 18
1.5 Tramo 2 - Sector 2 – Honda / Puerto Salgar............................................................................ 21
METODOLOGIA EMPLEADA............................................................................................................... 23
1.3 TOPOGRAFIA LIDAR .......................................................................................................... 23
1.3.1 Planificación de los Vuelos ........................................................................................ 28
1.3.2 EL PROCESO PRODUCTIVO DEL LEVANTAMIENTO LIDAR ......................................... 37
1.3.3 Planificación y Preparación del levantamiento Lidar ................................................ 38
1.3.4 OBTENCIÓN LIDAR ..................................................................................................... 40
1.3.5 OBTENCIÓN FOTOGRAMÉTRICA Y ELABORACIÓN DE LA ORTOFOTO....................... 45
1.3.6 Elaboración de las Imágenes ..................................................................................... 49
1.3.7 OBTENCION DE COORDENADAS DE LOS PUNTOS BASE............................................ 52
1.3.8 Planificación de la toma aérea .................................................................................. 54
1.4 TOPOGRAFIA TRADICIONAL .............................................................................................. 60
1.5 GEORREFERENCIACIÓN DEL LEVANTAMIENTO TOPOGRÁFICO TRADICIONAL ................. 61
1.5.1 EXPLORACIÓN DE VÉRTICES DE APOYO .................................................................... 61
1.5.2 MATERIALIZACIÓN Y POSICIONAMIENTO DE PUNTOS GPS ...................................... 64
1.5.3 ORIGEN DE COORDENADAS Y PARÁMETROS TÉCNICOS ........................................... 66
1.5.4 CONSOLIDADO POSTPROCESO POSICIONAMIENTO GPS (coordenadas elipsoidales y
planas de gauss) ........................................................................................................................ 69
1.5.5 ESPECIFICACIONES TÉCNICAS RECEPTORES GPS TRIMBLE ........................................ 72
1.5.6 ESPECIFICACIONES TÉCNICAS RECEPTORES GPS SOKKIA .......................................... 73
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1.5.7 PLANIMETRÍA ............................................................................................................ 74
1.5.8 LOCALIZACIÓN DE SITIOS DE TOPOGRAFIA TRADICIONAL ........................................ 76
1.5.8.1 SECTOR GIRARDOT-FLANDES .................................................................................... 76
1.5.8.2 SECTOR HONDA - PUERTO SALGAR ........................................................................... 79
1.5.8.3 SECTOR PUERTO BOGOTÁ – GIRARDOT .................................................................... 81
1.5.8.3.1 Tramo 1 (Nariño Guataqui) ............................................................................. 82
1.5.8.3.2 Tramo 2 (Guataqui-Ambalema) ...................................................................... 83
1.5.8.3.3 Tramo 3(Variante Cambao) ............................................................................. 84
1.5.8.3.4 Tramo 4(Cambao-Cárcel) ................................................................................ 84
1.5.8.4 SECTOR PUERTO BOGOTÁ – PUERTO SALGAR .......................................................... 85
1.5.8.3.1 Tramo “A-B” .................................................................................................... 86
1.5.8.3.2 Tramo “C-D” .................................................................................................... 87
1.5.8.3.3 Tramo “E-F” ..................................................................................................... 87
1.5.8.3.4 Tramo “G-H-L” ................................................................................................. 89
1.5.9 VERIFICACIÓN LIDAR VS PUNTOS DE CONTROL ........................................................ 90
1.5.10 RECURSOS DEL PROYECTO ........................................................................................ 91
1.5.11 CERTIFICADOS DE CALIBRACION ESTACIONES TOTALES ........................................... 92
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ............................................................................................ 96
LISTADO DE ANEXOS ......................................................................................................................... 98
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TABLA DE ILUSTRACIONES
Ilustración 1: Planimetría Proyecto ................................................................................................... 12
Ilustración 2: Diagrama de flujo en la elaboración del dato Lidar .................................................... 38
Ilustración 3: Parámetros de referencia GPS y PDOP ....................................................................... 39
Ilustración 4: Distribución de la densidad de los puntos. Localización de los “huecos” de densidad
........................................................................................................................................................... 41
Ilustración 5: RMSE SBET e PDOP ...................................................................................................... 42
Ilustración 6: Mismatch Example – antes de la corrección ............................................................... 43
Ilustración 7: Mismatch Example – luego de la corrección ............................................................... 43
Ilustración 8: Fases del proceso ........................................................................................................ 44
Ilustración 9: Metodologia de Ejecuciòn ........................................................................................... 46
Ilustración 10: Ejemplo de Reporte de vuelo .................................................................................... 48
Ilustración 11: Proceso de Calibración GPS/IMU .............................................................................. 51
Ilustración 12: Imagen Sistema de Referencia Geocéntrico para Las Américas ............................... 52
Ilustración 13: Ingreso y obtención de coordenadas de las estaciones permanentes ..................... 53
Ilustración 14: Listado de coordenadas semanales fijas calculadas para cada una de las estaciones
instaladas .......................................................................................................................................... 53
ILustración 15: RED MAGNA SIRGAS ................................................................................................. 55
Ilustración 16: GPS TOPCON HIPER ................................................................................................... 57
Ilustración 17: GPS Topcon Hipper .................................................................................................... 60
Ilustración 18: Exploración de vértices de apoyo IGAC – Estaciones permanentes Magna Eco....... 62
Ilustración 19: Exploración de vértices de apoyo IGAC Ibagué ......................................................... 62
Ilustración 20: Exploración de vértices de apoyo IGAC Honda ......................................................... 63
Ilustración 21: Exploración de vértices de apoyo IGAC Girardot-Flandes ........................................ 63
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Ilustración 22. Cálculo del posicionamiento GPS .............................................................................. 67
Ilustración 23. Ejemplo Base de datos consolidado de los puntos GPS posicionados ...................... 68
Ilustración 24. Visualización dispersión de puntos GPS en Google Earth ......................................... 72
Ilustración 25: Localización general Sector Girardot-Flandes ........................................................... 77
Ilustración 26: Localización general Sector Honda-Puerto Salgar..................................................... 80
Ilustración 27: Localización general de los Tramos Girardot-Nariño -Cambao ................................. 82
Ilustración 28: Localización general Tramo 1 (Nariño Guataqui). .................................................... 82
Ilustración 29: Localización general Tramo 2 (Guataqui-Ambalema). .............................................. 83
Ilustración 30: Localización general Tramo 3(Variante Cambao). .................................................... 84
Ilustración 31: Localización general Tramo 4(Cambao-Cárcel). ....................................................... 85
Ilustración 32: Localización general tramo "A-B" .............................................................................. 86
Ilustración 33: Localización general tramo "C-D".............................................................................. 87
Ilustración 34: Localización general tramo "E-F" .............................................................................. 88
Ilustración 35: Localización general tramo "G-H-L" .......................................................................... 89
Ilustración 36: Certificado de Calibración Estación Total Nikon DTM-332 ....................................... 92
Ilustración 37: Certificado de Calibración Estación Total Nikon DTM-332 ....................................... 93
Ilustración 38: Certificado de Calibración Estación Total Nikon DTM-420 ....................................... 94
Ilustración 39: Certificado de Calibración Estación Total Nikon DTM-420 ....................................... 95
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TABLA DE IMAGENES
Imagen 1: Cessna 182T ..................................................................................................................... 33
Imagen 2:Eurocopter AS 350B ......................................................................................................... 34
Imagen 3: HUGHES MD 500 ............................................................................................................. 35
Imagen 4: Camara Aerotransportada ............................................................................................... 35
Imagen 5: Materialización de puntos de control GPS ....................................................................... 64
Imagen 6: Posicionamiento GPS ....................................................................................................... 65
Imagen 7: Placa No 65 ...................................................................................................................... 65
Imagen 8. Placa No 60 ...................................................................................................................... 66
Imagen 9: Estación Nikon DTM322 en la toma de datos de la Variante Flandes ............................ 75
Imagen 10: Panorámica Sector Girardot – Flandes .......................................................................... 78
Imagen 11: Panorámica Sector Girardot - Flandes (zona montañosa) ............................................ 79
Imagen 12: Panorámica Sector Honda-Dorada (acceso).................................................................. 80
Imagen 13: Panorámica Sector Honda-Dorada ................................................................................ 81
Imagen 14: Referencia de localización para el acceso al tramo "E-F" ............................................. 88
Imagen 15: Panorámica sector "G-H-L" ........................................................................................... 89
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INDICE DE TABLAS
Tabla 1: Características Instrumentales ............................................................................................ 31
Tabla 2: Especificaciones Técnicas Cessna 182T ............................................................................... 32
Tabla 3: Eurocopter AS 350B ............................................................................................................. 33
Tabla 4: HUGHES MD 500 ................................................................................................................. 34
Tabla 5: Software e Hardware ........................................................................................................... 37
Tabla 6: valores PDOP ....................................................................................................................... 39
Tabla 7: Parametros de Vuelo ........................................................................................................... 54
Tabla 8: Estaciones de Control .......................................................................................................... 56
Tabla 9: Número de Fotografías. ....................................................................................................... 56
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[8]
INTRODUCCIÓN
El alcance de la estructuración del Grupo 1 Centro Sur consiste en el desarrollo de una vía
primaria de altas especificaciones para garantizar la conexión Sur – Norte del país, desde Santana
(Putumayo) hasta el norte del país mediante la unión con el proyecto Ruta del Sol II en el
municipio de Puerto Salgar.
El presente estudio de topografia pertenece al corredor denominado “Victoria Temprana” que
corresponde al desarrollo de las vías ubicadas al margen derecho e izquierdo del río Magdalena,
partiendo desde los Municipios de Flandes y de Ibaquè, finalizando en el sector de Puerto Salgar.
Para los tramos ubicados al margen izquierdo del río Magdalena, el alcance previsto es el de
rehabilitación, operación y mantenimiento de la vía existente que corresponde específicamente a
las vías nacionales Ibagué – Mariquita (longitud tot. aprox. de 103 Km ) y Honda – Puerto Salgar
(longitud tot. aprox. de 33,5 Km).
Para el tramo Flandes - Girardot – Puerto Bogotá – Puerto Salgar (El Korán), situado al lado
derecho del río Magdalena, que tiene una longitud total aproximadamente de 170 Km, la
intervención propuesta es de mejoramiento, operación y mantenimiento.
Los dos tramos del corredor 1 se conectarán mediante la construcción de un nuevo puente sobre
el río Magdalena en la jurisdicción de los Municipios de Puerto Salgar y La Dorada. En la margen
derecha del río, cerca de los accesos del nuevo puente, se plantea la construcción de una vía en
doble calzada que finalizará en el empalme con la vía Ruta del Sol II, en el sector conocido como El
Korán.
En el sur de este tramo se plantea la construcción de una variante que, sin atravesar los centros
urbanos de Girardot y Flandes, conecta directamente la vía Neiva – Girardot y Girardot- Ibagué –
Cajamarca con el tramo Girardot – Cambao – Puerto Salgar, a través de un sistema de
intercambiadores a desnivel, incluyendo la construcción del nuevo puente de Flandes en doble
calzada sobre el río Magdalena.
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[9]
LOCALIZACIÓN Y DESCRIPCIÓN GENERAL DE LAS INTERVENCIONES
A continuación se realiza una descripción de las principales características de las vías existentes,
de la orografia de los sitios afectados por las obras objeto de la estructuración, sintetizando las
actividades, los estudios y las intervenciones a desarrollar.
Las figuras mostradas a continuación, ilustran la ubicación geográfica de los tres corredores y un
detalle del corredor denominado “Victoria Temprana”:
El primer corredor Ibagué – Puerto Salgar – Girardot, está constituido por 2 tramos y por 5
sectores como a continuación se describe:
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[10]
Tramo 1: Une Flandes con Girardot y Puerto Salgar. En éste son reconocidos 3 sectores:
Sector 1: Variante di Flandes y nuevo puente sobre el rio Magdalena
Sector 2: Girardot / Puerto Bogotá
Sector 3: Puerto Bogotá/Puerto Salgar y nuevo puente sobre el rio Magdalena
Tramo 2: Une Ibagué con Puerto Salgar. En éste son reconocidos 2 Sectores:
Sector 1: Ibagué / Mariquita
Sector 2: Honda / La Dorada
1.1 TRAMO 1 - SECTOR 1 – VARIANTE DE FLANDES Y NUEVO PUENTE EN FLANDES SOBRE EL RIO MAGDALENA
Este proyecto está localizado en los municipios de Girardot y Flandes en el Departamento de
Cundinamarca y Tolima. Todo el tramo representa una variante a los Municipios de Flandes y
Girardot, que conecta la variante de Chicoral perteneciente a la concesión Girardot-Ibagué-
Cajamarca, con la ruta 45 Girardot – Puerto Salgar.
Actualmente la zona está delimitada al Norte del Rio Magdalena por la vía Girardot- Nariño que
corre en un territorio ondulado y al sur por la vía de Girardot-Ibagué-Cajamarca (var. de Chicoral),
en un área completamente plana.
La variante en proyecto prevé la construcción de una conexión vial en doble calzada de una
longitud aproximada de 5.5 Km entre el sector Girardot- Nariño (Cundinamarca) y la vía Nacional
Concesionada Girardot-Ibagué-Cajamarca. Para la conexión de la variante con el tramo Girardot –
Puerto Bogotá se plantea la construcción de un puente vehicular de doble calzada y sus accesos
sobre el río Magdalena que hacen parte de un trazado en doble calzada y de la conexión vial
antes mencionada.
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[11]
El tramo vial a realizar prevé una doble calzada para las rampas de acceso al puente la cual, se
realizará al sur del Rio Magdalena, para un desarrollo de 2.2 km, ocupando parte de una vía
municipal sin pavimento "via de Topacio" y se prolonga hasta el retorno con la actual concesión
Girardot-Ibagué-Cajamarca. En este punto se plantea la ejecución de un intercambiador a desnivel
con la realización de un sobrepaso.
En el sitio de empalme con la via de proyecto, la variante de Chicoral se presenta en doble
calzada, cada una con una longitud total de 10 m con separadores centrales de aproximadamente
3 metros.
En el tramo de interés, desde el punto de acoplamiento de la variante de Flandes con el
intercambiador de San Rafael, con una longitud igual a 4.6 km (que de hecho será ocupada por los
flujos en proyecto), la vía presenta un recorrido plano y óptimas condiciones de mantenimiento
de la pavimentación y de los elementos de margen.
Parte de la vía existente Girardot - Nariño - Puerto Bogotá està afectada por las obras de
proyecto, tiene una longitud igual a 1.1 km, para un tramo de 265 m la via se pone en doble
calzada.
En esta área la via existente presenta un recorrido plano-altimétrico ondulado; al lado izquierdo
de la sección típica se encuentra el rio Magdalena y al lado derecho estribaciones de la cordillera
oriental.
La vía actualmente se encuentra en calzada simple, con una sección transversal de ancho igual a
7m. El recorrido longitudinal tiene una pendiente media del 3.5%; el estado de mantenimiento de
la pavimentación y de los elementos de margen es modesto.
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[12]
Ilustración 1: Planimetría Proyecto
El proyecto del puente prevé una tipología de puente 'atirantado' y una longitud total cercana a
los 410 metros, con una luz central de 180 metros sobre el rio Magdalena.
La ubicación del puente de Flandes, de acuerdo a los estudios de ingeniería es la más adecuada
teniendo en cuenta aspectos técnicos, longitud de construcción, intervención al medio, tráfico y
condiciones de seguridad vial. Igualmente en esta zona no se presentan áreas ambientalmente
sensibles que se vean afectadas por el desarrollo del proyecto.
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[13]
Finalmente el sector 1 del Tramo I se ubica sobre el valle del rio Magdalena y estribaciones de la
cordillera oriental, la geomorfología corresponde a terrazas y valles aluviales.
Los suelos a ambos lados del río presentan buenas condiciones de estabilidad para realizar las
obras. El puente se emplaza con su estribo norte (margen derecha del Magdalena), apoyado en la
transición entre el depósito aluvial activo y la terraza aluvial; el estribo sur se apoya en la
transición entre depósito activo y el abanico de Espinal, que cubre ampliamente el valle del
Magdalena en este sector.
Los estribos del puente estarán ubicados aproximadamente a 50 m del borde del talud para evitar
afectación por cambios morfológicos de la corriente.
Se observa que ningún municipio presenta afectación por el proyecto, por tanto las interferencias
con servicios públicos se presentan únicamente con las redes eléctricas existentes en las rutas
Girardot-Nariño y vía de Topacio en Flandes; no representan complicación en términos de tiempo
ni de costos de construcción.
1.2 TRAMO 1 - SECTOR 2 – GIRARDOT/PUERTO BOGOTÁ
La carretera Girardot-Cambao-Puerto Bogotá está clasificada como la Ruta 45 y se conoce como la
Troncal del Magdalena. Recorre el departamento de Cundinamarca de sur a norte muy cerca de
la margen derecha del Río Magdalena.
El proyecto se inicia en la zona urbana de Girardot, en la Avenida Séptima (Pr.0) y su recorrido se
hace por zonas planas y onduladas en un 80 % de su longitud hasta su conexión con la Ruta
Nacional Guaduas-Honda, 6 km antes de llegar a Puerto Bogotá, a la altura sobre el nivel del mar
comprendida entre 250 m y 350 m.
La vía actualmente se encuentra en calzada simple con una sección transversal de anchura
cercana a los 6 m, se evidencia que por la cobertura vegetal y deslizamientos en la zona, la sección
transversal tal veces se reduce a un ancho de dimensión menor a un carril.
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Los parámetros de diseño geométrico de la carretera existente no garantizan en muchos tramos
la necesaria seguridad vial ni un adecuado confort para el usuario.
En particular en el tramo Cambao - Puerto Bogotá, la vía asume la connotación de una trocha,
mostrándose carente de pavimento para una gran parte del trazado, con un recorrido plano
altimétrico fuertemente irregular.
La vía se ubica en su totalidad al occidente del Departamento de Cundinamarca, sobre el valle del
Río Magdalena y estribaciones de la cordillera oriental, la geomorfología corresponde a terrazas y
valles aluviales con algunos afloramientos de rocas sedimentarias.
El tramo vial interesa prevalentemente a municipios y centros poblados de pequeñas
dimensiones, entre los cuales sepueden listar los siguientes:
NARIÑO
GARVANZAL
PORVENIR
LAS ISLAS
GUATAQUI
GRAMALOTAL
BELTRAN
CAMBAO
PUERTO BOGOTA
La vía tendrá una sección transversal tipo que prevé una calzada única conformada por dos
carriles de ancho igual a 3.65 m y una berma externa a ambos lados igual a 1.8 m; al margen de la
calzada sobre los dos lados, se prevé un espacio de anchura igual a 1.25 m, que en los tramos de
corte albergará el canal hidráulico de línea y en los tramos en terraplén la eventual barrera
metálica. La longitud total de la intervención es 137 km c.a.
En relación con la orografía de la zona, fueron identificados tramos con características
homogéneas y definido el correspondiente tramo homogéneo de velocidad de diseño. El análisis
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[15]
de la evolución prevalente del terreno en sentido longitudinal y particularmente transversal al eje
vial, tiene la siguiente clasificación del terreno por tramos homogéneos:
- Tramo homogeneo n.0: de k. 0,00 a k. 3,7000 => terreno plano
- Tramo homogeneo n.1: de k. 4,800 a k. 22,850 => terreno plano
- Tramo homogeneo n.2: de k. 22,850 a k. 27,150 => terreno montanoso
- Tramo homogeneo n.3a: de k. 27,150 a k. 30,000 => terreno plano
- Tramo homogeneo n.3b: de k. 30,000 a k. 31,500 => terreno montanoso
- Tramo homogeneo n.4: de k. 31,500 a k. 38,240 => terreno montanoso
- Tramo homogeneo n.5a: de k. 38,240 a k. 43,00 => terreno plano
- Tramo homogeneo n.5b: de k. 43,000 a k. 45,000 => terreno ondulado
. - Tramo homogeneo n.6: de k. 45,000 a k. 48,950 => terreno ondulado
- Tramo homogeneo n.7: de k. 48,950 a k. 72,800 => terreno plano
- Tramo homogeneo n.8: de k. 72,800 a k. 76,800 => terreno ondulado
- Tramo homogeneo n.9: de k. 76,800 a k. 84,950 => terreno plano
- Tramo homogeneo n.10a: de k. 84,950 a k. 86,000 => terreno montanoso
- Tramo homogeneo n.10b: de k. 86,000 a k. 92,00 => terreno ondulado
- Tramo homogeneo n.11: de k. 92,000 a k. 97,500 => terreno montanoso
- Tramo homogeneo n.12a: de k. 97,500 a k. 102,000 => terreno ondulado
- Tramo homogeneo n.12b: de k. 102,000 a k. 125,500 => terreno plano
- Tramo homogeneo n.13a: de k. 125,000 a k. 127,000 => terreno ondulado
- Tramo homogeneo n.13b: de k. 127,000 a k. 131,200 => terreno montanoso
La clasificación del tipo de terreno es coherente según los criterios definidos en el parrafo. 1.2.2
del Manual de Diseño Geométrico INVIAS 2008.
Las intervenciones hidráulicas son simples cruces del cuerpo vial para garantizar la continuidad de
las quebradas existentes. In este sector no hay cruces hidráulicos significativos, los más
importantes son:
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RÍO SECO
QUEBRADA APAUTA
QUEBRADA CANEYES
QUEBRADA SECA
RIO CHAGUANI
Se presentan algunas interferencias con servicios públicos, específicamente con redes eléctricas
existentes a lo largo del sector las cuales no representan una complicación en términos de tiempo
y costos de construcción.
Con respecto al tema ambiental se observa que en el área de estudio no hay presencia de
ecosistemas de alto valor, no hay presencia de resguardos indígenas ni comunidades
afrodescendientes en el área de influencia directa. La zona no presenta hallazgos arqueológicos.
1.3 Tramo 1 - Sector 3 – Puerto Bogotá / Puerto Salgar
El proyecto se encuentra localizado a lo largo del corredor que comunica los municipios de Puerto
Bogotá y Puerto Salgar, ubicado al occidente del departamento de Cundinamarca y limita con el
departamento de Caldas.
La vía se desarrolla en una franja cerca de la margen derecha del Río Magdalena a la altura sobre
el nivel del mar comprendida entre 250 m y 350 m; el proyecto se inicia en la zona suburbana de
Puerto Bogotá, y su recorrido se hace por zonas planas o ligeramente onduladas en la mayoría de
su longitud, hasta su conexión con la Ruta del Sol en una zona conocida como el Korán, a pocos
kilómetros al norte de Puerto Salgar.
La vía actualmente está en afirmado carente de pavimento y con un recorrido plano altimétrico
fuertemente irregular, la sección transversal es de anchura menor a los 6 m.
El alcance de proyecto prevé el mejoramiento de la vía existente: todos los parámetros de diseño
geométrico asignados tanto a la sección transversal como al trayecto planoaltimétrico del eje
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proyectado son coherentes con las especificaciones de la Ley 105 de 1993 y del Manual de Diseño
del INVIAS.
El proyecto prevé también la construcción, operación y mantenimiento de un puente de una
calzada sobre el río Magdalena al sur del Municipio de Puerto Salgar, con una longitud de 3.0 Km,
incluyendo los accesos que conectarán la vía Puerto Bogotá – Puerto Salgar y la vía Honda – La
Dorada.
El proyecto pretende conectar los dos tramos viales y descongestionar el casco urbano de los
municipios de Puerto Salgar y La Dorada. La longitud total de la intervención es 36.5 km c.a.
La vía del nuevo puente y el eje principal desde el km 0 hasta el km 27 c.a. (conexión con la vía del
nuevo puente de Puerto Salgar) tendrá una sección transversal tipo que prevé una calzada única
conformada por dos carriles de anchura igual a 3.65 m y una berma externa a ambos lados igual a
1.8 m. En la margen derecha del río, cerca de los accesos del nuevo puente, se plantea la
construcción de una vía en doble calzada que finalizará en el empalme con la vía Ruta del Sol II, en
el sector conocido como El Korán.La sección transversal tipo se conforma por cuatros carriles, dos
por cada dirección, de ancho igual a 3.65 m, una berma externa a ambos lados igual a 2.5 m y una
berma interna igual a 1.0 m. En la zona central de la carretera está previsto un separador de
ancho igual a 2 m.
Al extremo de la calzada sobre los dos costaos de la vía, se prevé un espacio de ancho igual a 1.25
m, que en los tramos de corte albergará el canal hidráulico de línea y en los tramos en terraplén la
eventual barrera metálica.
El tramo vial no involucra directamente algún centro urbano, tiene de hecho origen en una zona
suburbana de Puerto Bogotá y sobrepasa el municipio de Puerto Salgar mediante una variante en
doble calzada; la conexión con Puerto Salgar se realiza mediante la conexión de una vía local
existente.
Las interferencias con servicios públicos se presentan solo con las redes eléctricas e hídricas
existentes en la zona del casco urbano de Puerto Bogotá. Aunque no afecta los municipios
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habitados, en la zona de Puerto Salgar existen diferentes estructuras de compañías de petróleo y
gas (ECOPETROL, Pacific Rubiales Company etc.); el proyecto vial fue efectuado teniendo en
cuenta las posibles interferencias con el fin de minimizarlas. Se prevee la protección, mediante
estructuras especificas en concreto armado, de algunas tuberías existentes.
Con respecto al tema ambiental se observa que en el área de estudio no hay presencia de
ecosistemas de alto valor, no hay presencia de resguardos indígenas ni comunidades
afrodescendientes en el área de influencia directa. En la zona de Puerto Salgar existe una
interferencia con un área de manejo ambiental especial conocida como Laguna de Coco para cuya
sustracción fue iniciado el procedimiento respectivo ante la CAR. La zona no presenta hallazgos
arqueológicos.
1.4 Tramo 2 - Sector 1 – Ibagué/ Mariquita
La vía en estudio se encuentra ubicada en el Departamento del Tolima, en el corredor que une los
municipios de Ibagué y Mariquita; el proyecto objeto tiene una longitud de 103 kilómetros.
El Setor 1 del Tramo 2 se ubica en su totalidad al oriente del valle del rio Magdalena y
estribaciones de la cordillera central, la geomorfologia corresponden a terrazas y valles aluviales
con algunos afloramientos de rocas sedimentarias e igneas.
El corredor termina en zona urbana de Mariquita y discurre en su mayor parte sobre zonas planas
y onduladas, con terraplenes que no superan los 3m de altura y sin mayores afectaciones y en
muchos casos ya existen obras como muros en gavión y concreto para la estabilidad de los más
altos.
La carretera Ibagué - Mariquita, atraviesa cuatro tipos de terreno: Plano, Ondulado, Montañoso y
Escarpado:
K8+000 al K12+250, K24+000 al K28+250, K72+000 al K76+250, K84+00 al K96+250, este
sector de la vía en estudio se clasifica como terreno Plano ya que su pendiente es menor o igual al
3%;
ESTUDIO DE TOPOGRAFIA Y GEOMETRIA
TOPOGRAFIA
INFORME DE TOPOGRAFÍA
[19]
K1+300 al K8+000, K12+000 al K24+000, K28+000 al K44+000, K60+000 al K64000,
K68+000 al K72+000, K76+000 al K84+000 y del K96+000 al K103+308, este sector de la vía en
estudio se clasifica como terreno Ondulado, ya que su pendiente oscila entre el 3 y 6 %;
44+000 al K52+000, K56+000 al K60+000 y del K64+000 al K68+000, su tipo de terreno es
Montañoso ya que su pendiente varía entre el 6% y el 8%;
K52+000 al K56+000, se identificó un tipo de terreno Escarpado ya que se presentan
pendientes mayores al 8%.
Esta vía se clasifica como primaria de una calzada, según su funcionalidad (capitulo 1 MDG08).
La vía objeto del proyecto se encuentra en pavimento flexible, con un ancho de vía total de 9.30
metros, conformada por dos carriles de ancho igual a 3.65 m y una berma externa a ambos lados
igual a 1.0 m.
El alcance de proyecto prevé el rehabilitacion de la vía existente, sin embargo se prevé el
mejoramiento puntual de las características de los parámetros de diseño geométrico como el
trayecto planoaltimétrico del eje proyectado.
El tramo vial intercepta los centros poblados y los municipios que intervienen la zona del
proyecto. En el Tramo del Proyecto se tiene que seis municipios influyen directamente en el área
sobre la cual se plantea el desarrollo del proyecto vial, todas ubicadas en el departamento del
Tolima.
El tramo se caracteriza principalmente porque los cascos urbanos de los municipios se desarrollan
de manera adyacente a la vía.
Existen seis municipios que influyen directamente en el área del proyecto:
El Salado (Ibagué)
Alvarado
Venadillo
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TOPOGRAFIA
INFORME DE TOPOGRAFÍA
[20]
Lérida
Armero
Guayabal
Mariquita
Se presentan algunas interferencias con servicios públicos, específicamente con redes eléctricas
existentes acueducto y gas domiciliario a lo largo del sector, estas no representan una
complicación en términos de tiempo y costos de construcción.
Las intervenciones hidráulicas son simples cruces del cuerpo vial para garantizar la continuidad de
las quebradas existentes. In este sector los cuerpos hidráulicos más significativos son:
Rio Sabandija
Rio Lagunilla
Rio Bledo
Rio Recio
Quebrada Honda
Quebrada de Galope
Con respecto al tema ambiental se observa que en el área de estudio no hay presencia de
ecosistemas de alto valor, no hay presencia de resguardos indígenas ni comunidades
afrodescendientes en el área de influencia directa.
ESTUDIO DE TOPOGRAFIA Y GEOMETRIA
TOPOGRAFIA
INFORME DE TOPOGRAFÍA
[21]
1.5 Tramo 2 - Sector 2 – Honda / Puerto Salgar
La vía en estudio se encuentra ubicada al oriente de los departamentos de Tolima y Caldas, en el
corredor que une las poblaciones Municipales de Honda y Puerto Salgar, el proyecto objeto tiene
una longitud de 33 kilómetros.
La carretera Ibagué - Mariquita, atraviesa tre tipos de terreno: Plano, Ondulado, Montañoso y
Escarpado:
K16+000 al K24+250, su tipo de terreno es Plano ya que su pendiente es menor o
igual al 3%;
K4+250 al K8+000, K12+000 al K16+000 y del K24+000 al K33+418, este sector de la
vía en estudio se clasifica como terreno Ondulado, ya que la pendiente oscila entre
el 3 y 6 %
K0+000 al K4+000 y K8+000 al K12+000, su tipo de terreno es Montañoso ya que su
pendiente varía entre el 6% y el 8%.
El Sector se ubica sobre el valle del rio Magdalena y estribaciones de la corrdillera central, la
geomorfologa corresponden a terrazas y valles aluviales con algunos afloramientos de rocas
sedimentarias e igneas.
El corredor inicia en la entrada del municipio de Honda (Tolima) sobre la ruta 45, sobre una zona
plana con algunos cortes en roca sin procesos de inestabilidad de taludes, los procesos presentes
son asociados a erosión y no tienen gran afectación sobre la vía, en el PR 32+356 en el costado
derecho hay un deslizamiento el cual se ha manejado adecuadamente con la contención de un
muro en gavión, en general los cortes presentan flujos de detritos y caídas de bloques.
En cuanto a los terraplenes, éstos se encuentran en su mayoría en buen estado, no son muy altos
y ya existen obras de confinamiento de los mismos, adicionalmente en casi todo el trayecto
existen cunetas en concreto paralelas a la vía. La mayoría de estas afectaciones se desarrollan
sobre la estructura del pavimento.
ESTUDIO DE TOPOGRAFIA Y GEOMETRIA
TOPOGRAFIA
INFORME DE TOPOGRAFÍA
[22]
Esta vía se clasifica como primaria de una calzada, según su funcionalidad (capitulo 1 MDG08).
La vía objeto del proyecto se encuentra en pavimento flexible, con un ancho de vía total de 9.30
metros, conformada por dos carriles de ancho igual a 3.65 m y una berma externa a ambos lados
igual a 1.0 m.
El alcance de proyecto prevé el rehabilitacion de la vía existente, sin embargo se prevé el
mejoramiento puntual de las características de los parámetros de diseño geométrico como el
trayecto planoaltimétrico del eje proyectado.
El tramo vial intercepta los centros poblados y los municipios que intervienen la zona del
proyecto. En el Tramo del Proyecto se tiene que tres municipios influyen directamente en el área
sobre la cual se plantea el desarrollo del proyecto vial, todas ubicadas en el departamento del
Tolima.
El tramo se caracteriza principalmente porque los cascos urbanos de los municipios se desarrollan
de manera adyacente a la vía.
Existen tres municipios que influyen directamente en el área del proyecto:
Honda
Dorada
Puerto Salgar
Las intervenciones hidráulicas son simples cruces del cuerpo vial para garantizar la continuidad de
las quebradas existentes. En este sector los cuerpos hidráulicos más significativos:
Rio Purnio
Rio Guarino
Con respecto al tema ambiental se observa que en el área de estudio no hay presencia de
ecosistemas de alto valor, no hay presencia de resguardos indígenas ni comunidades
afrodescendientes en el área de influencia directa.
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INFORME DE TOPOGRAFÍA
[23]
METODOLOGIA EMPLEADA
Dado las caracteristicas topograficas del terreno, la extension de los corredores y teniendo en
cuanta el alcanse del proyecto, se opto por desarrollar el levantamiento de topografia mediante
LIDAR y toma de fotografias aereas.
El LIDAR proporciona nubes de puntos apartir de estas se generan DSM, DTM y las curvas de nivel,
los cuales estan dentro de las especificaciones del proyecto. Las fotografias aereas mediante
procesos fotogrametricos obtienen como producto Ortofotos que proporcionan un apoyo visual
para ubicar fisicamente el proyecto.
En algunos sectores se tuvo que emplear topografia tradicional, por motivos de seguridad no era
posible el levantamiento LIDAR: en dichos sectores se ubican la Carcel de Cambao y la base
militar de Puerto Salgar. Se desarrollaron levantamientos complementarios para los diseños como
la variante de cambao y conexión al Koran en el municipio de Puerto salgar.
Para los dos puentes sobre el rio Magdalena se decidio la topografia tradicional para una mayor
presición la cual se requiere para este tipo de estructuras.
Se anexa el plano general de topografia donde se ilustra lo anteriormente descrito.
1.3 TOPOGRAFIA LIDAR
El trabajo comisionado por FONADE para el levantamiento cartográfico de los corredores viales
Colombianos (Grupo1), como se definió en la invitación y en el capitulado de licitación, coloca
algunos retos importantes de orden técnico y operacional. Los elementos principales que
caracterizan el proyecto y que han concurrido a la definición de las técnicas más idóneas de
levantamiento, así como a las modalidades de ejecución del mismo, se listan a continuación:
Características del territorio en términos de morfología, desniveles y cobertura del
terreno.
Condiciones meteorologica prevalentes
Logística de las operaciones de vuelo
Seguridad del personal involucrado
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[24]
Características Geomorfológicas
Las vías aferentes al corredor 1 del Grupo1 de estructuración, “ Victoria Temprana”, se extienden
por ambos lados del rio Magdalena en los departamentos Tolima, Cundinamarca y Caldas, por una
longitud total de unos 300 km aproximadamente. Atraviesan territorios prevalentemente de
colina o de llanura, pero alcanzan también los 2.000 metros para atravesar algunos tramos de la
Cordillera Central. El terreno está cubierto por largos tramos de vegetación espontanea
constituida por arbustos y árboles aislados, para volverse mucho más densa en algunos.
La morfología del terreno (desniveles), el curso más o menos lineal de las carreteras objeto del
levantamiento y la cobertura del terreno sobrevolado, en términos de tipología de la vegetación y
de distribución de las zonas urbanizadas, constituye un elemento fundamental en la decisión de
una técnica específica de levantamiento. En particular los desniveles que existen a lo largo del
recorrido y el curso más o menos rectilíneo de las vías condicionan la decisión del medio aéreo a
utilizarse (aeromóvil o helicóptero).
Clima
Colombia está situada, desde el punto de vista climático, en un área de convergencia intertropical,
caracterizada por nubosidad y lluvias persistentes, sobre todo en correspondencia de las franjas
costeras y de las elevaciones montañosas internas, acompañadas por una elevada tasa de
humedad. La fuerte radiación solar determina además frecuentes fenómenos convectivos, que
implican el desarrollo de nubes de tipo cauliforme conforme la mañana avanza.
Logística de las operaciones de vuelo
Antes de decidir el tipo de medio aéreo a utilizar, fue necesario verificar la calidad de la asistencia
técnica y logística disponible en los aeropuertos ubicados a lo largo del recorrido, con particular
atención en la disponibilidad de combustible para la tanqueada de los medios. Fue también
necesario evaluar las eventuales restricciones de tipo militar al tráfico de aeromóviles civiles, así
como la distribución y la ubicación de las zonas vetadas al sobrevuelo. En caso de falta de
combustible o de incertidumbre acerca de su disponibilidad se hizo necesario planificar la
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[25]
utilización de cisternas móviles para colocar sobre las bases consideradas estratégicas para el
buen resultado de las misiones de vuelo.
Seguridad del personal
En consideración de las condiciones de inestabilidad política y de conflicto permanente presente
en algunas zonas del país, se decidió tomar todas las precauciones para tutelar la seguridad de las
operaciones y del personal responsable de las operaciones en el campo. Tales medidas son:
Utilización de personal local. Es fundamental utilizar pilotos con un profundo
conocimiento de las características morfológicas, climáticas y operativas del lugar. Los
cambios repentinos de las condiciones meteorológicas y el terreno prevalentemente
montañoso con fuertes desniveles locales imponen un conocimiento consolidado del
terreno y de las vías de fuga en caso de baja visibilidad o de nubes con base inferior a las
cuotas de vuelo planificadas. El conocimiento puntual del territorio es importante
también para los equipos de topógrafos posicionados a lo largo del recorrido, para la
identificación de lugares idóneos para el posicionamiento y a la operatividad de las
estaciones móviles GPS.
Limitación de la presencia de personal en el terreno. Todas las operaciones de
levantamiento y enganche de los modelos Lidar y de la cartografía a la red geodésica
IGAC quedan a cargo del comitente, que de todas formas tiene el deber de relevar del
terreno aquellos elementos útiles a la proyección, no directamente identificables por las
imágenes aéreas.
Coordinación de las operaciones de vuelo con las entidades militares de control.
Existen algunas áreas particularmente expuestas a la eventualidad de acciones de
combate hacia aeromóviles que vuelan a baja cuota, para el sobrevuelo de las cuales es
importante un intercambio diario de informaciones con las autoridades militares. Esto
lleva a la necesidad de utilizar personal local experto, capaz de asegurar este vital
intercambio de informaciones.
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[26]
Selección de las técnicas de levantamiento
Los requisitos del capítulo, en términos de cuidado y de contenido de los layer geográficos
informativos, pueden ser alcanzados tanto a través de la utilización de técnicas fotogramétricas
clásicas, como con el recurso de técnicas Laserscanner aviotransportado. El levantamiento con
láser montados sobre vehículos que recorren físicamente la carretera, si bien resultando eficaz en
términos de inventario de las señales, de levantamiento de los accesos a la carretera y del estado
de desgaste del manto vial, en este caso no es suficiente para describir los declives que la
delimitan y las franjas de respeto previstas por el capitulado mismo.
En orden de importancia, los factores que han determinado la selección de las técnicas de
levantamiento más eficaces son los siguientes:
Condiciones meteorológicas. La frecuente y persistente capa nubosa es un factor
determinante para preferir la técnica Lidar a la fotogramétrica. El Laserscanner permite hacer
un levantamiento del terreno aun en presencia de nubes o de neblinas densas. Mitigando así
el impacto de la variable climática sobre las operaciones de levantamiento aéreo, es posible
definir con mayor confiabilidad un crono programa de la fase de levantamiento.
Características instrumentales. El láser scanner, por los principios de su
funcionamiento, es capaz de realizar mediciones de cuota muy detalladas, elemento este de
gran importancia cuando se deben planificar operaciones de movimiento de tierra en fase
de realización o de adecuación de la carretera. Las informaciones altimétricas son en este
caso más importantes que las planimetrías. El Lidar es capaz de penetrar la vegetación (en
nuestro caso la copa de los árboles que cubren la carretera) y medir con buen detalle la cuota
del terreno subyacente.
Un producto accesorio de este instrumento es la imagen de intensidad del terreno
sobrevolado, generada por la diferente intensidad de retorno del haz Laser, luego de su
interacción con el terreno. La imagen de intensidad, que se asemeja a una foto en blanco y
negro, es orto-rectificada y posee todas aquellas características que la hacen útil en una
primera fase de análisis cualitativo del terreno sobrevolado.
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[27]
Como complemento de los elementos informativos requeridos y como soporte de la sucesiva
fase de restitución de la cartografía numérica, se planifico el acople del sensor Lidar con una
cámara digital de pequeño formato equipada con objetivos oportunamente calibrados, para
permitirle operaciones básicas de medida fotogramétrica, pero sobre todo para realizar una
ortofoto de gran resolución espacial (pixel con medida al suelo comprendida entre 10 y 12
cm) como soporte de la precisa identificación de todos los elementos de interés del
estructurador.
Selección del medio aéreo
Un atento análisis del trazado, realizado sobre la base de la cartografía técnica IGAC suministrada
por el cliente, sobre trazados GPS levantados bajo modalidad cinemática recorriendo las
carreteras objeto del levantamiento y sobre su confrontación con las bases cartográficas que se
encuentran en Google Earth, nos convencieron de la posibilidad de utilizar tanto la aeronave
como el helicóptero, en función de las características morfológicas de cada tramo vial. En
especial, en presencia de tramos prevalentemente rectilíneos y de diferencias de altura
contenidas, se prefirió utilizar el avión, mientras que en los pocos casos caracterizados por fuertes
desniveles y/o por un trazado más tortuoso, se privilegió el uso del helicóptero.
Esta decisión se derivó de consideraciones de tipo económico, en cuanto el uso donde es posible
del avión comporta una contención de los costos por hora de vuelo y una mayor estabilidad de la
trayectoria durante la obtención Lidar.
La definición de la velocidad de avance respecto al terreno es otro importante parámetro en la
fase de preparación del proyecto por cuanto, para garantizar una densidad suficiente de los
puntos Lidar por unidad de superficie, es importante contener la velocidad del medio en 100 kts. y
es por lo tanto importante que el medio sea maniobrable y estable en su trayectoria de vuelo a
esta velocidad.
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[28]
Definición de las áreas
La precisa definición de las áreas resultó ser una fase muy importante y delicada de todo el
proceso. Se trataba de definir los parámetros esenciales para una precisa planificación de los
vuelos, mitigando al mismo tiempo los riesgos de introducir coordenadas no suficientemente
precisas en el sistema de navegación, que pudiesen no ser perfectamente coincidentes con el
efectivo eje vial.
Las figuras y las tablas que siguen contienen un extracto de los archivos finales de identificación y
georeferenciaciòn de los corredores y de las respectivas franjas de obtención planificadas.
1.3.1 Planificación de los Vuelos
La precisa georeferenciaciòn del trazado es el presupuesto indispensable para una correcta
planificación, capaz de garantizar parámetros coherentes en los tiempos y en los costos del
levantamiento. Considerado que la franja de cubrimiento del Lidar ha sido dimensionada con un
ancho de 350 metros (con este ancho la densidad de puntos por metro cuadrado el detalle plano-
altimétrica es coherente con los requisitos del capitulado y con la exigencia del cliente de poder
utilizar el levantamiento también en fase de proyección ejecutiva), era importante, para la
economía de todo el proyecto, minimizar el número de los repasos. Se planificó la inclusión de
una franja lateral mínima, respecto al eje vial, de 160 metros (el valor máximo, entre las franjas
previstas en el capitulado, que es posible cubrir con un solo repaso). Tal precaución permitió
proyectar repasos rectilíneos aun en los casos de leves desviaciones de la carretera y contener el
número total de los repasos en un 15%.
Obtención de los datos Lidar y de los frame digitales
En los últimos años el levantamiento 3D del terreno con Laser Scanner aviotransportado ha
evolucionado mucho, siguiendo el fuerte desarrollo tecnológico de los sensores. La puesta a
punto de instrumentos capaces de cubrir grandes extensiones a resoluciones y detalle cada vez
mayores, ha hecho esta técnica de levantamiento competitiva frente a otros instrumentos más
tradicionales como la fotogrametría.
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[29]
En el presente trabajo, el dato Lidar es utilizado para realizar modelos digitales del terreno,
coherentes y de alta resolución de corredores viales, apalancándose en la posibilidad de modelar
el terreno incluso que está por debajo de la vegetación.
Dadas la densidad de puntos Lidar y la resolución de la imagen fotográfica requerida por el
proyecto, hemos considerado oportuno planificar un levantamiento simultáneo de datos Lidar y
fotogramétricos a través del uso de aeronaves con doble escotilla. Las velocidades de obtención y
las alturas de operación necesarias para la obtención de los dos grupos de datos son coherentes
para generar ventajas operativas y económicas gracias a la obtención simultánea.
Los instrumentos
En consideración a la especificidad del proyecto, hemos seleccionado una tipología de Lidar que,
adquiriendo a alta densidad sobre una franja de cubrimiento estrecha, responde mejor a los
requisitos técnicos del trabajo y a las características del territorio por levantar. El instrumento
utilizado es el LMS – Q560 de la Riegl. Las macro-características que lo identifican son:
La distribución uniforme de los impulsos Laser que el instrumento garantiza
La estrecha franja de cubrimiento y la correspondiente alta densidad de impulsos que lo
hacen particularmente apto al “Corridor Mapping”.
Se trata de hecho de un Laser de espejo rotante que, diversamente da los laser de tipo Push-
Broom, garantiza una distribución más uniforme de los puntos sobre el terreno. El Riegl LMS-Q560
tiene una frecuencia de adquisición de 200 Hz y una amplitud angular efectiva del haz laser de
45°, valores que permiten limitar el número de las franjas y acoplar al mismo tiempo una cámara
digital de pequeño formato como la Canon EOS 5D MarkII capaz de obtener imágenes de alta
resolución (pixel incluido de 10 y 12 cm sobre el terreno) sobre una franja de amplitud
ligeramente mayor de la garantizada por el Lidar. Para obtener dicha combinación la cámara ha
sido acoplada con un objetivo calibrado de longitud focal de 50mm.
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[30]
La tabla que sigue reporta las características de los instrumentos:
Performance LM 6800-ˇ240 Riegl LMS –Q560
Cuota operacional 80 - 1500 m nominal
Nivel de cuidado *
5 cm < 500 m (1 sigma)
10 cm < 1000 m (1 sigma)
15 cm < 2000 m (1 sigma)
20 cm <3000 m (1 sigma)
Cuidado planimétricos * 1/550 altitud de vuelo (1 sigma)
Intervalo de resolucion 1 cm
Angulo de escansion Variable de 0 a ±25
Amplitud de la cobertura Variable de 0 m a 0.68 x altitud
Resolucion angulare 0.01°
Frecuencia de escansion Variable, maximum 70 Hz
Longitud de onda Laser 1064 nm
Laser repetition rate
33 kHz (max. altitud AGL 3500 m)
50 kHz (max. altitud AGL 2500 m)
70 kHz (max. altitud AGL 1700 m)
100 kHz (max. altitud AGL 1100 m)
Beam divergence Variable: 0.26 mrad (1/e) o 0.85 mrad
(1/e)
“Eye safe” altitude limit 80 m @ 0.85 mrad
1500 m @ 0.26 mrad
Medida de Intensidad Activa para cada impulso recibido
Datos obtenidos
Simultaneous measurement in range
of up to 4 pulses for each pulse
emitted
Clasificacion Laser Class IV laser products (FDA CFR 21)
Receptor GPS Internal Novatel Millenium DL
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[31]
Performance LM 6800-ˇ240 Riegl LMS –Q560
Alimentación 28 VDC @35 A peak
Temp. de funcionamiento -10 / +50°C
Humedad 0-90 % sin condensación
Tabla 1: Características Instrumentales
La cámara digital de pequeño formato acoplada al Lidar, la Canon EOS 5D Mark II, está equipada
con un sensor CCD de tipo CMOS y formato de 35,8 x 23,9 mm, capaz de una resolución de 21,1
megapixel. El tiempo de disparo en automático puede variar de 30 a 1/8.000 seg. Análogamente
al sensor Lidar Riegl, la cámara Canon EOS 5D es extremadamente robusta y capaz de funcionar
en condiciones ambientales externas extremas. Esta característica es esencial en entornos
operativos caracterizados por constantes vibraciones, fuertes cambios térmicos y un elevado
grado de humedad.
CONDICIONES MINIMAS TECNICAS OPERACIONALES
Para minimizar el riesgo de una degradación en la precisión plano altimétrica del levantamiento,
Aerodata fijó unas condiciones operativas más estrictas respecto de aquellas mínimas impuestas
por las características totales del sistema, como:
Visibilidad simultanea de al menos 6 satélites
Elevación sobre el horizonte de satélites mayor a 10 grados
PDOP < 3
Estaciones GPS dentro de los 60 - 70 km desde la posición de la aeronave, o también utilización de
las Virtual Reference Stations con Applanix PosPAC Mobile Mapping Suite (MMS).
Aeronaves
La adquisición Laser Escáner de este proyecto prevee la utilización de Aeromóviles capaces de
mantener una trayectoria de vuelo estable con base a la velocidad. Las aeronaves utilizadas en
este proyecto son el Cessna 182T y, en los tramos con mayor desnivel, el helicóptero EC 135 y el
Hughes MD 500. Las plataformas están en capacidad de garantizar:
Gran flexibilidad operativa
Velocidad durante la toma de 75 a 140 kts
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[32]
Optima adaptabilidad a proyectos medio-pequeños
Cessna 182T – Caracteristicas tecnicas
Tripulación 1+1 Operador
Capacidad 1 Piloto + 4 Pasajeros
Modelo Cessna 182T
Longitud 8.84 m
Apertura alas 10.97 m
Altura 2.84 m
Superficie alas 16.20 m²
Propulsores Lycoming IO-540-AB1A5
Peso vacío 906 kg
Máximo peso 1,406 kg
Autonomía km. 2,712 km
Velocidad máxima 150 kts a nivel del mar
Velocidad de crucero 145 kts at 3,350 m (11,000 ft) (65% power)
Tangencia aerodinámica 4,850 m
Tabla 2: Especificaciones Técnicas Cessna 182T
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[33]
Imagen 1: Cessna 182T
Eurocopter AS 350B – Características técnicas
Tripulación 1+1 operador
Capacidad 1 Piloto + 5 Pasajeros
Modelo Eurocopter AS 350B
Longitud 12.94 m
Diámetro rotor 10.69 m
Altura 3.34 m
Propulsor Turbomeca Arriel 1D1
Peso vacío 1.220 kg
Máximo peso al decolaje 2.250 kg
Autonomía Km. 670 km
Velocidad máxima 150 kts a nivel del mar
Velocidad de crucero 135 kts at 3,350 m (11,000 ft) (65% power)
Tangencia aerodinámica 6.100 m
Tabla 3: Eurocopter AS 350B
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TOPOGRAFIA
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[34]
Imagen 2:Eurocopter AS 350B
HUGHES MD 500
Tripulación: 1 a 2 Personas
Capacidad: 5 en total
Modelo: Hughes MD 500
Longitud: 30 pies 10 pulgadas (9,4 m)
Diámetro del rotor: 26 pies 4 pulgadas (8.03 m)
Altura: 8 pies 2 pulgadas (2,48 m)
Peso en vacío: 1.088 libras (493 kg)
Peso máximo al despegue: 2.250 libras (1.157 kg)
Planta motriz: 1 × Allison 250-C20 turboeje, 278 CV (207 kW)
Rendimiento
Velocidad máxima: 152 nudos (175 mph, 282 km / h)
Velocidad de crucero: 125 nudos (144 mph, 232 km / h)
Rango: 375 millas (605 km)
Techo de servicio: 16.000 pies (4.875 m)
Velocidad de subida: 1.700 ft / min (8,6 m / s)
Tabla 4: HUGHES MD 500
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TOPOGRAFIA
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[35]
Imagen 3: HUGHES MD 500
Imagen 4: Camara Aerotransportada
Estaciones GPS en Tierra
Para la obtención simultánea de datos GPS (Estaciones GPS en tierra durante la toma aérea) ha
sido puesto a disposición el siguiente instrumento:
Novatel L2 Dual frequency
Se trata de un receptor GPS de doble frecuencia y 12 canales, capaz de recibir satélites tanto en
frecuencia L1 como en frecuencia L2 y registrar datos con frecuencia mayor a 1Hz. Puede además
registrar en modalidad RTK usando los datos de la red local MAGNA SIRGAS.
ESTUDIO DE TOPOGRAFIA Y GEOMETRIA
TOPOGRAFIA
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[36]
Los datos de estas estaciones, oportunamente posicionadas en áreas escogidas a lo largo del
recorrido y espaciadas cada 60 – 70 km, son utilizados para definir de manera detallada las
trayectorias de la aeronave, permitiendo una precisa orientación de los datos obtenidos.
Software e Hardware
Para la elaboración Aerodata utiliza Workstations y PCs High-End y softwares dedicados. Algunas
aplicaciones son específicas para resolver y eliminar incongruencias en la unión de repasos
paralelos. Otras soluciones como GeoCUE, que se integra al paquete Terrasolid son proyectadas
por un sistemático control de calidad.
Tipo / modelo Año de Producción
Número
de
licencias
Lidar Data Processing
Terrasolid Terrascan 2007 (annual
maintenence) 3 licenses
Terrasolid TerraPhoto 2007 (annual
maintenance) 2 licenses
Terrasolid TerraMatch 2007 (annual
maintenance) 2 licenses
Terrasolid
TerraModeller
2007 (annual
maintenance) 2 licenses
POSPAC MMS 2007 (annual
maintenance) 3 licenses
GeoCue V 5 2007-2008 2 licenses
CAD/GIS:
Bentley Microstation
V8 1990-2007 2 licenses
Autocad MAP 2007 2006 3 licenses
ESTUDIO DE TOPOGRAFIA Y GEOMETRIA
TOPOGRAFIA
INFORME DE TOPOGRAFÍA
[37]
ESRI ArcGIS 9.2 ArcInfo
(3D Analyst, Spatial
analyst
1999-2010 2 licenses
CAD Power Lines PLS-CADD 2008 (annual
maintenance) 2 licenses
Storage / DATA Back
Up
NAS Storage 16 TB 2009 4
SAN Storage 12 TB 2007-2008 2
Tabla 5: Software e Hardware
1.3.2 EL PROCESO PRODUCTIVO DEL LEVANTAMIENTO LIDAR
El diagrama de flujo abajo reportado ilustra el flujo de elaboración del dato Lidar. Los elementos
en negro indican las fases en el momento inicial, mientras que las que presentan letra azul las
fases que se derivan de anteriores elaboraciones. En rojo se reportan Ios momentos de
verificación y control de calidad de las fases de extracción del DTM. El personal involucrado en los
procesos está indicado al lado.
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[38]
Ilustración 2: Diagrama de flujo en la elaboración del dato Lidar
1.3.3 Planificación y Preparación del levantamiento Lidar
El imput de la fase productiva es el plano de vuelo definitivo, junto a la PDOP chart, que identifica
las posibles ventanas operativas. Junto a ellas entran en el proceso los archivos de calibración del
instrumento y los datos de la red MAGNA SIRGAS.
El posicionamiento de las áreas de calibración es discutido en relación con el plano de vuelo
ejecutivo e integrado con los archivos de calibración y la PDOP chart del operador del sistema.
ESTUDIO DE TOPOGRAFIA Y GEOMETRIA
TOPOGRAFIA
INFORME DE TOPOGRAFÍA
[39]
Calibración del sensor
Nuestros sensores LIDAR se calibran anualmente por la casa constructora. Luego de la instalación
sobre la aeronave se realizan los procedimientos previstos para la eliminación de los errores
sistemáticos generados por las desalineaciones específicas de cada sensor, en términos de roll,
pitch y yaw con las geometrías de instalación.
Estado y geometría de la constelación GPS (valores PDOP)
Los puntos críticos que diferencian el levantamiento Lidar del aerofotogrametrico están en la
necesidad del primero de contar con una excelente información de posición de la constelación
GPS.
Los parámetros para definir una óptima referencia de posición son Ios siguientes:
Parameter
Number of GPS satellites > 6
Satellite elevation > 10°
PDOP (Position Dilution of
Precision)
< 3
Tabla 6: valores PDOP
Parámetros de referencia GPS y PDOP
El resultado es el grafico que sigue, donde las áreas verdes identifican el logro de las condiciones
predeterminadas.
Ilustración 3: Parámetros de referencia GPS y PDOP
ESTUDIO DE TOPOGRAFIA Y GEOMETRIA
TOPOGRAFIA
INFORME DE TOPOGRAFÍA
[40]
1.3.4 OBTENCIÓN LIDAR
La verificación de calidad post-vuelo confirmando el logro de los parámetros de planificación son:
LIDAR en formato DXF or Shape, que muestra la cobertura de los repasos
Flight del operador a bordo
Un listado de las CA
LIDAR de los repasos transversales
El grafico PDOP de cada misión individual
El resultado de este proceso son los parámetros burdos de “Range Trajectory”.
LLENADO DEL LEVANTAMIENTO
El llenado, entendido como completamiento de la cobertura, es controlado por el operador de
sistema durante el levantamiento. Al finalizar el vuelo se produce una gráfica que tiene en cuenta
la orografía del área sobrevolada. El resultado de esta fase consiste en:
Eventuales huecos de cobertura Lidar, en formato DXF o Shape
Density Maps (Raster Geotiff) de los retornos Lidar
Eventual planificación de los vuelos de completamiento
El llenado en términos de densidad de los puntos relevados se verifica generando una imagen de
las densidades de las mediciones en formato GeoTIFF ad 1m de resolución:
ESTUDIO DE TOPOGRAFIA Y GEOMETRIA
TOPOGRAFIA
INFORME DE TOPOGRAFÍA
[41]
Ilustración 4: Distribución de la densidad de los puntos. Localización de los “huecos” de
densidad
Producción de los “POS Trajectory Data”
La determinación de las trayectorias constituye la parte más importante y delicada del proceso de
elaboración. Una correcta trayectoria es fundamental para generar una buena nube de puntos, en
términos de detalle y de soldadura entre repasos adyacentes.
Usando el software MMS Applanix, el paquete Data Analyst extrae Ios datos POS, carga los de las
estaciones fijas GPS ITALGEO, calcula las correcciones diferenciales y une los datos IMU y GPS. La
solución de trayectoria, llamada Smoothed Best Estimate of Trajectory (SBET), es computada
utilizando instrumentos de representación gráfica dedicados. La figura que sigue reporta algunos
ejemplos:
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TOPOGRAFIA
INFORME DE TOPOGRAFÍA
[42]
Ilustración 5: RMSE SBET e PDOP
Las fases sucesivas de elaboración son:
Extracción de la nube de puntos
Preparación de las tablas
Strip matching
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INFORME DE TOPOGRAFÍA
[43]
Esta última fase es muy crítica para la calidad del producto final. Abajo reportamos unos
ejemplos gráficos de esta corrección.
Ilustración 6: Mismatch Example – antes de la corrección
Ilustración 7: Mismatch Example – luego de la corrección
ESTUDIO DE TOPOGRAFIA Y GEOMETRIA
TOPOGRAFIA
INFORME DE TOPOGRAFÍA
[44]
El esquema que sigue representa gráficamente las fases del proceso.
Ilustración 8: Fases del proceso
Clasificacion Ground – Non Ground
Esta clasificación se hizo utilizando algoritmos paramétricos diferentes para las diversas tipologías
de terreno. Las tipologías son seleccionadas principalmente con base en la orografía y a la
cobertura (vegetal y no) de los suelos.
Los datos de clasificación nativos son utilizados para la extracción del DSM First Pulse.
En particular los elementos tomados en consideración en esta fase son:
Inclinaciòn del terreno
Angulo de iteraccion
ESTUDIO DE TOPOGRAFIA Y GEOMETRIA
TOPOGRAFIA
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[45]
Distancia de Iteraccion
Dimension maxima de las edificaciones
Parámetros diversos de clasificación pueden ser discutidos e identificados con el cliente final, con
base en sus necesidades específicas.
1.3.5 OBTENCIÓN FOTOGRAMÉTRICA Y ELABORACIÓN DE LA ORTOFOTO
La cámara digital Canon, como el sensor Lidar son armados de manera sólida a una unidad de
medición inercial del equilibrio (IMU – Inertial Measuring Unit) del tipo Applanix POSAV.
Tal unidad permite registrar el equilibrio de la aeronave (valores angulares sobre los ases Pitch,
Roll y Yaw) en cada instante del vuelo y remontarse a la exacta localización de los centros di toma
de cada fotograma o a la orientación absoluta de la nube de puntos generada por el sensor Lidar.
A la unidad IMU se le acopla un receptor GPS para registrar la posición de los sensores en cada
instante del vuelo.
El equipo IMU/GPS, conectado al sistema de toma, será el POSAV System de Applanix
Corporation.
Las imágenes “raw” (burdas) son registradas en los discos portátiles del sistema a
bordo de la aeronave (Data Unit or “DU”).
Las imágenes “raw” son registradas en dobles hard disk para cada sensor. Ello significa
13 sensore x 2 = 26 hard disks.
Los datos GPS/IMU son registrados en el sistema POSAV de Applanix.
La navegación será asistida por el sistema Track’air “X-track” Flight Management
System.
Los datos GPS de la aeronave serán registrados a 5 Hz, L1/L2 y los datos IMU a 200 Hz.
El offset del sistema IMU referidos al lente principal de la cámara y al eje del Lidar son
cuidadosamente medidos por el fabricante de la instrumentación y vueltos a medir luego del
montaje sobre la aeronave.
ESTUDIO DE TOPOGRAFIA Y GEOMETRIA
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INFORME DE TOPOGRAFÍA
[46]
El offset dx1 , dy1 ,dz1 , de la antena GPS fijada en la aeronave es medido con precisión respecto
al a referencia del punto de la cámara. (top center).
El offset de esta referencia punto del centro óptico del lente principal, es suministrado por el
fabricante de la cámara. (dx2 , dy2 , dz2)
El offset final es:
dx = dxs1 + dx2,
dy = dy1 + dy2,
dz = dz1 + dz2
GPS-antena
dx1, dy1 ,dz1
Punto de referencia de la cámara
Offset suministrado por el fabricante dx2 , dy2 , dz2
Ilustración 9: Metodologia de Ejecuciòn
La descripción de la metodología de ejecución del trabajo y el nivel de reporte de los datos
confirman la adherencia a los estándares internacionales.
Obtención Aérea
Luego de haber coordinado con las entidades de control del tráfico aéreo y obtenido la
autorización para operar sobre el área del proyecto, la tripulación seguirá la normal rutina diaria.
Luego de haber verificado las condiciones meteorológicas y través del análisis de las imágenes
Lente principal
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INFORME DE TOPOGRAFÍA
[47]
satelitales y con un breve briefing con la oficina meteorológica, el piloto y el navegador deciden la
posibilidad de ejecutar el proyecto en términos de seguridad para la fase de vuelo y en términos
de condiciones idóneas al buen resultado de las tomas aéreas en función de las condiciones
climáticas.
Durante la toma aérea se monitorean las condiciones climáticas diligenciando un reporte y
registrando en el sistema de navegación la presencia de eventuales nubes y/o sombras sobre el
terreno para poder repetir los repasos no idóneos donde sea necesario.
Durante la fase de vuelo el operador fotográfico verifica:
El correcto funcionamiento de la cámara
El correcto funcionamiento del sistema GPS and IMU
El control de la presencia de nubes, humo y/o sombras
Diligencia un formato con los tiempos de exposición de la cámara, cuales repasos se
realizaron, las condiciones meteorológicas, etc.
Se asegura que se respeten los parámetros de la inclinación de los rayos solares.
Al final de la misión se diligencia un reporte de vuelo que se pondrá a disposición de los colegas
que realizaran las siguientes fases del trabajo.
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[48]
Ilustración 10: Ejemplo de Reporte de vuelo
ESTUDIO DE TOPOGRAFIA Y GEOMETRIA
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[49]
Al regreso de la misión, luego de haber realizado las verificaciones sobre la aeronave, todas las imágenes contenidas en la “Onboard Data Unit” serán transferidas al server de producción. Lo mismo se hará para los datos GPS/IMU que serán transferidos a través de la ficha PCMCIA de Applanix.
1.3.6 Elaboración de las Imágenes
La elaboración de las imágenes desde level 00 a level 2 es un proceso de tipo “batch”. El
procesamiento de level 2 a level 3 es en cambio realizado parcialmente con una modalidad
interactiva (colocación y corrección radiométrica) y sucesivamente en modalidad “batch”.
Level-00 data (Sensor Raw Data)
Formato binario especifico de Vexcel
2 files (copia A e B) para disparo y sensor
Contiene las informaciones de encabezado, los datos de los pixel
Control y verificación
Output: Level-0 data (Verified Sensor Raw Data)
Informaciones y formato como para el nivel 00 data
1 file por disparo y sensor
Pre - Elaboración
Corrección Radiométrica
Output: Level-1 data (Rad. Corrected Sensor Data)
TIFF-formato
1 file por disparo
Elaboración
Diligenciamiento y registro imagen
Correcciones Geométricas
Generación de la imagen a Color a alta resolución
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[50]
Output: Level-2 data (processed images)
DFI-formato (16-bit) = formato interno de Microsoft con modelo piramidal
Set di files (imagen Pancromática de alta resolución y de la imagen a Color de baja
resolución)
Pansharpen
Generación de la imagen a Color de alta resolución
Aplicación de los valores de radiometría del operador
Output: Level-3 data (imagines finales)
Formato especifico solicitado (por el cliente)
Imágenes Pancromáticas, RGB de alta definición
Monitoreo del procesamiento
Para controlar todos los procesos de elaboración se utiliza la UltraMap Job Monitor.
Puesto que se pueden realizar muchas misiones de vuelo, diversos procesamientos pueden
realizarse contemporáneamente incrementando la velocidad del trabajo.
GPS/IMU Post Processing
El post-processing de los datos GPS/IMU sucede utilizando el software MMS APPLANIX POSPAC.
Este software permite utilizar diversas estaciones GPS fijas en tierra y ofrece numerosas
posibilidades para verificar los datos gráficamente.
Extracción
Descompresión de los datos binarios
Control y consistencia de los datos (ej.: Datos GPS+IMU)
ESTUDIO DE TOPOGRAFIA Y GEOMETRIA
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INFORME DE TOPOGRAFÍA
[51]
PROC-processing (combined GPS + IMU)
En el PROC-processing Ios datos GNSS e IMU se combinan entre sí. El output es la trayectoria
“allanada” de la posición de la cámara fotográfica.
Luego la transformación sucede en el Saudí Geodetic Datum 2000. Sobre la base de los eventos
registrados (tiempo de exposición) Ios parámetros de orientación externos X0 , Y0 , Z0 ,omega,
phi, kappa y las desviaciones estándar para X0 , Y0 , Z0 ,omega, phi, kappa serán calculadas
(interpolación).
PosPac MMS plots:
Smoothed Performance Metrics -> Caida de los errores de posición Norte, Este Calibración de los parámetros de instalación -> X,Y,Z Reference Primary GPS
Lever Arm (antena offset) Solution Status -> Numero de SV’s Solution Status -> PDOP; longitud linea de base
A continuación se reporta una síntesis gráfica del proceso de calibración GPS-IMU:
Flowchart of GPS/IMU processing and calibration of IMUFlowchart of GPS/IMU processing and calibration of IMU
for every flight a boresight will be done !
Ground station Y:GPS data (RINEX)
Ground station Z:GPS data (RINEX)
Ground station X:GPS data (RINEX)
POSEO
= transformation from WGS84 to UTM (zone xx)Output = final coordinates and angles
Photo-ID, E,N,H,o,p,k
select boresight area of this flight4 strips
10 photos / strip
Aerial triangulation of these 40 photosOutput = photo-coordinates
photo-coordinates
CALQC = calibration and quality control
=> IMU calibration of omega,phi,kappa
POSEO
= transformation from WGS84 to UTM (zone xx)Output = temporary coordinates and angles
Photo-ID, E,N,H,o,p,k
Delivery to client:Photo-no, E,N,H,o,p,k in ETRS89, UTM zone 29 or 30
Software: APPLANIX, POSPAC AIR
see: http://www.applanix.com/products/pospac_airborne_index.php
flight 1 Export GPS data aircraft for client -> RINEX
POSGPS
processing of GPS data recorded on aircraft+ ground station data 1 sec. data
=> DGPDcoordinates in WGS84
POSPROC
processing of DGPS and IMU data=> position and angles in WGS84 system
Ilustración 11: Proceso de Calibración GPS/IMU
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[52]
En síntesis, la metodología adoptada sirve para extraer los siguientes productos:
Del levantamiento Lidar:
DSM
DTM
Imágenes de Intensidad
Cartografía numérica
De las imágenes digitales de pequeño formato:
Ortofoto
Auxilio a la restitución de cartografía numérica
Es importante notar que, para el alistamiento de los instrumentos de toma a bordo de las
aeronaves, los ases “ópticos” de los dos sensores (Lidar y Cámara digital) no coinciden, tienen una
diferente distancia de la antena del sistema GPS/IMU. Ello puede comportar un local y leve
desalineamiento entre ortofoto y cartografía vectorial, situación ineludible visto el componente
de prospección de vegetación y edificaciones que se encuentra en la imagen fotográfica.
1.3.7 OBTENCION DE COORDENADAS DE LOS PUNTOS BASE
Ilustración 12: Imagen Sistema de Referencia Geocéntrico para Las Américas
Fuente: Extraido de www.sirgas.org/
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[53]
Ilustración 13: Ingreso y obtención de coordenadas de las estaciones permanentes
Fuente: Extraido de www.sirgas.org
Ilustración 14: Listado de coordenadas semanales fijas calculadas para cada una de las
estaciones instaladas
Fuente: Extraido de www.sirgas.org/
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[54]
1.3.8 Planificación de la toma aérea
En consideración de las características técnicas de la instrumentación y de los requisitos del
capitulado, los vuelos fueron planificados según los parámetros que se reportan en la siguiente
tabla:
Altura sobre el terreno 500 metros
Velocidad máxima durante la obtención 45 metros/segundo
Ancho de la franja de obtención Lidar 390 metros útiles
Densidad promedio de los puntos Lidar mayor de 5 por metro cuadrado
Numero de retornos por impulso Lidar Hasta 5 (limitados por formato LAS 1.2)
Ancho de la franja de obtención fotográfica 450 metros útiles
Dimensión promedio del Pixel sobre el terreno 10 cm
Tabla 7: Parametros de Vuelo
Los repasos se planifican a altura constante, por lo tanto cada variación de la elevación del
terreno subyacente induce una variación en la amplitud de las franjas de cobertura de los dos
sensores. Los cambios de altura de los repasos se planificaron para mantener tales variaciones al
interior de un margen de variación del 20%.
Para tener en cuenta eventuales imprecisiones en la conducción de la aeronave, de la
momentánea degradación de la señal GPS, de los efectos producidos por el viento o la eventual
turbulencia a la altura de trabajo, hemos restringido la franja de cobertura de los dos sensores a
los siguientes valores:
Lidar 300 metros
Cámara digital 400 metros
Estos valores se utilizaron en la definición de las franjas de cobertura de cada repaso.
Estaciones GPS para la orientación y la georeferenciaciòn de los datos
Durante las misiones de vuelo se utilizaron los datos de una serie de estaciones GPS posicionadas
a lo largo del recorrido de manera tal que durante la obtención la aeronave no esté nunca a una
distancia superior a los 70 km de por lo menos una de ellas.
ESTUDIO DE TOPOGRAFIA Y GEOMETRIA
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[55]
La ubicación de las estaciones fijas de la red MAGNA SIRGAS se evidencia en la corografía arriba
reportada. Para el levantamiento de las vías aferentes al Grupo1 se utilizaron 3 estaciones fijas de
la red MAGNA SIRGAS, la estación T-T-34 Honda, C-T-20 Coello, 51-CM-3 de los cuales se anexa
los certificados correspondientes a dichos puntos y dos estaciones móviles ubicadas en el
municipio de Gualanday y la Sierra. Estas estaciones se encuentran ubicadas en el plano general
de topografía el cual esta anexo al presente informe.
En la siguiente ilustración se observan las estaciones fijas magna sirgas de las cuales se tomaron la
T-T-34 Honda, C-T-20 Coello, 51-CM-3 Cundinamarca.
ILustración 15: RED MAGNA SIRGAS
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[56]
La tabla que sigue ilustra los resultados del cálculo estático de la red de estaciones GPS utilizadas,
reportando las coordenadas en el sistema UTM WGS84.
PROYECTO
PUNTO DE
CONTROL
X_PLANAS GAUSS
(ESTE)
Y_PLANAS GAUSS
(NORTE) ELEVACION H
PTO BOGOTA-GIRARDOT 51-CM-3 1018398,479 923311,96 261,128
PTO BOGOTA-GIRARDOT C-T-20 920913,251 991670,53 256
PTO BOGOTA – PTO
SALGAR - HONDA T-T-34 927587,314 1067765,917 217,134
IBAGUE GUALANDAY 893781,611 966071,333 492,88
Tabla 8: Estaciones de Control
Síntesis de los repasos de cubrimiento de cobertura de los tramos viales individuales
El “Grupo1” de vías, relacionado con el corredor numero 1 fue subdividido en tres líneas de
levantamiento. La proyección de los repasos de cobertura, para cada linea, dio lugar a la siguiente
tabla:
Corredor Numero de repasos Numero de fotogramas
Puerto Salgar – Honda 24 716
Puerto Salgar – Puerto Bogotá 28 1229
Mariquita - Ibagué 63 2030
Tabla 9: Número de Fotografías.
ESTUDIO DE TOPOGRAFIA Y GEOMETRIA
TOPOGRAFIA
INFORME DE TOPOGRAFÍA
[57]
Estaciones GPS utilizadas durante el levantamiento LIDAR
En los puntos de control anteriormente mencionados fueron utilizados equipos de tipo GPS de
tipo TOPCON HIPER con las siguientes características:
Ilustración 16: GPS TOPCON HIPER
Tracking
Number of Channels 226 Channels
Signals Tracked GPS: L1 C/A, L1, L2P(Y), L2, L2C
code and carrier
GLONASS: L1 C/A, L1P, L2 C/A,
L2P code and carrier
SBAS (WAAS/EGNOS/MSAS) L1
code and carrier
QZSS L1 code and carrier
Galileo, COMPASS1
Antenna Type Integrated Antenna w/ internal
ground plane
Technology Quartz Lock Loop, Intelligent
Tracking Optimization
ESTUDIO DE TOPOGRAFIA Y GEOMETRIA
TOPOGRAFIA
INFORME DE TOPOGRAFÍA
[58]
Topcon AMR, Integrity
Monitoring (RAIM)
Universal Tracking Technology
Topcon AFRM, Co-op Tracking
Positioning Accuracy*
RTK (L1+L2) H: 10 mm + 1.0 ppm; V: 15 mm +
1.0 ppm
Static Fast Static (L1)
H: 3 mm + 0.8 ppm; V; 4 mm +
1.0 ppm
Fast Static (L1+L2)
H: 3 mm + 0.5 ppm; V:; 5 mm +
0.5 ppm
Kinematic (L1, L1+L2)
H: 10 mm + 1.0 ppm; V: 15 mm +
1.0 ppm
DGPS < 0.4 m
SBAS < 0.6 m
Autonomous < 1.2 m
Maximum Data Rate 20 Hz
Communication
RTK Broadcast LongLinkTM 300m+ Range,
Maximum of 3 simultaneous
rovers
Bluetooth® Yes
Serial Yes
ESTUDIO DE TOPOGRAFIA Y GEOMETRIA
TOPOGRAFIA
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[59]
USB Yes, Client
Data & Memory
Memory 4GB internal (non-removable)
Real Time Data Output TPS, RTCM SC104 v 2.x, 3.x;
CMR/CMR+
ASCII Output NMEA 0183 version 2.x and 3.0
Physical
Dimensions 150 (W) x 150 (D) x 64 (H) mm
6 (W) x 6 (w) x 1.5 (H) inch
Weight 850 gms, 1.87lbs
Status Display / Panel MINTER
External Power
Connector
Yes
Power Supply
Operation Time Up to 20 hours
Environmental
Operating temperature -20ºC to +65ºC with internal
batteries
-40ºC to +65ºC without internal
batteries
(external power)
Storage temperature -40ºC to +70ºC
Humidity 100%, condensing
Water & Dustproof IP67 (1 meter submersion, fully
ESTUDIO DE TOPOGRAFIA Y GEOMETRIA
TOPOGRAFIA
INFORME DE TOPOGRAFÍA
[60]
rating dustproof)
1 Support for Galileo and
COMPASS will be incorporated
into HiPerSR when constellations
have matured and are ready for
commercial use.
Ilustración 17: GPS Topcon Hipper
CONCLUSIONES
A partir del levantamiento LIDAR se obtuvo una densidad de puntos mayor a 5 por metro
cuadrado, con estos puntos se generaron curvas cada 50 cm, el modelo digital de superficies DSM,
el modelo digital de terreno DTM, y ortofotos con un tamaño de pixel de 10 cm sobre el terreno,
el cual es empleado como apoyo visual en el diseño geométrico.
Se anexan a este informe final un plano general de topografía en formato dwg, certificaciones
puntos IGAC y ortofotos.
1.4 TOPOGRAFIA TRADICIONAL
Aunque la información LIDAR presenta un alto grado de confiabilidad siempre es necesario realizar
la validación de los datos mediante topografía convencional, para determinar la calidad de la
información obtenida y complementar la generada mediante este, lo cual es realizado mediante
levantamientos planimétricos y altimétricos de detalle y amarrados a puntos de control de la red
geodésica nacional.
Fue necesario realizar el levantamiento topográfico mediante topografía convencional en los
sectores en los cuales el levantamiento LIDAR no fue realizado por ser zonas restringidas (zonas
militares) o presentarse una densa vegetación que impiden realizar el levantamiento mediante el
ESTUDIO DE TOPOGRAFIA Y GEOMETRIA
TOPOGRAFIA
INFORME DE TOPOGRAFÍA
[61]
sistema LIDAR, además de pertenecer a sectores en los cuales era requerida una información de
detalle por tratarse de las zonas de puentes y retornos.
Se complementó el levantamiento LIDAR, en algunos sectores donde no fue posible llevarlo a cabo
por razones de seguridad, se desarrollaron levantamientos complementarios para el diseño
geométrico, como el puente ubicado en el municipio de Puerto Salgar sobre el rio magdalena y
otro ubicado en el municipio de Flandes también sobre dicho rio, la variante a Flandes y conexión
al Koran la cual conecta con ruta del sol fase II, debido a que se necesitaba mayor precisión para
este tipo de estructuras, estos sectores se evidencian mediante un polígono en el Plano General
de Topografía (Anexos).
Para la ejecución de los levantamientos topográficos de planimetría y altimetría, se utilizaron
receptores GPS, Estación Totales Electrónicas Nikon las cuales cuentan con sus respectivos
certificados de calibración
1.5 GEORREFERENCIACIÓN DEL LEVANTAMIENTO TOPOGRÁFICO TRADICIONAL
Se comienza realizando una mojonizacion con sus respectivas placas, en cada sector a realizar
topografía tradicional, el cual consecuentemente se complementa con un posicionamiento
Estático GPS georreferenciado al sistema de referencia Magna Sirgas con puntos de control del
Instituto Geográfico Agustín Codazzi.
1.5.1 EXPLORACIÓN DE VÉRTICES DE APOYO
Se realizó la consulta de los vértices de apoyo en la página web del Instituto geográfico Agustín
Codazzi y con la descripción de los vértices consultados se realizó en la zona del proyecto la
exploración de los puntos geodésicos más cercanos.
Para el control vertical y horizontal se amarró el proyecto a los puntos calculados mediante el
proceso de posicionamiento por GPS, para determinar coordenadas Norte, Este, altura elipsoidal y
ortométrica.
ESTUDIO DE TOPOGRAFIA Y GEOMETRIA
TOPOGRAFIA
INFORME DE TOPOGRAFÍA
[62]
Ilustración 18: Exploración de vértices de apoyo IGAC – Estaciones permanentes Magna Eco
Fuente: Extraído del IGAC
Ilustración 19: Exploración de vértices de apoyo IGAC Ibagué
Fuente: Extraído del IGAC
ESTUDIO DE TOPOGRAFIA Y GEOMETRIA
TOPOGRAFIA
INFORME DE TOPOGRAFÍA
[63]
Ilustración 20: Exploración de vértices de apoyo IGAC Honda
Fuente: Extraído del IGAC
Ilustración 21: Exploración de vértices de apoyo IGAC Girardot-Flandes
Fuente: Extraído del IGAC
ESTUDIO DE TOPOGRAFIA Y GEOMETRIA
TOPOGRAFIA
INFORME DE TOPOGRAFÍA
[64]
1.5.2 MATERIALIZACIÓN Y POSICIONAMIENTO DE PUNTOS GPS
Los puntos de apoyo se materializaron con una placa de bronce, incrustadas en zonas duras o en
un mojón en concreto fundido en el sitio. Estos puntos se materializaron en parejas para la
definición de una línea de amarre. Teniendo definido el vértice del I.G.A.C., que permite realizar la
corrección diferencial a los puntos que se van a determinar, se procedió al posicionamiento,
ubicando los equipos denominados Rover en cada uno de los puntos a determinar, con sesiones
promedio de una hora, o según (25 min + 5min/cada km) tiempo suficiente para adquirir una
precisión confiable.
Imagen 5: Materialización de puntos de control GPS
Fuente: Extraído del IGAC
El posicionamiento GPS se realizó para los nuevos puntos GPS a partir de los diferentes vértices de
control de la red nacional perteneciente al Instituto Geográfico Agustín Codazzi, mediante el
empleo de equipos GPS, empleando el método diferencial estático con sesiones de toma de datos
de Una hora.
ESTUDIO DE TOPOGRAFIA Y GEOMETRIA
TOPOGRAFIA
INFORME DE TOPOGRAFÍA
[65]
Imagen 6: Posicionamiento GPS
Fuente: Elaboración Propia
En las siguientes imágenes se puede observar el equipo receptor GPS empleado para el
posicionamiento y la placa debidamente rotulada e instalada en las cercanías a los sectores de
trabajo mediante topografía convencional para el levantamiento de detalles.
Imagen 7: Placa No 65
Fuente: Elaboración Propia.
ESTUDIO DE TOPOGRAFIA Y GEOMETRIA
TOPOGRAFIA
INFORME DE TOPOGRAFÍA
[66]
El mojón denominado GPS 65 se encuentra en la vía Puerto Salgar – Puerto Bogotá frente al predio
de acceso a la válvula 53 del oleoducto, de igual manera pertenece al tramo denominado EF
levantado planimetrica y altimétricamente con topografía convencional.
Imagen 8. Placa No 60
Fuente: Elaboracion Propia.
La placa denominada GPS 60 se encuentra incrustada en Sardinel existente sobre la vía Girardot –
Nariño en el K3+900 frente a una cantera en el costado izquierdo, de igual manera pertenece al
tramo denominado Variante Girardot – Flandes levantado planimétrica y altimétricamente con
topografía convencional por tratarse de un sector en el cual se proyecta realizar un puente de
conexión entre la vía de acceso Girardot hacia el municipio de Coello y la vía de Acceso Girardot –
Nariño.
1.5.3 ORIGEN DE COORDENADAS Y PARÁMETROS TÉCNICOS
El cálculo de la información se procesó con origen de acuerdo a la zona de trabajo origen Bogotá,
en Datum Magna, que tiene como sistema de referencia MAGNA_Colombia_Bogota (IF94, época
1995.4, elipsoide GRS80):
ESTUDIO DE TOPOGRAFIA Y GEOMETRIA
TOPOGRAFIA
INFORME DE TOPOGRAFÍA
[67]
LATITUD = 4,596200 N
LONGITUD = -74,077508 W
Planas Origen BOGOTA
Norte = 1000.000 metros Este = 1000.000 metros
La información resultante del posicionamiento GPS se postproceso mediante el programa Astech
Solucion, con los parámetros del modelo geoidal (EGM96), y un ajuste mediante el software
Magna Sirgas para el traslado de base (estación continua Magna Eco DORA al vértice IGAC
denominado NPA6CM7 pero que no cuenta con certificación de coordenadas) efectuado para los
puntos de control del corredor Puerto Bogotá - Puerto Salgar del cual en la siguiente salida gráfica
se observa el esquema de posicionamiento mediante el vector resultante.
Ilustración 22. Cálculo del posicionamiento GPS
Los resultados de los posicionamientos GPS para la obtención de las coordenadas de cada uno de
los puntos Mojonizados y posicionados se pueden observar en la tabla denominada
“CONSOLIDADO POSTPROCESO POSICIONAMIENTO GPS (coordenadas elipsoidales y planas de
gauss)” la cual cuenta con la información de coordenadas elipsoidales y planas de Gauss Kruger,
además de la base IGAC para la determinación de sus coordenadas y el tramo o sector para el cual
se mojonizo, posicionó y cálculo el Nuevo punto GPS.
ESTUDIO DE TOPOGRAFIA Y GEOMETRIA
TOPOGRAFIA
INFORME DE TOPOGRAFÍA
[68]
Ilustración 23. Ejemplo Base de datos consolidado de los puntos GPS posicionados
1.5.4 CONSOLIDADO POSTPROCESO POSICIONAMIENTO GPS (coordenadas elipsoidales y planas de gauss)
TRAMO PUNTO GPS
X_PLANAS GAUSS (ESTE)
Y_PLANAS GAUSS (NORTE)
ELEVACION H
VERTICE DE AMARRE
LATITUD LONGITUD h ELIPSOIDAL
DESCRIPCION/ LOCALIZACION
IBAGUE - MARIQUITA
13-TL-2 889137.055 983930.366 778.36 NO APLICA 4°27'0.73"N 75° 4'34.85"W 800.617 10 KM ANTES DE IBAGUE
(LERIDA - IBAGUE) IBAGUE -
MARIQUITA A18-TW 909326.117 1067633.82 470.089 NO APLICA 5°12'26.22"N 74°53'43.34"W 489.918 VERTICE IGAC MARIQUITA
PTO BOGOTA-GIRARDOT
C-T-20 920913.251 991670.53 256 NO APLICA 4°31'13.89"N 74°47'24.50"W 274.735 KM .20 VIA GUATAQUI
AMBALEMA GIRARDOT-
FLANDES TT14 908526.832 965622.672 302.419 NO APLICA 4°17'5.56"N 74°54'5.35"W 320.638 COELLO
IBAGUE - MARIQUITA
TT15 908376.625 1029237.78 345.112 NO APLICA 4°51'36.34"N 74°54'12.59"W 366.292 LERIDA
PTO BOGOTA-GIRARDOT
TT34 927587.314 1067765.92 217.134 NO APLICA 5°12'31.22"N 74°43'50.40"W 235.341 PTO BOGOTA
IBAGUE - MARIQUITA
GPS 12 907972.657 1029836.28 340.214 GPS-T-T-15 4°51'55.80"N 74°54'25.72"W 359.347 LERIDA
IBAGUE - MARIQUITA
GPS 15 909484.062 1063951.24 445.378 A-18-TW-1 5°10'26.36"N 74°53'38.05"W 465.287 1.9 KM VIA LERIDA MARIQUITA
KORAN-PUERTO SALGAR
GPS 32 937445.015 1095200.18 182.172 BAPA
(INGEOMINAS) 5°27'24.59"N 74°38'31.13"W 197.541 MUNICIPIO DE PUERTO SALGAR
KORAN-PUERTO SALGAR
GPS 33 937579.985 1095102.08 182.132 BAPA
(INGEOMINAS) 5°27'21.40"N 74°38'26.74"W 197.501 MUNICIPIO DE PUERTO SALGAR
KORAN-PUERTO SALGAR
GPS 34 935401.797 1096299.7 168.03 BAPA
(INGEOMINAS) 5°28'0.32"N 74°39'37.54"W 183.417 MUNICIPIO DE PUERTO SALGAR
KORAN-PUERTO SALGAR
GPS 35 935410.81 1096445.5 167.97 BAPA
(INGEOMINAS) 5°28'5.06"N 74°39'37.25"W 183.358 MUNICIPIO DE PUERTO SALGAR
GIRARDOT-FLANDES
GPS 44 914518.119 962243.342 304.149 GPS-T-T-14 4°15'15.75"N 74°50'50.96"W 322.931 SOBRE VARIANTE FLANDES
PTO SALGAR - PTO BOGOTA
GPS 51 932753.047 1090842 215.512 BASE MAGNA ECO
DORA 5°25'2.57"N 74°41'3.40"W 232.293
270 METROS DESDE VIA (TRAMO N-M)
PTO SALGAR - PTO BOGOTA
GPS 52 933491.074 1090451.96 217.762 BASE MAGNA ECO
DORA 5°24'49.90"N 74°40'39.42"W 234.533 A 1.1 KM DESDE VIA
PTO SALGAR - PTO BOGOTA
GPS 53 933601.17 1090243.11 214.553 BASE MAGNA ECO
DORA 5°24'43.10"N 74°40'35.84"W 231.323 A .24 KM DE GPS 52
PTO SALGAR - PTO BOGOTA
GPS 56 936542.19 1091560.72 188.09 BASE MAGNA ECO
DORA 5°25'26.09"N 74°39'0.35"W 204.71 CERCA VALV 53 OLEODUCTO
GIRARDOT-FLANDES
GPS 60 913999.906 964317.115 302.729 GPS-C-T-20 4°16'23.24"N 74°51'7.83"W 321.531 VIA GIRARDOT-NARIÑO
K3+900 PTO BOGOTA-
GIRARDOT GPS 61 927780.383 1067755.86 223.229 GPS-C-T-20 5°12'30.90"N 74°43'44.13"W 241.34 PTO BOGOTA
ESTUDIO DE TOPOGRAFIA Y GEOMETRIA
TOPOGRAFIA
INFORME DE TOPOGRAFIA
70
GIRARDOT-FLANDES
GPS 62 914345.153 963583.928 302.954 GPS-T-T-14 4°15'59.39"N 74°50'56.61"W 321.746 VARIANTE FLANDES
GIRARDOT-FLANDES
GPS 63 914454.51 963573.122 301.099 GPS-T-T-14 4°15'59.04"N 74°50'53.07"W 319.881 VARIANTE FLANDES
PTO BOGOTA-GIRARDOT
GPS 64 920466.136 988964.517 248.328 GPS-C-T-20 4°29'45.79"N 74°47'38.92"W 267.133 VIA NARIÑO GUATAQUI
PTO BOGOTA-GIRARDOT
51-CM-3 1018398.479 923311.96 242.26 NO APLICA 4°45'44.04"N 74°46'7.54"W 261.128
PTO BOGOTA-GIRARDOT
GPS 65 920653.247 989129.318 253.068 GPS-C-T-20 4°29'51.16"N 74°47'32.86"W 271.863 VIA NARIÑO GUATAQUI
IBAGUE - MARIQUITA
Gualanday 893781.611 966071.333 492.88 T-T-34 4°17'19.60"N 75°02'03.48"W - BELTRAN , CUNDINAMARCA
PTO BOGOTA-GIRARDOT
GPS 66 927768.33 1067536.01 226.601 T-T-34 5°12'23.74"N 74°43'44.52"W 244.722 PTO BOGOTA
GIRARDOT-FLANDES
GPS 67 918367.667 967927.918 289.358 T-T-34 4°18'20.92"N 74°48'46.31"W 308.569 GIRARDOT (KR 24 CON CLL 19)
PTO SALGAR - PTO BOGOTA
NP A 6 CM 7 937750.117 1099420.74 184.208 BASE MAGNA ECO
DORA 5°29'41.99"N 74°38'21.35"W 200.367
PUERTO BOGOTÁ FRENTE A BASE ÁEREA
Para una mejor localización de los puntos materializados, posicionados y georreferenciados se generó un archivo Kml en el cual se puede
visualizar la dispersión de puntos sobre el mapa global de Google Earth, solo es necesario tener instalado el software Google Earth y seguir los
siguientes pasos:
1. Dar doble Click sobre el archivo llamado Puntos GPS. Kmz
2. Acercarse o generar un zoom más cercano a los puntos deseados.
3. Para acceder a la información vinculada al punto basta con dar click izquierdo para que se despliegue una tabla con la información del nombre
del punto (el cual se visualiza automáticamente), coordenada Este de Gauss, Norte de Gauss, Altura orthométrica, Latitud, longitud, altura
ESTUDIO DE TOPOGRAFIA Y GEOMETRIA
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INFORME DE TOPOGRAFIA
71
elipsoidal, vértice de amarre IGAC, información perteneciente a la tabla denominada “CONSOLIDADO POSTPROCESO POSICIONAMIENTO GPS
(coordenadas elipsoidales y planas de gauss)”.
Ilustración 24. Visualización dispersión de puntos GPS en Google Earth
1.5.5 ESPECIFICACIONES TÉCNICAS RECEPTORES GPS TRIMBLE
Mediciones
• Tecnología trimble R-Track para soporte GLONASS.
• Chip GNSS topográfico personalizado trimble Maxwell™ avanzado.
• Correlador múltiple de alta precisión para medidas de pseudodistancia de GNSS.
• Sin filtrado, datos de medidas de pseudodistancia sin suavizado, para lograr un bajo ruido, bajo índice de error multipath, un bajo tiempo de correlación y una alta respuesta dinámica.
• Medidas de fase portadora de L1, L2 y L5 de muy bajo ruido con una precisión <1 mm en un ancho de banda de 1 Hz.
• Las razones de señal-ruido de L1, L2 y L5 se señalan en dB-Hz.
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73
• Probada tecnología de raseo de baja elevación de Trimble.
• 72 Canales:
– Código GPS L1 C/A, Portadora de Ciclo Completo L1/L2.
– Código GLONASS L1 C/A , Código L1 P, Código L2P, Portadora de Ciclo Completo L1/L2
– Soporte SBAS WAAS/EGNOS.
Posicionamiento GPS de código diferencial 1
Horizontal ±0, 25 m + 1 ppm RMS.
Vertical ±0, 50 m + 1 ppm RMS.
Precisión de posicionamiento
WAAS diferencial 2. Por lo general <5 m 3DRMS Levantamientos GPS estáticos y FastStatic (estáticos rápidos)1
Horizontal. ±5 mm + 0, 5 ppm RMS
Vertical. ±5 mm + 1 ppm RMS
Levantamientos cinemáticos1
Horizontal. ±10 mm + 1 ppm RMS
Vertical. ±20 mm + 1 ppm RMS
Tiempo de inicialización. Típico <25-30 segundos
Fiabilidad en la inicialización3. Típico >99,9%
1.5.6 ESPECIFICACIONES TÉCNICAS RECEPTORES GPS SOKKIA
Exactitud de posición
Ecstatic 5.0 mm + 1 ppm (horizontal) 10.0 mm + 2 ppm (vertical)
Cinematico, Stop and Go 12.0 mm + 2.5 ppm (horizontal) 15.0 mm + 2.5 ppm (vertical)
Canales 12 x L1 con código completo de portador
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74
Tiempo para primera adquisición
Arranque frío 2 minutos
Arranque tibio 40 segundos
Arranque caliente 15 segundos
Nueva adquisición de señal 1 segundo
Interfaz
Funcionamiento El funcionamiento con un solo botón para encender/apagar, restablecer
el receptor y borrar la memoria
Despliegue Indicadores de estado por despliegue LED
Indicadores de estado Consumo/vida de baterías, raseo de satélites, memoria disponible y
cronómetro de ocupación.
Memoria 4MB Interna
Duración de memoria 55 horas a 10 segs. (8 satélites); 11 horas a 2 segs. (8 satélites)
1.5.7 PLANIMETRÍA
Utilizando el método planimétrico de poligonal por ángulo y distancia, medidas estas
electrónicamente y determinando los ángulos horizontales mediante la lectura de una serie en dos
posiciones cada una con el siguiente itinerario:
Lectura atrás en fase directa (origen de la serie o azimut verdadero)
Lectura adelante en fase directa
Lectura adelante en fase inversa
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75
Lectura atrás en fase inversa (Final de la serie)
De estas series angulares se extraen las direcciones que al restarse no deben superar los 00º 00’
10”.0 de diferencia entre ellos y con el promedio de los cuales se determina el ángulo leído
definitivo con el cual se calcula finalmente el nuevo azimut del alineamiento. Teniendo distancia
horizontal y el nuevo azimut, se calcula la posición del punto adelante desde donde se continúa
con nuevos puntos si se requieren, desde estos puntos se levanta la nube de puntos de interés.
PLANIMETRÍA - LEVANTAMIENTO DE DETALLES
Se realizó el levantamiento topográfico de la zona, determinando borde de vía, sardineles,
paramentos, postes de energía y teléfonos, cercas, partiendo de los puntos materializados
previamente y según condiciones para cada tramo, empleando una estación total Nikon DTM-322
y/o Nikon DTM-420.
Imagen 9: Estación Nikon DTM322 en la toma de datos de la Variante Flandes
ESTUDIO DE TOPOGRAFIA Y GEOMETRIA
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76
CÁLCULO DE LOS DETALLES.
El levantamiento de detalles se ejecutó con una estación total que posee colector de datos
interno. Los datos de campo fueron descargados directamente a un computador mediante el
programa Nikon transiT, por medio del cual se calcularon las coordenadas de cada uno de los
puntos radiados, con sus respectivos códigos de identificación, produciéndose listados con todos
los datos de detalles radiados que sirvieron como base para el dibujo de los planos del
levantamiento topográfico.
De acuerdo con las carteras de campo y con los listados codificados de los puntos detallados por
radiación se procedió a la digitalización en CIVIL-AUTOCAD de los planos topográficos de los
corredores de estudio.
1.5.8 LOCALIZACIÓN DE SITIOS DE TOPOGRAFIA TRADICIONAL
1.5.8.1 SECTOR GIRARDOT-FLANDES
El acceso al sector denominado variante y Retorno se realiza desde Girardot tomando rumbo
hacia la variante y entrar por Coello, o partiendo desde Girardot vía a Nariño Cundinamarca y
sobre el kilómetro 3 + 900, ubicado frente a una cantera se puede accesar al sector.
Se realizó levantamiento topográfico convencional para dos tramos denominados La Variante y El
Retorno, como se muestra en la siguiente ilustración.
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Ilustración 25: Localización general Sector Girardot-Flandes
Fuente: Extraído del Google Earth
El sector inicia al frente de la cantera en la vía Girardot Nariño el cual es montañoso, al costado
derecho de la vía, con muchos panales y avisperos.
En el cruce del tramo sobre El Rio Magdalena existe una zona muy despejada pero con muchos
panales y otra que es muy boscosa en donde el trabajo se dificulto mucho para poder pasar al
otro lado del río, lo que significo pasar en chalupa ya que el bajar al rio es arriesgarse a caer unos
50 metros; la forma más fácil es regresar a Girardot y tomar camino hacia la variante y entrar por
Coello aunque la zona no es segura, este sector cuenta con una zona boscosa y riscos de gran
altura en la rivera del Rio Magdalena.
En el sector se encuentra una base militar en donde no fue posible realizar un levantamiento
detallado por motivos de seguridad nacional y permisos. En este sector el terreno es plano y la vía
que conecta a la variante de Flandes, se encuentra en muy mal estado, con una serie de árboles
que dificultan la visual para realizar los trabajos.
ESTUDIO DE TOPOGRAFIA Y GEOMETRIA
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Imagen 10: Panorámica Sector Girardot – Flandes
Fuente: Propia
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Imagen 11: Panorámica Sector Girardot - Flandes (zona montañosa)
Fuente: Propia
1.5.8.2 SECTOR HONDA - PUERTO SALGAR
Sector denominado como tramo NM, se encuentra al costado derecho de la vía Honda-Dorada,
aproximadamente 700 metros después de una parada de Vehículos de carga ubicado al costado
derecho de la Vía en el caserio denominado como Purnio. El acceso se realiza rodeando la
montaña frente a la señal vertical que se muestra en la siguiente salida gráfica.
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Imagen 12: Panorámica Sector Honda-Dorada (acceso)
Fuente: Propia
En la siguiente salida gráfica se muestra la localización general del tramo denominado “N-M”, En el
cual se proyecta la conexión mediante un puente entre la vía Puerto Salgar – Puerto Bogotá y la
vía Honda – Puerto Salgar.
Ilustración 26: Localización general Sector Honda-Puerto Salgar
ESTUDIO DE TOPOGRAFIA Y GEOMETRIA
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81
El acceso al tramo MN inicia con una serie de viviendas en donde el tema de seguridad es un poco
complicado, luego encontramos un tramo aproximadamente de 500 metros muy montañoso,
después de ese tramo el terreno cambia considerablemente ya que es despejado hasta llegar al
Rio Magdalena. Existe una zona que boscosa pequeña y al llegar al Rio Magdalena nos
encontramos con una válvula del gasoducto (Pacific Rubiales). El levantamiento detallado de la
estructura petrolera interferente se encuentra en el estudio específico “Interferencias con
servicios Públicos”.
Imagen 13: Panorámica Sector Honda-Dorada
Fuente: Propia
1.5.8.3 SECTOR PUERTO BOGOTÁ – GIRARDOT
Ubicado en el Departamento de Cundinamarca. Este procedimiento se realizó para cuatro tramos
en la vía Nariño-Beltrán, Guataqui y Cambao en el K32+340, K44+800, K87+500 y k122+800 a
partir del PR4 del proyecto, estos sectores se encuentran sobre la vía Girardot-Nariño –Cambao.
ESTUDIO DE TOPOGRAFIA Y GEOMETRIA
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Ilustración 27: Localización general de los Tramos Girardot-Nariño -Cambao
Fuente: Google Earth.
1.5.8.3.1 Tramo 1 (Nariño Guataqui)
El primer sector localizado entre las abscisas K32+340 y K32+800 se accede partiendo del
municipio de Nariño Cundinamarca hacia el Municipio de Guataquí, aproximadamente 10
kilometros después de Nariño en el sector denominado “La Barrialosa”
Ilustración 28: Localización general Tramo 1 (Nariño Guataqui).
Fuente: Google Earth.
ESTUDIO DE TOPOGRAFIA Y GEOMETRIA
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1.5.8.3.2 Tramo 2 (Guataqui -Ambalema)
El segundo sector localizado entre las abscisas K44+800 y K46+100 se accede partiendo del
municipio de Guataqui Cundinamarca hacia el Municipio de Ambalema, aproximadamente 5
kilometros después de Guataqui en el sector denominado “La Esperanza” y 4 kilometros pasando
el Río Seco. Frontal a la desembodura en el Magdalena del Río Opia
Ilustración 29: Localización general Tramo 2 (Guataqui-Ambalema).
Fuente: IGAC
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1.5.8.3.3 Tramo 3(Variante Cambao)
El tercer sector localizado a partir de la abscisa K87+500 se accede partiendo por la ruta Beltrán-
Cambao con la intersección de la vía hacia Armero Guayabal.
Ilustración 30: Localización general Tramo 3(Variante Cambao).
Fuente: IGAC
1.5.8.3.4 Tramo 4(Cambao-Cárcel)
El tramo 4 denominado Cárcel, localizado entre las abscisas K122+800 Y K123+600 tiene acceso
desde Cambao aproximadamente a 33 Km y 16 Km después de la intersección con la via que
conecta con Guaduas.
En el tramo de la cárcel el acceso es muy difícil desde el municipio de Cambao (la vía en su
mayoría en mal estado tiene unos pequeños tramos de vía pavimentada), y se recomienda llegar a
este tramo bajando por Guaduas – Honda- Villeta.
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85
En el lugar se encuentra una zona montañosa de aproximadamente 100 mts y un lago pequeño,
por tratarse de un sector muy cercano a la cárcel fue necesario comunicar a las autoridades
pertinentes para poder hacer el trabajo sin problemas.
Ilustración 31: Localización general Tramo 4(Cambao-Cárcel).
Fuente: IGAC
1.5.8.4 SECTOR PUERTO BOGOTÁ – PUERTO SALGAR
Este procedimiento se realizó en cuatro tramos A-B, C-D, E-F, Y G-H-L, que comprenden la
Quebrada El Koran, la Hacienda Buenos Aires, la Hacienda Los Naranjos y la variante vía Puerto
Bogotá.
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1.5.8.3.1 Tramo “A -B”
El sector denominado como “AB” se accede por la vía principal con destino a Corán,
aproximadamente 2 Km después. Para Este sector fue necesario realizar levantamiento por
topografía convencional debido a que se encuentra en las inmediaciones de la Base Aérea
Palenquero y por motivos de seguridad y permisos no fue posible sobrevolarlo mediante LIDAR.
Ilustración 32: Localización general tramo "A-B"
Fuente: IGAC
La principal Dificultad en el levantamiento topográfico fue el trafico vehículos pesados, Se
encuentra la base aérea Palanquero y no se permitió la toma de datos al inicio del tramo, también
los constructores e la ruta del Sol II, impidieron tomar información topográfica debido a que ellos
se encuentran realizando labores en el sector.
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1.5.8.3.2 Tramo “C -D”
Ilustración 33: Localización general tramo "C-D"
Localizado antes de la planta de gas de Ecopetrol, se accede desde la Carrera 6 con calle 14
(Puerto Salgar), tomando por la calle 14 al Oriente aproximadamente 1.4 Kilometros, el sector
presenta topográfia plana.
1.5.8.3.3 Tramo “E -F”
Al sector se accede por la vía de conexión Puerto Salgar – Puerto Bogotá que se encuentra
pasando la planta de gas de Ecopetrol Aproximadamente 800 metros, se dobla a mano derecha
por una via destapada, que en condiciones de lluvia presenta problemas en el acceso.
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Ilustración 34: Localización general tramo "E-F"
Imagen 14: Referencia de localización para el acceso al tramo "E-F"
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1.5.8.3.4 Tramo “G -H-L”
El acceso es por la vía de conexión Puerto Salgar – Puerto Bogotá que se encuentra pasando la planta de gas de Ecopetrol hasta llegar a la hacienda los naranjos, el tramo HG en una mayoría es despejado pero al finalizar nos encontramos con un accidente topográfico considerable, se encuentra la tubería de un gasoducto. El tramo HL de igual manera es despejado pero al finalizar se encuentra un riachuelo que conecta con el Rio Magdalena.
Ilustración 35: Localización general tramo "G-H-L"
El sector entre “M-N” y “G-H-L” es un riachuelo con muchos cambios de dirección, la zona es muy
boscosa y el terreno es muy accidentado. Se puede acceder a través de la vía destapada o llegar
por la entrada de la finca del tramo “MN” y pasar el rio por lancha.
Imagen 15: Panorámica sector "G-H-L"
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90
1.5.9 VERIFICACIÓN LIDAR VS PUNTOS DE CONTROL
Mediante el sistema LIDAR se realizó el levantamiento del corredor de estudio con las
especificaciones indicadas (ver capitulo LIDAR), Se generó a partir de puntos con coordenadas X, Y,
Z un modelo digital del terreno y Curvas de Nivel. El sistema de control terrestre se realizó a
través de posicionamiento GPS ESTÁTICO, el cual permite el control y ajuste al sistema de
referencia Magna de los puntos posicionados.
Con la información de curvas de nivel generadas a partir de la información LIDAR y la información
de los coordenadas de los puntos posicionados se realiza la verificación de las coordenadas
obtenidas mediante el sistema LIDAR (coordenadas X,Y,Z).
Los resultados de esta comparación muestran coherencia y consistencia de los datos
representados en los planos, empleados en el desarrollo del diseño de la fase II de acuerdo al
alcance de proyecto.
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91
1.5.10 RECURSOS DEL PROYECTO
RECURSO HUMANO
En la realización de este proyecto intervinieron los siguientes profesionales de la topografía y
afines:
1. Topógrafo.
1. Dibujante.
1. Cadenero 1°.
2 Cadeneros 2°.
RECURSO TÉCNICO
Estación NIKON DTM 322.
Estación NIKON DTM 420
Navegadores GARMIN DAKOTA.
Computadores HP.
RECURSO TECNOLOGICO
Para la captura, descarga, procesamiento de datos topográficos y control de la información se
utilizaron los siguientes programas:
TransiT para procesamiento de datos topográficos.
Magna Sirgas pro V3.0 para conversión de coordenadas.
AUTOCAD
Civil 3D
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1.5.11 CERTIFICADOS DE CALIBRACION ESTACIONES TOTALES
Ilustración 36: Certificado de Calibración Estación Total Nikon DTM-332
Fuente: Elaboración propia
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Ilustración 37: Certificado de Calibración Estación Total Nikon DTM-332
Fuente: Elaboración propia
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Ilustración 38: Certificado de Calibración Estación Total Nikon DTM-420
Fuente: Propia
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Ilustración 39: Certificado de Calibración Estación Total Nikon DTM-420
Fuente: Propia
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CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
A lo largo del corredor 1 se realizó levantamiento topográfico LIDAR, debido a que facilitaba la
toma de topografía de manera más rápida y estaba contemplada dentro del alcance. LIDAR
proporciono precisiones las cuales están en el orden de los 8 cm a 10 cm, y topografía tradicional
para complementar algunos sectores en los cuales no fue posible realizar estos levantamientos.
Estos levantamientos se encuentran adecuados al nivel del proyecto de fase dos según el alcance
de proyecto.
Se llevó a cabo levantamientos topográficos para determinar la capacidad hidráulica de los
puentes donde se encontraron antecedentes hidráulicos (Erosión y Socavación); se recomienda
hacer topografía tradicional en el sitio donde está proyectado un puente nuevo y determinar con
mayor precisión las obras de protección de cause que se ajusten a los requerimientos de la
hidrología presente en la zona.
En este corredor no se encuentra sitios críticos de acuerdo al alcance “Se entiende como sitios
críticos, aquellos donde existe una alta probabilidad de riesgo, vulnerabilidad y/o amenaza, y
donde la transferencia de riesgos al sector privado pueda tener mayores complicaciones”.
Con respecto a algunos sitios “a Intervenir” de naturaleza Hidráulica y/o Geotécnica, la precisión
del levantamiento hecho permitió el correcto planteamiento de las intervenciones del proyecto.
En el plano general de Topografía de puede evidenciar sectores en los cuales las curvas de nivel se
encuentran separadas entre sí, significativamente y poca presencia de ellas, debido a que el
terreno es plano y presenta pocos cambios de nivel.
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97
Se materializaron mojones en los lugares donde se proyectan obras de envergadura importante,
como el puente de Puerto Salgar, puente y variante Flandes, de acuerdo con el alcance del
proyecto.
Las bases utilizadas para el LIDAR se ubicaron estratégicamente, las cuales tuvieran una cobertura
entre 60 km y 70 km, que permiten controlar los movimientos del avión (pandeo y aladeo),
proporcionando la altura real de los puntos. Se recomienda en caso de realizar posicionamientos
GPS que la distancia entre la base y el rover sea lo más cercano posible, ya que con esto las
sesiones son cortas y optimizan en trabajo en campo.
Se realizó un inventario y ubicación de interferencias con servicios públicos, este estudio se
encuentra en el capítulo “estudios adicionales” del proyecto de estructuración.
La señalización de la vía existente pertenece a estudios de señalización, los cuales son analizados
por los especialistas correspondientes a esta área.
Se debe tener en cuenta que en el tramo Girardot-Cambao la vía existente se encuentra en
algunos sectores destapada , en el tramo Cambao -Puerto Bogotá, a lo largo de este recorrido la
vía se encuentra en su totalidad sin afirmado, por ello se recomienda realizar trabajos y recorridos
en temporada verano y en vehículos 4X4.
En el sector de Puerto Bogotá – Puerto Salgar la vía se encuentra sin afirmado y se puede observar
la vegetación invadiéndola, lo que reduce el carril, y dificulta el recorrido. Se recomienda no
transitarla en la noche ya que la visibilidad disminuye notablemente porque la iluminación de la
vía es nula.
ESTUDIO DE TOPOGRAFIA Y GEOMETRIA
TOPOGRAFIA
INFORME DE TOPOGRAFIA
98
LISTADO DE ANEXOS
Cada corredor cuenta con los anexos correspondientes a:
1. Consolidado posicionamiento de puntos (Base en Access y pdf)
2. Descripción localización puntos base del IGAC
3. Certificación Vértices de Control IGAC.
4. Registro Fotográfico.
5. Ortofotos.