LA GEOMÁTICA: DEFINICIÓN, CARACTERÍSTICAS, OBJETO Y MÉTODO DE ESTUDIO.
FABIAN LEONARDO MONTAÑEZ CHAPARRO JEISON ALFONSO RINCON GARZON
UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSE DE CALDAS FACULTAD MEDIO AMBIENTE Y RECURSOS NATURALES
PROYECTO CURRICULAR TECNOLOGIA EN TOPOGRAFIA BOGOTA
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LA GEOMÁTICA: DEFINICIÓN, CARACTERÍSTICAS, OBJETO Y MÉTODO DE ESTUDIO.
FABIAN LEONARDO MONTAÑEZ CHAPARRO JEISON ALFONSO RINCON GARZON
PROYECTO DE GRADO EN MODALIDAD DE INVESTIGACIÓN APLICADA PARA OBTENER EL TÍTULO DE TECNÓLOGO EN TOPOGRAFÍA
Director de proyecto:
RAÚL ORLANDO PATIÑO PÉREZ ING. TOPOGRÁFICO
UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS FACULTAD MEDIO AMBIENTE Y RECURSOS NATURALES
PROYECTO CURRICULAR TECNOLOGÍA EN TOPOGRAFÍA BOGOTÁ
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Nota de Aceptación
Presidente del Jurado
Jurado
Jurado
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AGRADECIMIENTOS
Agradecemos a nuestros padres que con su colaboración hicieron posible el desarrollo de nuestra monografía, al igual agradecemos a los profesores que hicieron parte de nuestra formación profesional, que con sus sugerencias, recomendaciones y en muchos casos regaños nos mostraron la importancia de ser un profesional integral que debe servirle a la sociedad por encima de cualquier interés individual, a nuestros compañeros que hicieron de esta experiencia algo inolvidable.
6 CONTENIDO
Pág.
1. INTRODUCCIÓN ... 14
2. OBJETIVOS ... 15
2.1 OBJETIVO GENERAL ... 15
2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS ... 15
3. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ... 16
3.1 DEFINICIÓN DEL PROBLEMA ... 16
3.2 JUSTIFICACIÓN ... 17
4. MARCO TEÓRICO ... 18
4.1 DEFINICIONES DE GEOMÁTICA. ... 18
4.1.1. 1er DEFINICIÓN DE GEOMÁTICA. ... 18
4.1.2. 2da DEFINICIÓN DE GEOMÁTICA. ... 19
4.1.3. 3ra DEFINICIÓN DE GEOMÁTICA. ... 19
4.1.4. 4ta DEFINICIÓN DE GEOMÁTICA. ... 19
4.2 GEOMÁTICA ESTADO DEL ARTE ... 20
4.3. ASPECTOS TECNICOS E INTERDISCIPLINARIEDAD DE LA GEOMÁTICA ... 21
4.3.1. TOPOGRAFÍA Y LA GEOMÁTICA ... 23
4.3.1.1. TOPOGRAFÍA DIGITAL Y ROBÓTICA: ... 24
4.3.1.2. ESTACIONES TOTALES ROBÓTICAS Y ESCÁNER LASER: ... 24
4.3.1.3. NIVEL DIGITAL:... 28
4.3.2. LA GEODESIA Y LA GEOMÁTICA ... 30
4.3.3. LA CARTOGRAFÍA Y LA GEOMÁTICA. ... 34
4.3.3.1. TELEDETECCIÓN SATELITAL. ... 35
4.3.3.2. TIPOS DE IMÁGENES DE TELEDETECCIÓN: ... 38
4.3.3.3. SATÉLITES DE TELEDETECCIÓN: ... 39
4.3.3.4. TECNOLOGÍA SAR (RADARES DE APERTURA SINTÉTICA). ... 48
4.3.3.5. RADARGRAMETRIA ... 49
4.3.3.6. TECNOLOGÍA LIDAR. ... 50
4.3.4. LA FOTOGRAMETRÍA Y LA GEOMÁTICA. ... 52
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4.3.5.1. ELEMENTOS DE LOS SIG ... 55
4.3.5.2. LA INFORMACIÓN GEOMATICA Y SU IMPORTANCIA SOCIAL. ... 56
4.4 OBJETO DE LA GEOMÁTICA ... 59
4.4.1. 1er FUENTE OBJETO GEOMÁTICA. ... 59
4.1.2. 2da FUENTE OBJETO GEOMÁTICA. ... 59
4.5 APLICACIONES DE LA GEOMÁTICA ... 59
4.5.1. 1er FUENTE APLICACIONES GEOMÁTICA. ... 59
4.5.2. 2da FUENTE APLICACIONES GEOMÁTICA. ... 60
4.6 DIFERENCIAS DE LA GEOMÁTICA CON OTRAS CIENCIAS ... 61
4.7 EL MUNDO DE HOY Y LA GEOMÁTICA ... 62
4.8 LA GEOMÁTICA EN QUEBEC. ... 63
4.8.1. DEL CONOCIMIENTO A LA GOBERNANZA. ... 64
4.8.2. ASOCIACIÓN DE COMPETENCIAS. ... 65
4.10 LA GEOMÁTICA EN COLOMBIA ... 66
4.10.1. LA GEOMÁTICA COMO SOLUCIÓN A LA PROBLEMÁTICA COLOMBIANA. ... 66
4.10.2. LA GEOMÁTICA COMO UNA HERRAMIENTA PARA ANÁLISIS DE BIODIVERSIDAD EN COLOMBIA. ... 66
4.10.3. EL PAPEL DE LOS SISTEMAS DE INFORMACIÓN GEOGRAFICA (SIG) EN LA ERA DE LAS INFRAESTRUCTURAS DE DATOS ESPACIALES (IDE). ... 68
4.10.4. PANORAMA GENERAL DE LA GEOMÁTICA EN COLOMBIA. ... 70
4.10.5. ¿PARA QUE PENSAR ESPACIALMENTE? ... 72
4.10.6. UN MAPA VALE MÁS QUE MIL TABLAS ... 74
5. MATERIALES Y MÉTODOS ... 76
5.1 MATERIALES ... 76
5.2 METODOLOGÍA... 77
6. DESARROLLO DEL PROYECTO ... 79
6.1. TENDENCIA DE BUSQUEDA GEOMATICA-TOPOGRAFIA 2015... 79
6.2. LA GÉNESIS DE LA GEOMÁTICA ... 92
6.3. POR LA CONSTRUCCIÓN DE DEFINICIÓN DEL OBJETO DE LA GEOMÁTICA 94 6.4. MÉTODO DE ESTUDIO DE LA GEOMÁTICA ... 96
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6.4.2. MÉTODO DEDUCTIVO ... 97
6.5. ¿LA GEOMÁTICA “LA INGENIERÍA DE LAS INGENIERÍAS”? ... 97
6.6. LA GEOMÁTICA EN LA ACTUALIDAD ... 100
6.7. UN PANORAMA DE LA CIENCIA GEOMÁTICA EN COLOMBIA ... 101
6.8. PRINCIPALES DIFERENCIAS TOPOGRAFIA VS GEOMATICA ... 103
6.9. MAPA CONCEPTUAL GEOMÁTICA ... 106
6.10. MAPA CONCEPTUAL TOPOGRAFÍA ... 107
7. CRONOGRAMA ... 108
CONCLUSIONES ... 109
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LISTA DE GRÁFICAS
Pág
Ilustración 1 Teodolito Óptico Wild-Leica T2 (ABRECO TOPOGRAFÍA, 2015) ... 25
Ilustración 2 Estación total TOPCON GTS-250 Series (Topoequipos, 2015) ... 25
Ilustración 3 Estación Total Robótica TOPCON Quick Station QS. (Topoequipos, 2015) 26 Ilustración 4 Escáner láser FARO Focus3D de la Serie X (FARO, 2015) ... 28
Ilustración 5 Sección de una Ciudad levantada a partir de un escáner laser. (ZENIT, 2015) ... 28
Ilustración 6 Nivel Wild N2. (ABRECO TOPOGRAFÍA, 2015) ... 29
Ilustración 7 Nivel Leica NA-700 (ABRECO TOPOGRAFÍA, 2015) ... 30
Ilustración 8 Nivel Digital Leica DNA03. ( Grupo Acre, 2015) ... 30
Ilustración 9 Sistemas de posicionamiento satelital y algunas de sus aplicaciones.(Movimet, 2015) ... 32
Ilustración 10 Navegador Garmin GPSMAP 645(Garmin, 2015) ... 34
Ilustración 11 Receptores GNSS GeodésicosTOPCON (Surveying Solution, 2015) ... 34
Ilustración 12 Teledetección Satelital.(Lanero, 2015) ... 36
Ilustración 13 Elementos de un proceso de teledetección desde satélites. (Labrador, Évora, & Arbelo, 2012)... 37
Ilustración 14 El satélite UK-DMC-2 Fuente: SSTL ... 42
Ilustración 15 Imagen DEIMOS-1. Áreas cultivadas en Louisiana (Estados Unidos). Fuente: Spot Image (Labrador, Évora, & Arbelo, 2012) ... 43
Ilustración 16 Satélite EO-1. ... 43
Ilustración 17 Erupción submarina de El Hierro, Islas Canarias. Imagen del sensor ALI tomada el 2 de noviembre de 2011. ... 44
Ilustración 18 Satélite Ikonos ... 44
Ilustración 19 Regadíos en Arabia Saudí. Imagen PS del satélite IKONOS. ... 45
Ilustración 20 QUICKBIRD. Fuente: DigitalGlobe... 45
Ilustración 21 Pirámides de Egipto. Imagen tomada por el satélite QUICKBIRD. ... 46
Ilustración 22 RESOURCESAT-2 ... 46
Ilustración 23 Imagen en falso color del sensor LISS-III... 47
Ilustración 24 Satélite THEOS. ... 47
Ilustración 25 Imagen multiespectral de THEOS. Dubai (Emiratos Árabes Unidos). ... 48
Ilustración 26 Satélite ruso OKEAN-O de ROSAVIAKOSMOS que posee el dispositivo SAR(Tesis Doctorales en Red, 2015) ... 49
Ilustración 27 Dos imágenes del SAR de ERS-2. Izquierda: un frente atmosférico al Norte de Menorca del 15.10.98. Derecha: células de la lluvia cerca de Menorca del 12.02.98.(Tesis Doctorales en Red, 2015) ... 49
Ilustración 28 Funcionamiento de la tecnología LIDAR ... 50
Ilustración 29 MDT generado a través de la tecnología LIDAR. ... 51
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Ilustración 31 Integración en los Sistemas de Información Geográficos.(Alvarez, 2015) .. 54
Ilustración 32 GEOPORTAL IGAC ... 57
Ilustración 33 PLANO DE CATALHOYUK... 70
Ilustración 34 mapa cobertura de vacunacion ... 75
Ilustración 35: comparación geomatics vs topography ... 80
Ilustración 36 interes geografico geomatics ... 81
Ilustración 37 interes geografico topography ... 82
Ilustración 38 comparación topographie vs géomatique ... 83
Ilustración 39 INTERÉS GEOGRÁFICO geomatique ... 84
Ilustración 40 INTERÉS GEOGRÁFICO topographie ... 85
Ilustración 41 comparación TOPOGRAFÍA vs GEOMÁTICA ... 85
Ilustración 42 INTERÉS GEOGRÁFICO GEOMÁTICA (por PAÍSES) ... 86
Ilustración 43 INTERÉS GEOGRÁFICO GEOMÁTICA (por CIUDADES) ... 87
Ilustración 44 INTERÉS GEOGRÁFICO TOPOGRAFÍA. ... 88
Ilustración 45 comparación topografia vs geomatica ... 89
Ilustración 46 INTERES GEOGRÁFICO geomÁtiCa ... 90
Ilustración 47 INTERES GEOGRÁFICO geomÁtiCa ... 91
Ilustración 48 mapa conceptual geomatica ... 106
Ilustración 49 mapa conceptual topografía... 107
LISTA DE TABLAS Tabla 1 Satélites de Teledetección. ... 42
11 GLOSARIO
BASE DE DATOS: Se le llama base de datos a los bancos de información que contienen datos relativos a diversas temáticas y categorizados de distinta manera, pero que comparten entre sí algún tipo de vínculo o relación que busca ordenarlos y clasificarlos en conjunto.
CIENCIA: La ciencia se entiende como un medio de sistematizar conocimiento, todo ello bajo una rigurosidad científica que debe ser objetiva, racional y probatoria.
COMPLEJIDAD: El concepto de complejidad hace referencia a algo que se encuentra constituido por diferentes elementos que se interrelacionan
CURRÍCULO ACADÉMICO: Es el conjunto de criterios, planes de estudio, programas, metodologías, y procesos que contribuyen a la formación integral y a la construcción de la identidad cultural nacional, regional y local, incluyendo también los recursos humanos, académicos y físicos para poner en práctica las políticas y llevar a cabo el proyecto educativo institucional.
EFICACIA: Se entiende como la relación entre los recursos utilizados en un proyecto y los logros conseguidos con el mismo.
EFICIENCIA: Se entiende cuando se utilizan menos recursos para lograr un mismo objetivo. O al contrario, cuando se logran más objetivos con los mismos o menos recursos.
HERRAMIENTA: Conjunto de instrumentos que se utilizan para desempeñar un oficio o un trabajo determinado.
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MODELO DIGITAL DE TERRENO: Es una estructura numérica de datos que representa la distribución espacial de una variable cuantitativa, cualitativa y continua.
OBJETO DE ESTUDIO: Lo que una disciplina recorta o construye como objeto de conocimiento.
SISTEMAS DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICOS (SIG): Es un conjunto de herramientas que integra y relaciona diversos componentes (usuarios, hardware, software, procesos) que permiten la organización, almacenamiento, manipulación, análisis y modelización de grandes cantidades de datos procedentes del mundo real que están vinculados a una referencia espacial, facilitando la incorporación de aspectos sociales-culturales, económicos y ambientales que conducen a la toma de decisiones de una manera más eficaz.
TÉCNICA: Conjunto de procedimientos o recursos que se usan en un arte, en una ciencia o en una actividad determinada, en especial cuando se adquieren por medio de su práctica y requieren habilidad.
13 RESUMEN
Son muchos los fenómenos que surgen alrededor de los avances tecnológicos, científicos y sociales en el mundo, entre ellos las continuas reestructuraciones del método de estudio de las ciencias, ingenierías y técnicas existentes.
Una ciencia puede modificar su método de estudio, sus prácticas técnicas y todo lo relacionado con el desarrollo de su objetivo, lo que no puede modificar es su objeto de estudio.
La topografía ha modificado sus técnicas y métodos para poder ser funcional a los requerimientos actuales. Ya han sido mucho los países que han adaptado la ciencia topográfica, lo anterior a la mano de los avances informáticos y científicos presentes en la actualidad. En muchas partes se ha realizado éste debate, que ha dado como resultado el cambio de currículo de la topografía adaptando herramientas tecnológicas focalizando sus esfuerzos no tan solo por el método de obtención de datos geo-refenciados sino dándole un importante valor a la interpretación y análisis de los mismos.
Las sociedad cada vez se hacen muchos más complejas y por ello necesitan de herramientas que puedan dar solución a las diferentes problemáticas existentes en el territorio, por lo anterior se ha desarrollado este trabajo que busca recopilar y analizar los diferentes postulados sobre la Geomática y su relación directa con la topografía. Todo esto principalmente con el fin de dar una breve pero importante noción de este término a la comunidad académica y promover los trabajos de grado de carácter teórico de nuestra universidad.
Por otro lado se realizó el mayor esfuerzo en hacer un documento que logre de manera clara dar a entender la importancia del oficio de la Topografía y Geomática en el mundo y principalmente nuestro país Colombia, identificando su importancia no tan solo en el área ingenieril sino en otros campos donde podemos intervenir en pro del bienestar y mejoramientos social.
Para finalizar esperamos que este trabajo logre motivarlos en el tema y puedan aportar en el debate académico que está surgiendo en Colombia a razón de la modernización del proyecto de tecnología e ingeniera topográfica a ingeniería geomántica y topográfica en las diferentes universidades.
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1. INTRODUCCIÓN
Los topógrafos en la actualidad, tenemos un breve conocimiento sobre las dimensiones de nuestra carrera en la actualidad, llevando solo a aplicarlas a un espectro pequeño del área ingenieril, es por eso que realizamos este trabajo monográfico sobre la Geomática y la topografía, la relación entre esas dos disciplinas y el papel que deberán tomar en la actualidad un topógrafo o ingeniero geomático en las dinámicas sociales de un país.
La Geomática no se puede ver como una ciencia aparte de la topografía, algunos de los postulados la consideran como la evolución de la Geomática, entonces por eso analizaremos sus principales variables para poder definir sus límites y alcances.
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2. OBJETIVOS
2.1 OBJETIVO GENERAL
Profundizar y analizar la definición, principales características, aspectos, objeto y metodología de estudio, de la geomática en la actualidad.
2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS
● Determinar la relación Topografía – Geomática.
● Identificar elementos históricos relevantes sobre la ciencia Geomática en el mundo, especialmente Canadá y Europa
● Elaborar un documento síntesis como base para estudios académicos.
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3. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
3.1 DEFINICIÓN DEL PROBLEMA
Las ciencias desde la epistemología se determinan por su objeto de estudio, el cual debe cumplir con unas propiedades metodológicas que la distinguen respecto de las otras ciencias.
La ciencia Topográfica ha tomado una importancia en las últimas décadas por sus múltiples aplicaciones, se podría decir que el nacimiento de esta ciencia se presenta desde el mismo momento que surgió la propiedad privada o particular; los avances en las ciencias básicas han tenido un papel significativo en la evolución de la Topografía; las matemáticas por ejemplo han sido la base principal a generar sus modelos matemáticos para hallar las áreas, volúmenes, entre otros; estos aportes entendidos desde la complejidad1 modifican e influyen en las otras ciencias.
La ciencia Geomática se originó en Canadá a final del siglo XX, su objeto de estudio converge en muchos campos con otras ciencias: Topografía, Hidrografía, Geodesia, entre otras; por tal razón se presenta una desinformación en su verdadera delimitación respecto a la Topografía. Es por esto que se hace necesario delimitar plenamente las áreas de intersección de estas dos ciencias al igual que sus diferencias.
Al día de hoy las universidades Europeas como se evidencia en el libro blanco están en una carrera por lo que llaman la modernización del currículo académico, todo ello para brindarles a sus egresados herramientas de competitividad en el tomando en esta área académica y qué papel juega la universidad Francisco Jose de Caldas para brindarle a la sociedad profesionales idóneos para ser actores determinantes en la sociedad.
17 3.2 JUSTIFICACIÓN
La Geomática como ciencia relativamente reciente, a pesar de su aplicación en la actualidad es muy poco lo que se conoce de los componentes que la integran. Hoy día con la necesidad del mundo en cuanto a la implementación de nuevas tecnologías, la Geomática se está abriendo espacios con las otras ciencias interdisciplinarias, ya que ella acoge la Fotogrametría, la Geodesia, la Topografía entre otros y los combina con tecnología de punta para que su implementación sea más constante, de mayor facilidad y con más precisión.
Teniendo en cuenta lo anterior cuando se habla de Geomática se habla de un conjunto de aplicaciones sumado a tecnologías de punta, es por eso que ante una aplicación curricular de la Geomática se hace necesario hablar de todos el conjunto de ciencias que hacen parte de esta gran ciencia, y al realizar una aplicación curricular se debe ampliar y abarcar todos los componentes que la integran junto con una adaptación tecnológica para poder implementar esta ciencia.
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4. MARCO TEÓRICO
Para desarrollar dicho análisis e identificar las principales características de la ciencia Geomática se van a trabajar varias fuentes en este apartado de Marco Teórico, donde buscaremos las diferentes definiciones, objeto, aplicaciones entre otras variables que lograran darnos una noción en el área de estudio. Por lo anterior se citaran casi de manera tacita varias fuentes confiables que han desarrollado el tema de estudio para poder comparar y analizar dichas variables en el apartado del desarrollo de nuestra monografía.
4.1 DEFINICIONES DE GEOMÁTICA.
Para poder desarrollar este documento vamos a dar algunas de las diferentes definiciones de Geomática que se encuentran actualmente, por lo anterior tomaremos cuatro fuentes que nos den alguna noción sobre el concepto.
4.1.1. 1er DEFINICIÓN DE GEOMÁTICA.
El término Geomática fue creado en la Universidad Laval en Canadá en la década de 1980, basado en el concepto de que el creciente potencial de la computación electrónica que estaba revolucionando los estudios y las ciencias de representación y que el uso del diseño computarizado (video-gráfico) era compatible con el tratamiento de grandes cantidades de datos. Intuición revolucionaria Ese período se basó en la ubicación geográfica de cada objeto en nuestro planeta.
Geomática se define con un enfoque sistémico, enfoque multidisciplinario e integrado para la selección de los instrumentos y las técnicas adecuadas de recopilación, almacenamiento, integración, modelar, analizar, recuperar a voluntad, transformar, visualizar y distribuir datos espaciales georreferenciados de diferentes fuentes con las características de precisión bien definidas, continuidad y en un formato digital.
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beneficie al medio ambiente, así como la humanidad, tomando el pulso del planeta.
Como un ejemplo, la iniciativa europea GMES (la Supervisión Global para Medioambiente y la Seguridad) es querida para proponer soluciones para un claro, en el centro coordinando el sistema para la gestión de riesgos en un nivel europeo, contribuyendo a la GEOSS (Gomarasca, 2009).
4.1.2. 2da DEFINICIÓN DE GEOMÁTICA.
La Geomática es reconocida como una disciplina integradora de los conocimientos técnicos y científicos que hacen referencia a la captura, manipulación, análisis y difusión de la información geográfica para que los tomadores de decisiones seleccionen las mejores alternativas en función de los objetivos de sus empresas, organizaciones y, principalmente, que apunten al desarrollo del país.
Más específicamente, la Geomática incluye las más modernas herramientas y técnicas interrelacionadas, tales como: Los sistemas satelitales de posicionamiento global (GPS, GLONASS, GALILEO, etc.), fotogrametría digital, cartografía digital, percepción remota, sistemas de información geográfica, sistemas de toma de decisiones, Geoestadística, SIG bajo web, etc., que están en constante desarrollo, lo que a su vez genera importantes avances en el conocimiento de sus campos de aplicación. (Instituto Geografico Agustin Codazzi IGAC, 2010)
4.1.3. 3ra DEFINICIÓN DE GEOMÁTICA.
“Es una propuesta tecnológica, científica e industrial, encaminada a integrar todas aquellas tecnologías de avanzada, relacionadas con la geografía, cartografía general de la tierra e información espacial (Topografía, Geodesia, Catastro, Medio Ambiente, SIG, Fotogrametría Digital, Forestal, Sensores Remotos, Mecatrónica, entre otras), caracterizadas en común, por los procesos de sistematización, automatización y electrónica, que llevan el error humano a su mínima expresión, en la obtención de información y generación de productos con la mejor.” (Topoequipos, 2013)
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La geomática es la ciencia encargada de integrar los medios de captura, procesamiento y análisis de la data georreferenciada y como tal puede ser usada en diferentes aplicaciones, todas ellas útiles para el desarrollo de los países. (Nichols, 2007)
4.2 GEOMÁTICA ESTADO DEL ARTE
El término fue acuñado en 1969 por Bernard Dubuisson e integraría a todas la ciencias de base y a las tecnologías usadas para el conocimiento del territorio como la teledetección o percepción remota, Sistemas de Información Geográfica (SIG), Sistemas Globales de Navegación por Satélite (GNSS) y conocimientos relacionados.
Esto se genera por el incremento de necesidades mundiales de ubicación, delimitación, georreferenciación, localización, etc., en donde el papel de las ciencias que estudiaban estas problemáticas resultaba insuficiente.
El científico francés Bernard Dubuisson (reconocido topógrafo y fotogrametrista) propone por primera vez a la «Geomática», como el término que integraba un mecanismo sistémico permitiendo conjuntar las ciencias para medir y localizar espacios en la Tierra.
A nivel académico la ingeniería geomática tuvo origen en Canadá, específicamente en la provincia de Québec en el siglo XX, y oficialmente en 1986 en la Universidad Laval, quienes ofertaron el primer programa de Ingeniería Geomática a nivel mundial. Siendo así la primera Universidad que dio un paso sustancial adoptando a las nuevas tecnologías con la consolidación de las ciencias para estudiar a la Tierra. Pero no solo en la provincia de Québec sucedió este fenómeno, también repercutió en las universidades de las provincias de New Brunswick, Ontario, Alberta y la Columbia Británica.
En los años 1960 el estudio de la forma y dimensiones de la Tierra estuvo sujeto a constantes cambios científicos y tecnológicos a nivel internacional, por otro lado el problema de la superposición de distintas capas de información en un mismo territorio y su interrelación era un problema que enfrentaba una serie de problemáticas que eran difíciles de resolver. Específicamente en Norte América, en donde la Fotogrametría, la Cartografía, la Geodesia y la Topografía buscaban mecanismos que permitieran sistematizar procedimientos complejos.
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espacios en la Tierra. En ciertos países que comenzaron a invertir en la investigación con el propósito de desarrollar herramientas integrales geomáticas. Tal es el caso de los Estados Unidos, que en el año de 1978 lanza su primer satélite (en lo que hasta ahora es la constelación NAVSTAR) con la tecnología GPS (Global Positioning System). En 1982 la entonces Unión Soviética comienza a desarrollar estudios geoespaciales con el lanzamiento de satélites en lo que hasta ahora es la constelación GLONASS (Global Navigation Satellite System). En 1994, la AEE (ESA) y la Comisión Europea (EC) se alían para lanzar el programa EGNOS (European Geostacionary Navigation Overlay Service), que tenía por finalidad complementar y mejorar el servicio proporcionado por los sistemas GPS y GLONASS.
Dichos avances dieron pauta para apoyar estudios sobre el territorio con la adaptación de la información geoespacial, que entonces comenzaba a democratizarse para uso civil, ya que en un principio el propósito era bélico. Por otro lado, el desarrollo de la informática se hizo presente con la evolución de hardware y software, que permitían comenzar la gestión y tratamiento de la información geoespacial a través de los primeros sistemas, permitiendo explotar el componente espacial, donde se visualiza puntos, líneas y polígonos que anteriormente se manejaban desde coordenadas, números y formulas, dando vida a visualizar vectores en forma lineal, figuras geométricas y, posteriormente, cualquier elemento u objeto geográfico tratado con lenguajes de programación. Todo esto permitió que ciencias como Cartografía, Topografía, Fotogrametría, Geodesia, Hidrología, Hidrografía, etc., fueran explotadas con el fin de proponer soluciones, esto propició constatar que era solo el comienzo de una revolución tecnológica que vislumbraba muchas expectativas. Pero la respuesta en cada país se presentó de manera diferente. (Topoequipos, 2013)
4.3. ASPECTOS TECNICOS E INTERDISCIPLINARIEDAD DE LA GEOMÁTICA
Las disciplinas y técnicas que constituyen la geomática son:
• Informática: representar y procesar la información pertinente a través del desarrollo de instrumentos tecnológicos (por ejemplo, hardware) y de métodos, modelos y sistemas (por ejemplo, software).
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• Topografía: partida y parte de la geodesia, esta es una combinación de procedimientos para el reconocimiento directo de la tierra. La topografía es una combinación de métodos e instrumentos para medir y representar exhaustivamente los detalles de la superficie de la Tierra:
• Planimetría: para determinar las posiciones relativas de la representación de los puntos de la superficie de la Tierra con respecto a la misma superficie de referencia;
• Altimetría: determinar la altura de los puntos en la superficie de la Tierra con respecto a la superficie del geoide;
• Taquimetría: para el levantamiento planimétrico y altimétrico de las zonas superficiales de la Tierra
• Inspección de la tierra: medir áreas, moviendo y rectificar fronteras, nivelando las zonas de la Tierra superficie física.
• Cartografía: proporcionar una descripción posible de la forma y dimensiones de la Tierra y sus detalles naturales y artificiales, por medio de la representación gráfica o numérica de zonas más o menos amplias, siguiendo reglas fijas.
• Fotogrametría: determinar la posición y las formas de los objetos midiéndolos sobre imágenes fotográficas.
• Teledetección: adquirir forma remota los datos territoriales y ambientales y para combinar métodos y técnicas para su posterior procesamiento e interpretación (Esta definición también se ajusta a la fotogrametría digital). • Sistema de Posicionamiento Global (GPS): proporcionar a las tres dimensiones (3D) posición de objetos fijos o móviles, en el espacio y el tiempo, en toda la superficie de la Tierra, en virtud de las condiciones meteorológicas y en tiempo real.
• Sistema de escaneo láser: localizar objetos y medir su distancia mediante la radiación incidente en las frecuencias ópticas (0.3-15 µ m) del espectro. • Sistema de Información Geográfica (SIG): para hacer uso de una combinación de gran alcance de instrumentos capaces de recibir, grabar, recuperar, transformar, representar y procesar de datos georreferenciados espaciales.
• Sistema de Soporte de Decisión (DSS): implementa complejos sistemas de información geográfica, con la intención de crear escenarios posibles mediante el modelado de la realidad del terreno y ofrecer un conjunto de soluciones para la toma de decisiones.
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complejidad de realidad mediante los procesos interdependientes de abstracción, generalización y aproximación.
• WebGIS: distribuye los datos geográficos almacenados remotamente en las máquinas dedicadas para bases de datos, de acuerdo con las arquitecturas de redes complejas.
• Ontología: para especificar una conceptualidad, es decir, la descripción de los conceptos y las relaciones existentes de un elemento o entre los diversos elementos de un grupo, entidad o clase; conceptualización es una visión abstracta simplificada del mundo que representaba para una aplicación dada.(Gomarasca, 2009)
La geomática al ser una disciplina integradora de los conocimientos técnicos y científicos que hacen referencia a la captura, manipulación, análisis y difusión de la información geográfica (Instituto Geografico Agustin Codazzi IGAC, 2010), toma como principales componentes la Topografía, Geodesia, Cartografía, Fotogrametría y los SIG, donde además de integrarlos los pone en función de procesos de sistematización, automatización y electrónica con el fin de generar productos de mejor precisión y calidad (Topoequipos, 2013), lo que ha generado cambios en las ciencias mencionadas, desde la actualización de equipos hasta mejoramiento de procesos de toma de datos.
A continuación se hablara de cómo funcionan actualmente las principales ciencias que componen la Geomática, algunos equipos y herramientas usadas
4.3.1. TOPOGRAFÍA Y LA GEOMÁTICA
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algunas tecnologías y métodos que han mejorado la labor Topográfica ligada a la Geomática.
4.3.1.1. TOPOGRAFÍA DIGITAL Y ROBÓTICA:
Básicamente, la tecnología digital y robótica se puede comprender como un proceso de integración de funciones (medición de distancias y ángulos) y desarrollo de los procesos internos de lecturas, en la toma de datos, de una manera numérica, que facilitan y aumentan los grados de precisión. Esto conllevó al desarrollo de una serie de aparatos digitales para el posicionamiento, la medición y la nivelación, además de una información más amplia en la elaboración con mayor precisión de levantamientos topográficos, principalmente. (Pinto, 2013).
4.3.1.2. ESTACIONES TOTALES ROBÓTICAS Y ESCÁNER LASER:
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ILUSTRACIÓN 1 TEODOLITO ÓPTICO WILD-LEICA T2 (ABRECO TOPOGRAFÍA, 2015) Recuperado de: http://www.abreco.com.mx/teodolitos_topografia/leica_t2.htm
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Recuperado de: http://www.topoequipos.com/topoequipos2.0/estaciones-totales/gts-250
El sistema de la Estación Total Robótica consiste en una Estación Total con servo motor de rastreo y una unidad de control remoto de posicionamiento que controla la estación total y funciona como emisor y recolector de datos. Tanto la estación como la unidad de control remoto se conectan por medio de ondas de radio, por lo que es posible trabajar en la oscuridad.
Una vez puesta en estación, la estación total es orientada colimando un punto de referencia conocido y por medio de un botón se transfiere el control de la estación a la unidad de control remoto de posicionamiento. A partir de este momento, el operador se puede desplazar dentro del área de trabajo con la unidad de control remoto recolectando los datos. Las estaciones robóticas vienen con programas de aplicación incorporados, que junto con las características mencionadas previamente, permiten, tanto en los trabajos de levantamiento como en los de replanteo, la operación del sistema por una sola persona. (Cruz, 2008)
Ilustración 3 Estación Total Robótica TOPCON Quick Station QS. (Topoequipos, 2015)
Recuperado de: http://www.topoequipos.com/topoequipos2.0/estaciones-totales/topcon-qs-robotic-total-station-qs-estacion-total-robotica
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A partir de una fuente de láser, fija o en movimiento, con base en tierra o aérea, a través de la detección polar de un número muy grande de puntos que rodean la fuente de láser y la medida radiométrica de cada uno de ellos, es posible recrear, casi continuamente , la imagen tridimensional del objeto o la superficie de interés.
Por tanto, las técnicas de escaneo láser representan una evolución significativa de algunos aspectos de la Topografía y fotogrametría, al suministrar directamente un modelo de superficie 3D, tradicionalmente obtenida a partir de la elaboración estereoscópica de imágenes bidimensionales, lo que reduce la participación de intérpretes expertos y acercándose a la automatización total del proceso.
Aspectos de tecnología y ciencias de la computación caracterizan esta técnica, que ofrece múltiples aplicaciones en tierra y reconocimientos aéreos. Su debilidad está representado por la complejidad y en operaciones de filtrado mal definidos presentes necesarias para reducir y para seleccionar la enorme cantidad de datos recogidos por el sistema láser y necesario para recrear los Modelos Digitales de Superficie (MDS). (Gomarasca, 2009). Más adelante se ampliara como se aplica la tecnología láser en la Fotogrametría.
El láser escáner terrestre es un dispositivo de adquisición de datos masivos, que nos reporta una nube de puntos generada tridimensional, a partir de la medición de distancias y ángulos, mediante un rayo de luz láser.
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ILUSTRACIÓN 4 ESCÁNER LÁSER FARO FOCUS3D DE LA SERIE X (FARO, 2015)
Recuperado de: http://www.faro.com/es-es/productos/topografia-3d/laser-scanner-faro-focus-3d/informacion-general
Ilustración 5 Sección de una Ciudad levantada a partir de un escáner laser. (ZENIT, 2015)
Recuperado de: http://zenitop.es/servicios-topografia/edificacion/laser-escaner-calle-ciudad/.
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Esta tecnología fue la última dentro del proceso de conversión de los instrumentos topográficos óptico-mecánicos a digitales, debido a que los intentos de automatización en la toma de datos presentaban dificultades. Con la adopción de un dispositivo denominado CCD (aparato de carga doble), se logró equiparar la eficiencia de la nivelación frente a los instrumentos de medición de distancias y ángulos. (Pinto, 2013)
En principio el nivel Topográfico se apoyaba en un trozo de tubo de vidrio de sección circular, generado al hacer rotar un círculo alrededor de un centro. La superficie es sellada en sus extremos y su interior se llena parcialmente con un líquido muy volátil (como éter sulfúrico, alcohol etc.) que al mezclarse con el aire del espacio restante forma una burbuja de vapores cuyo centro coincidirá siempre con la parte más alta del nivel y así garantizar la horizontalidad del equipo después de la debida colimación. Posteriormente, en los niveles automáticos se les acoplaron un compensador óptico mecánico a fin de garantizar la puesta en horizontal del eje de colimación.
ILUSTRACIÓN 6 NIVEL WILD N2. (ABRECO TOPOGRAFÍA, 2015)
Recuperado de: http://www.abreco.com.mx/niveles_topografia.htm
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ILUSTRACIÓN 7 NIVEL LEICA NA-700 (ABRECO TOPOGRAFÍA, 2015)
Recuperado de: http://www.abreco.com.mx/niveles_topografia.htm
El nivel digital recientemente ha permitido que nivelación en el campo puede ser realizado por una sola persona. Estos niveles constan básicamente de un emisor de rayos láser con un barrido de 360º y un receptor o detector de rayos. (Cruz, 2008)
ILUSTRACIÓN 8 NIVEL DIGITAL LEICA DNA03. ( GRUPO ACRE, 2015)
Recuperado de: http://www.grupoacre.com/topografia-alquiler-venta-servicio-tecnico/packs/ver/alquiler-nivel-digital-leica-dna03
4.3.2. LA GEODESIA Y LA GEOMÁTICA
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la creación de dos constelaciones satelitales conocidas como NAVSTAR y GLONASS, respectivamente; encaminadas a la navegación y el posicionamiento estrictamente militar, pero desde 1984 adquirieron aplicaciones civiles. Invención que la considero la mayor en la ingeniería, en la década de los 80. (Pinto, 2013). Los sistemas de posicionamiento aplicados a puntos de la superficie de la Tierra se han encontrado aplicación práctica en topografía y cartografía, después de su utilización específica inicial en el campo de la navegación de buques.
Permiten el posicionamiento 3D de objetos estáticos o en movimiento en el espacio y el tiempo, en todo lugar en el mundo, en todas las condiciones meteorológicas y de forma continua.
Se basan en la recepción de señales de frecuencia de radio emitidas por los satélites de telecomunicaciones artificiales. La estación de tierra debe estar equipado con una antena y un receptor: su grado de complejidad y el costo depende del nivel de medición de la precisión necesaria para determinar las coordenadas geocéntricas (WGS84) de cualquier punto de la superficie de la Tierra.
Si conocemos la posición geocéntrica de los satélites, cuyas órbitas está referido al sistema de referencia geocéntrica WGS84, las coordenadas geocéntricas se pueden convertir directamente por el receptor en otros sistemas de referencia, suministrando un posicionamiento 3D.
Definir la posición de un punto es posible mediante el cálculo de la distancia entre los satélites y el receptor, determinada indirectamente a través de medidas de tiempo o fase de la explotación de las diferentes características de la señal emitida por los satélites y recibida por el receptor. La naturaleza de tales señales se define desde el sistema de posicionamiento de referencia. (Gomarasca, 2009)
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precisión y una reducción de tiempo en los trabajos topográficos, usualmente largos y extenuantes. (Pinto, 2013)
ILUSTRACIÓN 9 SISTEMAS DE POSICIONAMIENTO SATELITAL Y ALGUNAS DE SUS APLICACIONES.(MOVIMET, 2015)
Recuperado de: http://www.movimet.com/2015/02/china-tendra-su-propio-sistema-de-navegacion-satelital-gnss-beidou/
En la actualidad existen dos constelaciones de satélites en pleno funcionamiento como lo es el sistema Estadounidense NAVSTAR GPS (Navigation Satellite Timing and Ranging Global Positioning System), compuesto en la actualidad por 24 satélites, y 4 de reserva, monitorea en 6 planos de referencia (planos orbitales), separados entre sí 30°, y en 55° de inclinación con respecto al Ecuador y distancia al geocentro de 20.200 kms (Pinto, 2013). El otro sistema, GLONNAS (Global’ naya Navigatsionnaya Sputnikovaya Sistema) perteneciente a Rusia, está compuesto por 24 satélites activos y 3 de reserva, situados a 19.100 Km de la superficie terrestre, con un período orbital de 11 horas y 15 minutos, monitorea en 3 planos de referencia, separados entre sí 120° (Pinto, 2013). En la actualidad otros proyectos de constelaciones satelitales están en desarrollo, como lo es el sistema europeo GALILEO el cual en 2012 lanzo su tercer y cuarto satélite, con los cuales se completa el mínimo de satélites requeridos para generar datos precisos (Scussel, 2012) .
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El Sistema de Navegación Satelital consta de tres segmentos para su funcionamiento. A continuación se describirá brevemente cada uno de estos segmentos.
a. Segmento del espacio: Este segmento está compuesto por los satélites, Constelación de satélites y sus diferentes orbitas. Cada satélite está dotado de un reloj atómico de alta presión y emite constantemente señales de radio utilizando un único código de Identificación.
b. Segmento de Monitoreo: Es una serie de estaciones de rastreo, distribuidas en la superficie terrestre que continuamente monitorea a cada satélite analizando las señales emitidas por estos y a su vez, actualiza los datos de los elementos y mensajes de navegación, así como las correcciones de reloj de los satélites.
En el caso del sistema GPS las estaciones se encuentran ubicadas estratégicamente alrededor del eje ecuatorial y cuentan con relojes de alta precisión para el procesamiento de los datos emitidos. (INEGI, 2015)
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ILUSTRACIÓN 10 NAVEGADOR GARMIN GPSMAP 645(GARMIN, 2015) Recuperado de: http://garmin.com.co/producto/gpsmapr-64s.
ILUSTRACIÓN 11 RECEPTORES GNSS GEODÉSICOSTOPCON (SURVEYING SOLUTION, 2015)
Recuperado de:
http://surveyingsolution.itrademarket.com/1201934/topcon-gps-geodetic-mapping.htm.
4.3.3. LA CARTOGRAFÍA Y LA GEOMÁTICA.
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estableciendo relaciones espaciales entre los objetos reproducidos y producir herramientas utilizadas en la planificación y gestión del territorio. Los orígenes de esta ciencia se remontan a tiempos muy antiguos, pasando por los egipcios y los griegos, el Renacimiento en la cuenca del Mediterráneo, hasta nuestros días.
Como la informática se está extendiendo en muchos sectores de la ciencia, la cartografía también se ha visto influida por la tecnología informática. Si la cartografía tradicional se realiza en las juntas de papel, la cartografía digital se basa en los datos de formato numérico que se visualizan en una pantalla y permite a los datos que sean utilizados de forma dinámica en Sistemas de Información Geográfica.
Para ser utilizado, ambos mapas tradicionales y digitales necesitan ser interpretados. De hecho, un mapa geográfico se define como 'un plano, una aproximación, la reducción y la representación simbólica de una parte más o menos prolongado de la superficie terrestre "; de acuerdo a su escala, cualquier mapa reproduce muchos elementos de la superficie representada, que se expresan como símbolos codificados por una leyenda. Ambos elementos naturales y artificiales están representados simbólicamente y topónimos son reportados. (Gomarasca, 2009)
En las dos últimas décadas del siglo XX, el desarrollo de los instrumentos de percepción remota, como el tratamiento de información, que en sus comienzos estuvo muy ligado al campo militar, alcanzó niveles importantes, no sólo en los procesos de restitución, sino también y especialmente, en los de captura de datos terrestres, que llevaron en la última década a la creación de grandes industrias aeroespaciales destinadas al ofrecimiento de productos a nacientes mercados de la información cartográfica, ambiental, forestal y oceanográfica, entre otras. (Pinto, 2013)
A continuación, se hará una descripción de los diferentes métodos cartográficos que han surgido y a su vez han permitido el avance de la cartografía análoga a la digital.
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ILUSTRACIÓN 12 TELEDETECCIÓN SATELITAL.(LANERO, 2015)
Recuperado de: http://lanero.net/ViejaWeb/?in_id=plataformas
El inicio de la carrera espacial a mediados de los años 50, del siglo XX, fue también el comienzo de la era de la teledetección espacial. En 1957 se lanzó al espacio el Sputnik (Rusia), primer satélite artificial con la misión de orbitar la tierra y emitir una señal, el cual estaba equipado con instrumentos para conocer la temperatura y densidad de la atmósfera e ionosfera, con el fin de medir la propagación de las ondas electromagnéticas, utilizando frecuencias de 20 y 40 MHz. En los años 70, se colocan en el espacio los primeros satélites equipados con sensores para monitorear los recursos naturales. En 1972, Estados Unidos lanza el primer satélite óptico, el ERTS (Earth Resources Technology Satélites), que posteriormente, en 1975, con el segundo lanzamiento, se denominaría LANDSAT. Actualmente la Teledetección tiene un gran campo de acción a nivel civil y militar gracias a la apertura el mercado espacial e informático, lo cual contribuyo en la incursión de empresas privadas a ofrecer como producto la Teledetección.
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podemos definir la teledetección, como “la ciencia y arte de obtener información acerca de la superficie de la Tierra sin entrar en contacto con ella. Esto se realiza detectando y grabando la energía emitida o reflejada y procesando, analizando y aplicando esa información”. (Arbelo, 2015)
En un proceso de teledetección desde satélites se involucran una serie de elementos que se muestran en la Figura 12. El primer requerimiento supone disponer de una fuente de energía que ilumine o provea energía al objeto de interés (cultivo, bosque, mar, ciudad, etc.). El caso más habitual consiste en que esa fuente sea el Sol (A).La radiación solar, en su “viaje” hacia la Tierra, atraviesa e interacciona con la atmósfera (B). Una vez alcanza la superficie terrestre interactúa con los objetos que en ella se encuentran. La radiación reflejada dependerá de las características de esos objetos, permitiendo distinguir a unos de otros (C). Un sensor a bordo de un satélite recoge y graba esa radiación reflejada por la superficie terrestre y la propia atmósfera (D). La energía captada por el sensor se transmite a una estación de recepción y procesamiento donde los datos se convierten en imágenes digitales (E). La imagen procesada se interpreta, visualmente y/o digitalmente, para extraer información acerca de los objetos que fueron iluminados (F). El paso final del proceso de teledetección consiste en aplicar la información extraída de la imagen para conseguir un mejor conocimiento de la zona de estudio, revelando nuevas informaciones o ayudándonos a resolver un problema particular (G). (Labrador, Évora, & Arbelo, 2012)
ILUSTRACIÓN 13 ELEMENTOS DE UN PROCESO DE TELEDETECCIÓN DESDE SATÉLITES. (LABRADOR, ÉVORA, & ARBELO, 2012)
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4.3.3.2. TIPOS DE IMÁGENES DE TELEDETECCIÓN:
El tipo de producto más común que suministran los satélites de teledetección es una imagen digital tipo raster, donde cada píxel tiene asignado uno o varios valores numéricos (niveles digitales) que hacen referencia a la energía media recibida dentro de una determinada banda espectral. Teniendo esto en cuenta, se pueden adquirir los siguientes tipos de imágenes:
- Imagen multiespectral (MS): Imagen que lleva asociados varios valores numéricos a cada píxel, tantos como bandas espectrales sea capaz de detectar el sensor. Así, por ejemplo, el satélite IKONOS proporciona una imagen multiespectral con 4 bandas, que cubren las regiones espectrales correspondientes al azul, verde, rojo e infrarrojo próximo. Cuanto mayor sea el número de bandas que proporciona el sensor, mayor será la capacidad de análisis de los elementos presentes en la imagen. Aparte de las multiespectrales también existen las denominadas imágenes hiperespectrales, menos habituales. Vienen caracterizadas por poseer información en un gran número de bandas. Se requieren para estudios de identificación y clasificación muy precisos, principalmente en mineralogía. A día de hoy provienen de algunos satélites de tipo experimental, como es el caso del sensor HYPERION (220 bandas), a bordo del satélite EO-1, por lo que su disponibilidad es bastante limitada
39 imagen multiespectral con la resolución espacial de la pancromática. El inconveniente de este tipo de imágenes es que se modifica la información espectral original captada por los sensores a través de los algoritmos usados, por lo que se suelen utilizar únicamente como herramientas de interpretación visual y no para análisis espectral.
- Imagen estéreo: En realidad se refiere a dos imágenes de una misma zona tomadas con ángulos de visión distintos. Muchos satélites tienen la capacidad de reorientar el sensor, lo que les permite tomar, en una o en sucesivas pasadas, este tipo de imágenes. Se suelen emplear para teledetección son aproximadamente unos 120. (Labrador, Évora, & Arbelo, 2012)
A continuación se hará una breve descripción de algunos satélites usados para teledetección que poseen una resolución espacial igual o superior a los 30 metros/píxel, aproximadamente y sus productos estén disponibles por alguna vía de comercialización relativamente sencilla. (Los sensores tipo RADAR serán tratados más adelante)
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Nombre del Satélite Particularidades del Satélite ancho de barrido de 14Km y
7Km respectivamente. ancho de barrido es de 790
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Nombre del Satélite Particularidades del Satélite que orbita a una altura de
822 km y posee dos
LIS-III sensor de 4 bandas especiales con una orbita a una altura de 822
km sobre la superficie el estudio de los ciclos del
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Nombre del Satélite Particularidades del Satélite
FUENTE PROPIA A PARTIR DE (LABRADOR, ÉVORA, & ARBELO, 2012)
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ILUSTRACIÓN 15 IMAGEN DEIMOS-1. ÁREAS CULTIVADAS EN LOUISIANA (ESTADOS UNIDOS). FUENTE: SPOT IMAGE (LABRADOR, ÉVORA, & ARBELO,
2012)
ILUSTRACIÓN 16 SATÉLITE EO-1.
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ILUSTRACIÓN 17 ERUPCIÓN SUBMARINA DE EL HIERRO, ISLAS CANARIAS. IMAGEN DEL SENSOR ALI TOMADA EL 2 DE NOVIEMBRE DE 2011.
FUENTE: NASA.
ILUSTRACIÓN 18 SATÉLITE IKONOS
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ILUSTRACIÓN 19 REGADÍOS EN ARABIA SAUDÍ. IMAGEN PS DEL SATÉLITE IKONOS.
Fuente: Space Imaging.
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ILUSTRACIÓN 21 PIRÁMIDES DE EGIPTO. IMAGEN TOMADA POR EL SATÉLITE QUICKBIRD.
Fuente: DigitalGlobe
ILUSTRACIÓN 22 RESOURCESAT-2
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ILUSTRACIÓN 23 IMAGEN EN FALSO COLOR DEL SENSOR LISS-III.
Fuente: MAPMART.
ILUSTRACIÓN 24 SATÉLITE THEOS.
48 --*
ILUSTRACIÓN 25 IMAGEN MULTIESPECTRAL DE THEOS. DUBAI (EMIRATOS ÁRABES UNIDOS).
Fuente: GISTDA
(Labrador, Évora, & Arbelo, 2012)
4.3.3.4. TECNOLOGÍA SAR (RADARES DE APERTURA SINTÉTICA).
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ILUSTRACIÓN 26 SATÉLITE RUSO OKEAN-O DE ROSAVIAKOSMOS QUE POSEE EL DISPOSITIVO SAR(TESIS DOCTORALES EN RED, 2015)
Tomado de:
http://www.tesisenred.net/bitstream/handle/10803/6380/2_3_Satelites_con_SAR.p df?sequence=10
ILUSTRACIÓN 27 DOS IMÁGENES DEL SAR DE ERS-2. IZQUIERDA: UN FRENTE ATMOSFÉRICO AL NORTE DE MENORCA DEL 15.10.98. DERECHA: CÉLULAS DE LA LLUVIA CERCA DE MENORCA DEL
12.02.98.(TESIS DOCTORALES EN RED, 2015)
http://www.tesisenred.net/bitstream/handle/10803/6380/2_3_Satelites_con_SAR.p df?sequence=10
4.3.3.5. RADARGRAMETRIA
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El transmisor del radar genera una pulsación de radar de alta potencia, la cual alimenta al interruptor circulador, que dirige la pulsación transmitida a la antena del radar. Las antenas del radar son construidas para transmitir y recibir pulsaciones en una longitud de onda de radar particular. Durante la transmisión, la antena dirige la pulsación transmitida hacia el área objetivo. La energía reflejada de la tierra regresa como un eco radárico, el cual es entonces recibido por la antena. Durante su recepción, el interruptor circulador dirige los ecos devueltos al receptor de radar, el cual convierte los ecos en números digitales. El dato radárico es pasado a la registradora de datos ó pantalla, que almacena los datos no analizados o muestra la imagen en la pantalla. (Pinto, 2013)
4.3.3.6. TECNOLOGÍA LIDAR.
El LIDAR (de light detection and ranging) es una técnica de teledetección óptica que utiliza la luz de láser para obtener una muestra densa de la superficie de la tierra produciendo mediciones exactas de x, y y z. LIDAR, que se utiliza principalmente en aplicaciones de representación cartográfica láser aéreas, está surgiendo como una alternativa rentable para las técnicas de topografía tradicionales como una fotogrametría. (ESRI, 2015)
ILUSTRACIÓN 28 FUNCIONAMIENTO DE LA TECNOLOGÍA LIDAR
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calcular la distancia, el sistema mide el tiempo que toma cada pulso en viajar del sensor al blanco y volver, multiplica este tiempo por la velocidad de luz y divide el resultado por dos. El ángulo de escaneado también se registra
El siguiente componente es el GPS, lo cual aprovisiona el posicionamiento en el mundo. Un equipo GPS en la aeronave recibe y registra datos de un conjunto de satélites que giran alrededor de la Tierra. Con un mínimo de cuatro satélites, se puede determinar la posición del láser. Se establecen una o más bases terrestres de GPS sobre puntos de referencia dentro o cerca del área de interés. Estas bases proveen correcciones para el GPS aéreo. Se combinan los datos de GPS terrestre y aéreo después para crear GPS diferencial, lo cual puede mejorar la exactitud de metros a centímetros.
Dado que ninguna aeronave está completamente estable y nivelada en el aire, se necesita una manera de medir la orientación del láser en el momento en que se dispara cada pulso de luz. El equipo IMU da esta información. Mide el balanceo, cabeceo y viraje del avión o helicóptero y, por lo tanto, el sensor mientras vuelan. Después del vuelo, estas correcciones angulares se combinan con la información de posicionamiento de GPS y luego con la telemetría y ángulos de escaneado del sensor. Software especializado calcula las coordenadas XYZ de cada dato vuelto. Así, LIDAR es la integración de tres tecnologías avanzadas que hace levantamientos topográficos rápidos con exactitud superior. (Beasy, 2015)
ILUSTRACIÓN 29 MDT GENERADO A TRAVÉS DE LA TECNOLOGÍA LIDAR.
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4.3.4. LA FOTOGRAMETRÍA Y LA GEOMÁTICA.
La fotogrametría es la ciencia o técnica cuyo objetivo es el conocimiento de las dimensiones y posición de objetos en el espacio, a través de la medida o medidas realizadas a partir de la intersección de dos o más fotografías, o de una fotografía y el modelo digital del terreno correspondiente al lugar representado, el cual ha de ser realizado anteriormente por intersección de dos o más fotografías. (Topoequipos, 2015)
La fotogrametría se puede clasificar según el tipo de fotografías obtenidas en aéreas terrestres y según su tipo de tratamiento en analógica, analítica y digital. En este texto se trata la fotogrametría Aérea y digital la cual es la que se trabaja con mayor fuerza en la geomática por su componente tecnológico e informático.
La fotogrametría aérea hace referencia al a técnica de captura de fotografías con la ayuda de sensores, ubicados en aviones, satélites, drones, etc., y estos a su vez generan ortofotografías que posteriormente son procesadas mediante el uso de software’s para su análisis y generación distintos tipos de mapas.
De la fotogrametría aérea se deriva el concepto de ortofotogrametría en donde se tiene que la ortofoto es la similar imagen generada con fotogrametría aérea convencional, la diferencia está en que se corrigen las distorsiones producidas por el lente de la cámara, su oblicuidad al momento de la toma, las características del terreno y factores de distorsión geométrica. Tiene las mismas aplicaciones de la fotografía aérea convencional, pero con la ventaja de que con esta técnica se pueden realizar mediciones con precisiones que varían de acuerdo con la escala de trabajo.
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ILUSTRACIÓN 30 ORTOFOTOGRAFIA (PINTO, 2013)
La fotogrametría digital es una técnica de producción de mapas mediante el uso de cámaras aéreas digitales, sensores satelitales, imágenes de radar o cámaras con geometría espacial. Las imágenes obtenidas son procesadas por medio de un escáner fotogramétrico de alta resolución, obteniéndose información de áreas u objetos en 2 o en 3 dimensiones.
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4.3.5. LOS SISTEMAS DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICOS (SIG) Y LA GEOMÁTICA.
Los Sistemas de Información Geográficos (SIG) son de los aportantes más importantes que se han derivado de la geomática, ya que Integra datos geográficos con cualquier tipo de información científica, ingenieril, social, etc., generando una integración entre todo tipo de disciplinas al sector geográfico, adicional de la optimización del suelo para diferentes usos, mayor rapidez y efectividad en la gestión del riesgo, el fácil acceso a la información derivada de los SIG por cualquier persona en el momento y lugar que se requiera, los cuales son algunos de los muchos beneficios que los SIG ha traído al mundo.
Ahora, podríamos definir los Sistemas de Información Geográficos como “una colección organizada de hardware, software, datos geográficos y personal diseñada para capturar, almacenar, manipular, analizar y visualizar eficientemente todas las formas de información geográficamente referenciada.” (ESRI, 1990). Es por tanto, un conjunto de elementos físicos lógicos, de personas y metodologías, que interactúan de manera organizada para adquirir, almacenar y procesar datos georeferenciados y producir información útil en la toma de decisiones, que adicionalmente, aprovechan e incorporan el constante avance de materias como la microelectrónica, la estadística, la informática, los sensores remotos y la geodesia, entre otros. (Pinto, 2013)
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4.3.5.1. ELEMENTOS DE LOS SIG
Un SIG está formado por cinco componentes o elementos y cada uno de esos componentes cumplen con una función para que existan entre ellos una interacción. Es decir, éstos conforman la información para que sea procesada o se realice un tratamiento, los recursos técnicos, humanos y las metodologías que se adopten en la organización o la empresa. A continuación se describen a esos componentes:
Hardware: Es el equipo de cómputo con el que opera un SIG. Actualmente el software de estos sistemas se ha adaptado a diversos tipos de hardware desde arquitecturas clientes-servidor hasta computadoras de escritorio aisladas. Para las consultas espaciales el hardware es útil para efectuar el procesamiento de las operaciones que con base a algoritmos solucionan las relaciones entre geometrías.
Software: proporciona las herramientas y funciones necesarias para almacenar, analizar y desplegar la información geográfica, para ello se necesitan de elementos principales de software los cuales son:
- Herramientas para la entrada y manipulación de información geográfica. - Un sistema de administración de base de datos (DBMS Data Base
Management System).
- Herramientas que soportan consultas, análisis y visualización de elementos geográficos.
- Una interfaz gráfica de usuario (GUI Graphical User Interface) de manera que facilite el acceso a las herramientas anteriormente mencionadas.
Dato: se refiere al elemento principal para lograr una correcta información. Es decir una vez conocido el objeto del modelo del mundo real, se identifican las propiedades que lo forman, por ejemplo, sus atributos que se refieren a los elementos descriptivos y el tipo de geometría como el elemento espacial. En las consultas espaciales es necesario conocer el tipo de geometría entre los objetos del mundo real que se relacionan topológicamente.
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para las consultas espaciales, esas personas se refieren a quienes proporcionan la información fuente, realizan la edición de la información, implementan los algoritmos útiles para resolver las consultas espaciales y los usuarios finales que se favorecen de la aplicación o proyecto elaborado.
Métodos: son los planes de un buen diseño y las normas por parte de la empresa, las cuales son modelos y prácticas de operación de cada organización. [ESRI, 2001]. Este último se basa en los estándares reconocidos para aspectos geográficos, que sugieren las medidas a adoptar para un determinado enfoque de aplicación y de esta manera respaldiar su forma de trabajo. Por ejemplo en las consultas espaciales en [OpenGis (99-049), 2001] refiere los modelos para implementar las relaciones topológicas entre objetos del modelo del mundo real basados en un modelo de objetos geométricos. (Aragón, 2002)
4.3.5.2. LA INFORMACIÓN GEOMATICA Y SU IMPORTANCIA SOCIAL.
Un campo de acción donde la información, la geografía, la cartografía, entre otras disciplinas, tienen y tendrán un impacto altamente positivo corresponde a la elaboración de cartografía social, como una forma de la cartografía temática. Cháves (2001) define la cartografía social como “el método para promover y facilitar los procesos de planeación participativa y de gestión social de las comunidades en el proceso de ordenamiento y desarrollo de sus territorios”.
La cartografía social y los sistemas de información Geográficos son insumos importantes para que los gobernadores, entidades y demás actores que se interactúan en el país logren tomar decisiones de manera acertada. En la actualidad los sistemas de información nos presentan un sin número de datos geo-refenciados los cuales permiten realizar análisis multidisciplinarios. Es así como se ve el papel que ha tomado la geomática en las dinámicas sociales del país actualmente, en el congreso realizado por el IGAC el mes de Agosto del año en curso, presento entre sus contenidos la Geomática como ciencia constructora de PAZ, resaltando la importancia que tomaría dicha ciencia en la solución del conflicto armado, desde la redistribución de tierra y ayuda fundamental al aumento de producción de la agricultura.
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poder lograr los objetivos que se tienen incorporados en las políticas públicas de nuestro país.
A continuación mostraremos algunos de los principales mapas que presenta este portal que da idea de la importancia que puede lograr la Geomatica en el contexto nacional, ya que son mapas aislados que de una manera solo permite el análisis de una variable determinada, sin embargo queda claro que si en un mismo mapa o cartografía lográramos evidenciar más de una variable, encontraríamos importantes resultados para el diagnóstico, mejoramiento del contexto social.
En el geo portal encontramos la siguiente tabla de navegación la cual nos llevara a cada uno de los contenidos requeridos.
ILUSTRACIÓN 32 GEOPORTAL IGAC
Tomado: Propia
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La cartografía social, el mapa como instrumento y metodología de la planeación participativa tiene un antecedente importante en Colombia, articulado bajo el proceso del “Plan Solidario Para Recuperar La Vida” adelantado por los habitantes de varios corregimientos del Norte del Cauca con el apoyo de Emcodes (Empresa Cooperativa de Desarrollo). Los mapas técnicos fueron utilizados para dar una mirada de “expertos” sobre el territorio, vinculados a la organización comunitaria. Se emprendió, entonces, un proceso de planificación participativa en donde se dio un vuelco al uso de la cartografía. Los mapas ya no fueron elaborados “técnicamente” sino por la gente. La idea política que sustentaba la propuesta era poner sobre la mesa el saber de los Pueblos Indígenas sobre su territorio y, de esta manera, legitimarlo.
59 4.4 OBJETO DE LA GEOMÁTICA
El objeto es una variable importante para determinar una ciencia, por eso miraremos dos fuentes que nos pueden dar noción de lo que puede representar la Geomática.
4.4.1. 1er FUENTE OBJETO GEOMÁTICA.
Según el oficio de la lengua francesa, la Geomática tiene por definición oficial: "Discipline ayant pour objet la gestión des données à référence spatial et qui fait appel aux sciences et aux technologies reliées à leur stockage, leur traitement et leur diffusion" ("Disciplina que tiene por objeto la administración, y estructuración de los datos a referencia espacial e integra las ciencias y a las tecnologías ligadas al almacenamiento, el tratamiento y la difusión"). (Topoequipos, 2013)
4.1.2. 2da FUENTE OBJETO GEOMÁTICA.
La Geomática, usando un método sistemático, integra las mediciones, el análisis, el manejo, el almacenamiento y el despliegue de descripciones y localizaciones de datos geoespaciales o terrestres para el apoyo de actividades científicas, administrativas y legales tendientes todas ellas a una mejor calidad de vida. (Vásquez & Engineering, 2007)
4.5 APLICACIONES DE LA GEOMÁTICA 4.5.1. 1er FUENTE APLICACIONES GEOMÁTICA.
La Ingeniería Geomática está constituida de polos de desarrollo como: La producción de datos espaciales, el tratamiento, almacenamiento, la estructuración de la información y la difusión de aplicaciones específicas de alto nivel.
La idea de un mejor manejo de los recursos basado en un mismo sistema de referencia espacial, de altos volúmenes de data geoespacial recopilada y procesada pueden ser rápidamente visualizadas bajo un mismo ambiente. Diferentes actividades pueden, de esta forma, extraer información relevante a la hora de tomar decisiones.
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La ciencia encargada de integrar esta información derivada de un rango variado de disciplinas (ejemplo topografía, geodesia, fotogrametría y cartografía), de manejar la data espacial y de representar nuestro mundo de la forma más real posible, ha sido denominada: Geomática.
Utilizando los productos derivados de la Geomática, no sólo se obtienen mejoras en el desarrollo de las actividades terrestres. Debido a su carácter global, se extiende a la actividad marítima, lacustre y fluvial. Por ejemplo, las deformaciones de los diques pueden ser estimadas de acuerdo a los volúmenes de agua que alimentan a las represas. Con dicha estimación, las autoridades estarían en posición de prever posibles catástrofes producto del aumento del caudal de los ríos, evitando así poner en riesgo a las comunidades ribereñas y a las represas.
Tal como ha sido descrito anteriormente, la Geomática es aplicada en diversos campos de la ciencia para el apoyo de la administración pública. Otro ejemplo lo constituye el monitoreo de las placas tectónicas. El choque entre placas libera continuamente energía a la superficie, siendo perceptible por el hombre en temblores de cierta magnitud y en los casos extremos como terremotos. Gracias al monitoreo del desplazamiento de las placas, se puede predecir la locación del siguiente movimiento telúrico. Dicha aplicación de la Geomática permite una oportuna alerta en la preparación de la población ante un evento explotar racionalmente nuevas fuentes de recursos (ejemplo hidrocarburos). De estos datos colectados y procesados, también se pueden obtener modelos matemáticos que predicen futuros cambios climáticos tales como: derretimiento de hielo en glaciares, inundaciones y otras catástrofes ambientales. (Arias, 2009)
4.5.2. 2da FUENTE APLICACIONES GEOMÁTICA.
