Actualización cartográfica del casco urbano de San...

1

Actualización cartográfica del casco urbano de San Alfonso – Huila

utilizando tecnología RPAS

Catherin Lizeth Castillo C & Jessica Andrea Escobar R

Enero 2017.

Universidad Distrital Francisco José de Caldas

Facultad de medio ambiente y recursos naturales

Tecnología en topografía

Bogotá D.C

2

Actualización cartográfica del casco urbano de San Alfonso – Huila

utilizando tecnología RPAS

Catherin Lizeth Castillo Caicedo cód. 20132031020

Jessica Andrea Escobar Rubio cód. 20132031029

Este proyecto se presenta como requisito parcial para optar al TÍTULO DE TENCOLOGO EN TOPOGRAFIA

Director: CARLOS ALFREDO RODRÍGUEZ

Ingeniero Topográfico y Especialista en SIG

Universidad Distrital Francisco José de Caldas

Facultad de medio ambiente y recursos naturales

Tecnología en topografía

Bogotá D.C

3

Nota de aceptación.

Acuerdo 29 de 1998. Reglamento estudiantil.

El consejo de la Universidad Distrital Francisco José de Caldas aprueba el trabajo de grado

titulado “Actualización cartográfica del casco urbano de San Alfonso – Huila

utilizando tecnología RPAS”. Lo anterior, en cumplimiento de los requisitos para obtener el

título de Tecnólogos en Topografía.

_____________________________ Ing. Carlos Alfredo Rodríguez Rojas

Director

____________________________________ Firma del jurado.

4

Bogotá, febrero de 2017

Art. 117

"Ni la universidad ni el jurado serán responsables de las ideas expuestas por los estudiantes en el trabajo de grado"

5

Dedicatoria

A Dios por darme siempre su infinita sabiduría y permitirme alcanzar un logro más en mi vida,

a mi madre Irma Lucy por ser mi mayor motivación en la vida para no rendirme, por su gran

amor y confianza. A mi padre José Alfonso quien me ha dado el mayor ejemplo de fortaleza, a mi

hermano José Ricardo por ser mi guía y compañía.

Lizeth Castillo Caicedo.

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Agradecimientos

Gracias a nuestro director el Ingeniero Carlos Rodríguez por brindarnos sus conocimientos, por

tener esa calidad humana que lo caracteriza, por los consejos y optimismo que nos ha trasmitido,

porque gracias a su ayuda presentamos esta tesis.

A mi familia por apoyarme en cada meta trazada por la confianza depositada en mí. A mi mamá

Luz Elba Rubio Rodríguez por enseñarme a nunca abandonar mis sueños, por ser ese ejemplo de

superación confianza y esfuerzo. A mi hermana Karen Escobar por ser mi mejor amiga porque

siempre creyó en mí, en poder lograr este sueño, por brindarme sus ánimos y darme el coraje

necesario para lograrlo. ¡La quiero mucho!

A mi compañera de trabajo de grado Lizeth Castillo por brindarme sus conocimiento, por ser

paciente conmigo en toda la carrera, por esas noches de trasnocho haciendo trabajos , estudiando

para exámenes, por todas la veces que me explicabas algún tema; fuiste mi profesora personal.

Infinitas Gracias

Gracias a nuestro revisor El ingeniero Julio Bonilla por su tiempo, sus aportaciones y

observaciones para mejorar este trabajo.

Gracias a todas aquellas personas que de una u otra forma contribuyeron a la realización de esta

tesis.

Jessica Escobar Rubio

7

Agradezco a la Universidad Distrital Francisco José de Caldas por permitir formarme en el

proyecto curricular Tecnología en Topografía, por los conocimientos que fueron aportados durante

estos años a través de los mejores ingenieros.

Mi más sincero y profundo agradecimiento al Ingeniero Carlos Rodríguez, quien

desinteresadamente nos brindó todo su conocimiento, nos prestó su constante ayuda y nos ofreció

su confianza.

Al ingeniero Julio Bonilla por sus enseñanzas y todos los aportes realizados en este proyecto.

A mi compañera Jessica Escobar, por su valiosa amistad, por acompañarme en miles de

experiencias, por su comprensión y ayuda.

A todos los que hicieron posible este trabajo; mil gracias.

Lizeth Castillo Caicedo

8

Tabla de contenido

pg.

1 Resumen ............................................................................................................................. 19

2 Introducción ....................................................................................................................... 20

3 Objetivos ............................................................................................................................ 21

4.1 Objetivo general ......................................................................................................... 21

4.2 Objetivos específicos .................................................................................................. 21

5 Marco teórico ..................................................................................................................... 22

5.1 Definición de tecnología RPAS .................................................................................. 22

5.2 Uso de la tecnología RPAS ........................................................................................ 22

5.3 Antecedentes y estado actual ...................................................................................... 23

5.4 Tipos de UAV ............................................................................................................. 23

5.4.1 Multirrotor .............................................................................................................. 23

5.4.2 Helicópteros ............................................................................................................ 24

5.4.3Ala fija ……………………………………………………………………………………25

5.5 Cartografía .................................................................................................................. 26

5.6 Proyecciones ............................................................................................................... 26

5.6.1 Proyección cilíndrica .............................................................................................. 26

5.6.2 Proyección Azimutal, Polar, o cenital .................................................................... 27

9

5.6.3 Proyección cónica ................................................................................................... 28

5.7 Sistema de referencia .................................................................................................. 28

5.8 Marco de referencia .................................................................................................... 29

5.9 Sistema de proyección cartográfico ............................................................................ 29

5.9.1 Sistema de proyección cartesiano ........................................................................... 29

5.10 Métodos de actualización cartográfica .................................................................... 30

5.10.1 Teledetección (satélites) ......................................................................................... 30

5.10.2 Fotografías aéreas ................................................................................................... 31

Inclinación del eje óptico .............................................................................................................. 31

Fotografías Aéreas Verticales ...................................................................................................... 31

Fotografías Aéreas Oblicuas ........................................................................................................ 32

Fotografías pancromáticas (en blanco y negro) .......................................................................... 33

Fotografías ultrarrojas (o infrarrojas) ......................................................................................... 33

5.10.3 Imagen digital ......................................................................................................... 33

5.11 Percepción remota ................................................................................................... 34

5.12 Determinación de escala ......................................................................................... 34

5.13 Traslapo fotográfico ................................................................................................ 35

5.14 Alturas de vuelo ...................................................................................................... 35

5.15 Especificaciones de cartografía básica .................................................................... 36

10

5.15.1 Planes de vuelo ....................................................................................................... 36

5.16 Características de un ortomosaico/ortoimagen ....................................................... 37

5.16.1 Resolución espacial ................................................................................................. 37

5.16.2 Calidad de datos para ortomosaicos ........................................................................ 37

Consistencia topológica ................................................................................................................ 38

Consistencia de formato ............................................................................................................... 38

5.16.3 Exactitud absoluta de posición horizontal .............................................................. 38

5.16.4 Consistencia en la resolución espacial .................................................................... 38

5.16.5 Vuelos fotogramétricos ........................................................................................... 39

5.17 Fotocontrol. ............................................................................................................. 40

5.18 Modelos digitales de elevación (MDE) .................................................................. 40

5.18.1 Tipos de MDE ......................................................................................................... 41

Modelos digitales de superficie (MDS) ........................................................................................ 41

Modelos digitales de terreno MDT ............................................................................................... 41

5.19 Especificaciones técnicas para la creación de MDE ............................................... 42

5.19.1 Consistencia topológica .......................................................................................... 42

6 Metodología ....................................................................................................................... 43

6.1 Reconocimiento en campo. ............................................................................................ 46

6.2 Planeación y ejecución del vuelo. ............................................................................... 46

11

6.3 Puntos de fotocontrol .................................................................................................. 49

6.4 Levantamiento de ejes viales ...................................................................................... 51

6.4.1 Trabajo de campo. ................................................................................................... 52

6.4.2 Trabajo de oficina cinemático puro ........................................................................ 54

6.4.3 Cambio de Época de Rastreo a Referencia 1995.4 ................................................. 56

6.4.4. Calculo altura de vértices geodésicos sobre el nivel medio del mar ...................... 56

6.4.5. Certificaciones de coordenadas punto geodésico GPS-H-T-2 ................................ 58

6.5 Sistema de referencia .................................................................................................. 59

6.6 Creación de archivo .prj .............................................................................................. 64

6.7 Proceso Agisoft PhotoScan ........................................................................................ 64

6.8 Vectorización .............................................................................................................. 75

7 Resultados .......................................................................................................................... 79

7.1 Coordenadas casco urbano ......................................................................................... 79

7.2 Vuelo .......................................................................................................................... 79

7.3 Agisoft PhotoScan ...................................................................................................... 80

7.4 Origen cartesiano San Alfonso/Huila ......................................................................... 81

7.5 Ortomosaico y mapa de cartografía actualizada ......................................................... 81

8 Análisis de resultados ........................................................................................................ 82

8.1 Resolución espacial .................................................................................................... 82

12

8.2 GSD frente al RMSE .................................................................................................. 82

8.3 Determinación de escala frente a GSD ....................................................................... 83

8.4 Calidad de datos para el ortomosaico ......................................................................... 83

8.4.1 Consistencia topológica .......................................................................................... 84

8.4.2 Consistencia de formato .......................................................................................... 84

8.4.3 Exactitud de la posición absoluta según la resolución de producto ........................ 85

7.5 Análisis reporte Agisoft PhotoScan ............................................................................ 86

7.5.1 Localización de las cámaras ................................................................................... 86

7.5.2 Comparación de cartografía de 1983 a cartografía actualizada. .......................................... 87

7.5.3 Área construida ....................................................................................................... 87

7.5.4 Estado de las vías .................................................................................................... 88

7.5.5 Sobre posición de la cartografía actualizada ........................................................... 89

8 Conclusiones ...................................................................................................................... 95

9 Recomendaciones .............................................................................................................. 96

10 Glosario .......................................................................................................................... 97

11 Bibliografía..................................................................................................................... 99

12 Anexos .......................................................................................................................... 101

13

Índice de imágenes

pg.

Imagen 1 UAV multirrotor. ...................................................................................................... 24

Imagen 2 UAV helicóptero. ..................................................................................................... 25

Imagen 3 UAV ala fija. ............................................................................................................ 25

Imagen 4 Proyección cilíndrica. ............................................................................................... 27

Imagen 5 Proyección azimutal, polar o cenital. ...................................................................... 27

Imagen 6 Proyección cónica. ................................................................................................... 28

Imagen 7 Sistema de referencia. .............................................................................................. 28

Imagen 8 Teledetección ........................................................................................................... 30

Imagen 9 Fotografías Aérea Vertical ....................................................................................... 32

Imagen 10 Fotografía Aérea Oblicua ..................................................................................... 32

Imagen 11 Imagen digital ......................................................................................................... 34

Imagen 12 MDE formato Raster. ............................................................................................. 40

Imagen 13 MDE terreno. .......................................................................................................... 40

Imagen 14 Modelo digital de superficie. .................................................................................. 41

Imagen 15 Modelo digital de terreno MDT. ............................................................................ 41

Imagen 16 Metodología Actualización cartográfica del casco urbano de San Alfonso Huila

utilizando tecnología RPAS. ......................................................................................................... 43

Imagen 17 Ubicación municipio de Villa Vieja. ...................................................................... 44

14

Imagen 18 San Alfonso-Huila .................................................................................................. 46

Imagen 19 Puntos de fotocontrol. ............................................................................................ 46

Imagen 20 Limites de la zona a cubrir. .................................................................................... 47

Imagen 21 Logo software eMotion .......................................................................................... 47

Imagen 22 Línea de vuelo software eMotion ........................................................................... 48

Imagen 23 Parámetros de vuelo eMotion Fuente: eMotion ..................................................... 48

Imagen 24 Características del vuelo ........................................................................................ 49

Imagen 25 Red secundaria San Alfonso .................................................................................. 50

Imagen 26 GNSS Topcon GR-5…………… ........................................................................ 52

Imagen 27 Base cinemático puro. ............................................................................................ 53

Imagen 28 Base cinemático puro. ............................................................................................ 53

Imagen 29 Esquema de estaciones permanentes. ..................................................................... 54

Imagen 30 Esquema de estaciones permanentes. ..................................................................... 54

Imagen 31 Esquema cinemático puro. ..................................................................................... 55

Imagen 32 Certificación IGAC ................................................................................................ 58

Imagen 33 Solución Semanal Estación Permanente VNEI, GEORED ................................... 58

Imagen 34 Ubicación origen cartesiano HUILA - VILLA VIEJA- 2008 ................................ 60

Imagen 35 Ubicación nuevo origen cartesiano ........................................................................ 61

Imagen 36 Coordenadas geográficas nuevo origen ................................................................. 61

15

Imagen 37 Transformación de coordenadas origen nuevo ...................................................... 62

Imagen 38 Perfil longitudinal para seleccionar altura de origen nuevo ................................... 63

Imagen 39 Creación origen San Alfonso Huila ...................................................................... 63

Imagen 40 creación archivo .prj ArcGis .................................................................................. 66

Imagen 41 creación de archivo .prj .......................................................................................... 67

Imagen 42 Agisoft PhotoScan .................................................................................................. 68

Imagen 43 Adición de imágenes al software PhotoScan ......................................................... 68

Imagen 44 Importación de datos PhotoScan ............................................................................ 69

Imagen 45 Ajuste de importación de datos PhotoScan ............................................................ 69

Imagen 46 Ajuste sistema de coordenadas PhotoScan ............................................................ 70

Imagen 47 Orientación de imágenes PhotoScan ...................................................................... 70

Imagen 48 Fotos alineadas ....................................................................................................... 70

Imagen 49 Ubicación puntos de control PhotoScan ................................................................ 71

Imagen 50 Ajuste puntos de control PhotoScan ...................................................................... 71

Imagen 51 Tabla de errores PhotoScan .................................................................................... 72

Imagen 52 Optimización de cámaras PhotoScan .................................................................... 72

Imagen 53 Creación de nube de puntos en PhotoScan ............................................................ 73

Imagen 54 Nube de puntos densa en PhotoScan ...................................................................... 73

Imagen 55 Malla en PhotoScan ................................................................................................ 74

16

Imagen 56 Creación de ortomosaico PhotoScan .................................................................... 74

Imagen 57 Shapes de vectorización. ........................................................................................ 76

Imagen 58 Selección de sistema de referencia San Alfonso/Huila .......................................... 76

Imagen 59 Visualización de vectorización San Alfonso – Huila. ............................................ 77

Imagen 60 Recorte de ortomosaico .......................................................................................... 78

Imagen 61 Propiedades de imágenes del vuelo. ....................................................................... 79

Imagen 62 GSD frente a RMSE horizontal x/y. ...................................................................... 83

Imagen 63 Icono líneas de costura Agisoft PhotoScan ............................................................ 84

Imagen 64 Verificación de proyección cartográfica en google earth. ..................................... 85

Imagen 65 Localización de las cámaras. .................................................................................. 86

Imagen 66 Casco urbano San Alfonso Huila 1983 .................................................................. 87

Imagen 67 Casco urbano Sam Alfonso Huila 2016 ................................................................. 87

Imagen 68 Vías pavimentadas. ................................................................................................ 88

Imagen 69 Sobre posición de cartografía actualizada. ............................................................. 89

Imagen 70 Sobre posición de cartografía actualizada. ............................................................. 90

17

Índice de tablas

Tabla 1 Resolución espacial expresada en GSD. .................................................................... 37

Tabla 2 Exactitud de la posición absoluta según la resolución del producto. ......................... 38

Tabla 3 Resolución mínima de imagen fuente para Ortomosaico. .......................................... 39

Tabla 4 Coordenadas del casco urbano de San Alfonso Huila ................................................ 45

Tabla 5 Cartografía del municipio IGAC ................................................................................ 45

Tabla 6 Fotografías aéreas del municipio IGAC ..................................................................... 45

Tabla 7 Resultado S1 .............................................................................................................. 50

Tabla 8 Resultado S2, S3 y S5 ................................................................................................ 51

Tabla 9 Resultado S4, S6 y S9 ................................................................................................ 51

Tabla 10 Resultados S7 y S8 ................................................................................................... 51

Tabla 11 Resultados S1 ............................................................................................................ 51

Tabla 12 Desviación estándar punto ajustado Cerro de la cruz. .............................................. 55

Tabla 13 Coordenadas punto ajustado Cerro de la cruz. ......................................................... 55

Tabla 14 RMS punto ajustado Cerro de la cruz. ..................................................................... 55

Tabla 15 Calculo de velocidad para el cambio de época de referencia 1995.4....................... 56

Tabla 16 Traslado de cota sobre el nivel medio del mar punto geodésico GPS-T-H-2 a Cerro

de la cruz. ...................................................................................................................................... 57

Tabla 17 Ajuste alturas GEOCOL 2004 .................................................................................. 57

18

Tabla 18 Coordenadas Huila - Villa Vieja 2008. .................................................................... 59

Tabla 19 Coordenadas fotocontrol planas cartesianas ............................................................ 64

Tabla 20 Coordenadas ubicación casco urbano origen San Alfonso / Huila sistema referencia

MAGNA SIRGAS (ITRF 94, época 1995.4 elipsoide WGS 84................................................... 79

Tabla 21 Datos reporte Agisoft PhotoScan. ............................................................................ 80

Tabla 22 Coordenadas puntos de fotocontrol planas cartesianas, origen San Alfonso/Huila y

errores. .......................................................................................................................................... 81

Tabla 23 GSD y RMSE ........................................................................................................... 82

Tabla 24 Frecuencias de altura ................................................................................................. 91

Tabla 25 Estadística descriptiva del modelo de alturas ........................................................... 93

Índice de ecuaciones

Ecuación 1 Determinación de escala terreno plano ................................................................ 34

Ecuación 2 Determinación de escala terreno con relieve ........................................................ 35

Ecuación 3 Consistencia de resolución espacial ..................................................................... 39

Ecuación 4 Calculo de factor de escala ................................................................................... 65

Ecuación 5 Calculo factor de escala ........................................................................................ 65

19

1 Resumen

Este proyecto tiene como objetivo la actualización cartográfica del casco urbano de San Alfonso

– Huila, por medio de imágenes aéreas capturadas con tecnología RPAS.

En el desarrollo de esta tesis se verán aspectos metodológicos que ocupa la actualización

cartográfica desde el momento de la toma de las fotografías aéreas que en este caso fueron 69 a

una altura de vuelo de 322m, el procesamiento en el software de fotogrametría Agisoft PhotoScan,

los resultados obtenidos, dos planchas a escala 1:2000 y un ortomosaico 1:5000, el análisis de

resultados que nos lleva a comparar la cartografía de 1983 a la cartografía actualizada;

satisfaciendo los requerimientos de las Normas Técnicas que establece el IGAC para cartografía

básica.

Palabras clavas: RPAS, GPS, cartografía, fotocontrol, ortomosaico, San Alfonso, PhotoScan.

20

2 Introducción

Históricamente la humanidad ha sentido la necesidad de representar los elementos que le

rodean. A través de la historia se han empleado diferentes métodos y tecnologías para la

representación, uno de estos ha sido la cartografía.

En el contexto actual y teniendo en cuenta la capacidad de modificar rápidamente las

características del territorio existente, se convierte en un proceso de gran importancia, el de la

actualización cartográfica. Esta tarea enfrenta grandes dificultades, ya sea por los costos, el tiempo,

o las técnicas. Uno de los factores que más inciden en el proceso de selección del método a utilizar

es la relación costo-calidad. Es ahí en donde los vehículos aéreos no tripulados, se convierten en

una alternativa de bajo costo y buenos resultados, obteniendo precisiones al centímetro en grandes

extensiones. Al implementar la tecnología RPAS en San Alfonso, Huila, se prevé obtener

resultados óptimos en la producción de cartografía con este método.

La cartografía actualizada de San Alfonso ayudara en la realización de planes y proyectos,

permitiendo estructurar, ubicar y visualizar la información fácilmente.

21

3 Objetivos

3.1 Objetivo general

Actualizar la cartografía del casco urbano de San Alfonso – Huila utilizando tecnología RPAS.

3.2 Objetivos específicos

• Capturar la información del vuelo, con la que se generara un orto mosaico

de aproximadamente 50 hectáreas.

• Producir la nube de puntos para realizar un modelo digital de superficie.

• Obtener los niveles de información de la zona urbana mediante la

vectorización.

22

4 Marco teórico

4.1 Definición de tecnología RPAS

La tecnología RPAS (Remotely Piloted Aircraft System), sistemas aéreos tripulados de forma

remota, se refiere a todos los componentes y dispositivos necesarios para operar una aeronave,

teniendo en cuenta los enlaces de comunicación y las estaciones a tierra. Se utiliza para el manejo

de UAV (Unmanned Aerial Vehicle), vehículos aéreos no tripulados, o como se les conoce

comúnmente drones.

Esta tecnología ha sido de provecho en variados campos de investigación, especialmente en el

ámbito militar. Su utilización en fotogrametría inicio en el año 1979 y desde entonces ha

incrementado su uso en diversas aplicaciones.

4.2 Uso de la tecnología RPAS

Debido al gran alcance que tienen los UAV y los óptimos resultados se ha convertido en una

nueva opción para capturar información, la cual se emplea en diferentes ámbitos, como la

agricultura, arqueología, control de tráfico, inspecciones forestales, entre otras. En cuanto a

topografía, realizando una correcta metodología se pueden obtener orto fotos y modelos digitales

de elevación MDE o de terreno MDT con altas resoluciones, antes nos disponibles mediante estas

técnicas. La utilización de esta tecnología cada vez está más presente ya que es asequible por su

bajo costo y facilidad para intervenir zonas de difícil acceso.

23

4.3 Antecedentes y estado actual

La tecnología RPAS tuvo inicio finalizando la primera guerra mundial, exactamente en 1917

Charles Kettering, inventor, ingeniero y empresario el cual ofrecía sus servicios a General Motors,

desarrollo un biplano no tripulado, llamado ‘torpedo aéreo Kettering’. Estaba accionado por

mecanismos de relojería y tenía como fin plegar las alas en un lugar programado y caer sobre un

enemigo como una bomba. En 1933 el Reino Unido tuvo su primera prueba exitosa con el UAV

Queen Bee, se controlaba por medio de un control remoto desde un barco y se utilizó en la marina

británica como un avión blanco hasta 1943. El primer UAV producido en serie a gran escala fue

estadounidense y fue utilizado como un blanco volante en la formación de pilotos. (RT Sepa más

, 2012)

En la actualidad los drones no solo se utilizan para fines militares, alrededor del mundo hay

miles de personas que poseen uno, equipado con cámaras para capturar fotografías y videos. Y

cada vez son más las aplicaciones, como las que se nombraron anteriormente.

En cartografía y fotogrametría gracias a los avances técnicos que se están dando, se realizan

trabajos en determinadas escalas y áreas, por ejemplo, para actualizaciones cartográficas,

planificaciones urbanas o para el seguimiento de obras son una de las mejores opciones debido al

bajo costo en relación a los vehículos aéreos tripulados y las imágenes satelitales. (Garcia, 2015)

4.4 Tipos de UAV

4.4.1 Multirrotor

Se llaman Multirrotor porque son helicópteros de 3 o más hélices de sustentación vertical, tienen

la capacidad de sobrevolar cualquier lugar de forma estática y estable, la estabilidad es generada

por un sistema de alta tecnología, poseen una estructura o esqueleto que le da forma y es donde se

24

ensamblan cada una de sus partes como los motores, las hélices, batería, GPS a bordo, cámara

entre otras. Según la cantidad de motores que posean se clasifican en tricópteros (3 motores),

cuadricópteros (4 motores), hexacópetros (6 motores) y octocópetros (8 motores).

Fecha: 18 diciembre 2016

4.4.2 Helicópteros

Es una herramienta que tiene varias funciones, realizan todo tipo de operaciones. Es más

asequible por su bajo costo y fácil manejo ya que posee un motor y una hélice de gran tamaño. En

comparación con otros drones se reduce ¼ de batería. El helicóptero es mucho más eficiente

aerodinámicamente que un multirrotor, ya que el helicóptero funciona a revoluciones fijas de

motor gracias al paso variable de las hélices, mientras que el multirrotor varía las revoluciones del

motor para mantenerse estable. (Jaime, 2016)

Imagen 1 UAV multirrotor.

25

Imagen 2 UAV helicóptero.

Fuente: Alpha Unmanned System.

4.4.3 Ala fija

Está equipado con un motor eléctrico o de explosión, este equipo puede permanecer muchas

horas en el aire, es el más eficiente para trabajos que abarquen una gran extensión de terreno,

también es el más eficaz aerodinámicamente, al poder planear su vuelo hace que sea más seguro

ya que al presentarse un fallo en el motor automáticamente genera el aterrizaje. Es ideal para

trabajos topográficos, pero en otros casos no cumple con las expectativas debido a que obliga a

tener un área bastante grande de terreno plana y sin obstáculos para despegar y aterrizar debido a

que no funciona verticalmente.


Imagen 3 UAV ala fija.

26

4.5 Cartografía

El término cartografía se refiere al ejercicio de hacer mapas. La palabra es una mezcla del

francés y del griego, Carte es una palabra francesa que significa mapa, mientras que grafía es de

origen griego y se refiere a escritura. Tiene como fin la representación más exacta posible de parte

o toda la superficie de la tierra. El primer objetivo de esta ciencia fue el de representar zonas

importantes para el hombre que sirvieran en su orientación, posteriormente se ha ampliado y se

llegan a plasmar fenómenos, que el hombre tiene en cuenta en sus decisiones como ríos, bosques,

costas, vías y algunos no visibles como líneas de términos municipales. Debido a la curvatura de

la tierra, la representación plana requiere de alguna proyección. (IGAC, Union Europea, & CIAT,

2007)

4.6 Proyecciones

Representar la superficie terrestre sobre una superficie plana sin que existan deformaciones es

imposible, por lo tanto, este problema se resuelve mediante las proyecciones. (IGN & UPM, 2014).

Para trazar las proyecciones se emplean actualmente cálculos matemáticos muy precisos, pero la

idea general se basa en la proyección de las sombras de los meridianos y paralelos de una esfera

sobre una superficie que puede convertirse en plana sin deformaciones, tal como la superficie

cilíndrica o la cónica. (IGAC, Union Europea, & CIAT, 2007)

4.6.1 Proyección cilíndrica

Es una proyección geográfica que usa un cilindro tangente a la esfera terrestre, colocado de tal

manera que el paralelo de contacto es el ecuador. La malla de meridianos y paralelos se dibuja

proyectándolos sobre el cilindro suponiendo un foco de luz que se encuentra en el centro del globo

(IGAC, Union Europea, & CIAT, 2007). Al desarrollar el cilindro, se obtiene una representación

27

en la que los meridianos estarán representados por rectas paralelas equidistantes, y los paralelos

por rectas perpendiculares a las anteriores que se van espaciando a medida que aumenta la latitud.

Ejemplos de esta proyección son la de Mercator y la UTM. (IGN & UPM, 2014)

Imagen 4 Proyección cilíndrica.

Fuente: Libro de geografía de México y el mundo

4.6.2 Proyección Azimutal, Polar, o cenital

Esta proyección se caracteriza por tener simetría radial alrededor del punto central, una de las

proyecciones polares más conocidas es la Proyección Ortográfica Oblicua. La proyección

ortográfica se obtiene cuando se considera que el foco de luz procede de una fuente muy lejana.

Su aspecto es el de una fotografía de la Tierra. Representa un hemisferio como si se viera desde

gran distancia. Los paralelos son elipses que mantienen su paralelismo, y los meridianos coinciden

en los polos. También se caracteriza por que los paralelos y los meridianos se acercan a medida

que se alejan del centro. La deformación en la periferia, aunque importante, no se nota a primera

vista. Otro tipo de proyecciones bien conocida es la Proyección acimutal polar.

Imagen 5 Proyección azimutal, polar o cenital.

Fuente: Geografía de México y el mundo

28

4.6.3 Proyección cónica

Se hace trasladando la información de la esfera a un cono, tomando como punto focal uno de

los polos. Se hace trasladando la información de la esfera a un cono, tomando como punto focal

uno de los polos. En ésta, los meridianos semejan los rayos de una rueda, separados entre sí por

distancias iguales y que convergen hacia los polos. Los paralelos son arcos concéntricos, a igual

distancia unos de otros. (IGAC, Union Europea, & CIAT, 2007)

Fuente: Libro de geografía de México y el mundo

4.7 Sistema de referencia

Un sistema de referencia es el conjunto de convenciones y conceptos teoricos adecuadamente

modelados que se definen, en cualquier momento, la orientacion, cubicacion y escala de tres ejes

coordenados “X, Y, Z”. (IGAC, 2004)

Imagen 7 Sistema de referencia.

Fuente: Universidad de Cundinamarca

Imagen 6 Proyección cónica.

29

Dado que un sistema de referencia es un modelo, esta materializado, mediante puntos reales

cuyas coordenadas son determinadas sobre el sistema de referencia dado. (IGAC, 2004)

4.8 Marco de referencia

Es la realización practica o materialización de los conceptos teóricos introducidos en el sistema

de referencia. Tal materialización se da a través de la determinación de puntos fiduciarios de alta

precisión. (IGAC, 2004)

4.9 Sistema de proyección cartográfico

Para escalas pequeñas (1:10 000… 1:3 000 000) se utiliza el sistema de proyección Gauss-

Krüger, también conocido como Proyección Transversa de Mercator. Para las escalas grandes

(1:500… 1:2 000) se utiliza el sistema de proyección cartesiana.

4.9.1 Sistema de proyección cartesiano

Corresponde con una proyección conforme del elipsoide sobre un plano paralelo al plano

tangente al elipsoide en el punto origen. La separación entre estos dos planos (el de proyección y

el tangente) equivale a la altura media de la región a representar. La principal diferencia entre las

proyecciones Gauss-Krüger y la Cartesiana es que el plano de proyección en el sistema Gauss-

Krüger es tangente al elipsoide y, por tanto, la distancia entre dos puntos calculada con las

coordenadas de proyección es menor que la medida en terreno, mientras que con las coordenadas

cartesianas esta es muy similar. (IGAC, s.f)

El IGAC cuenta con diferentes orígenes cartesianos en el país, los cuales tienen limitaciones,

como el área de influencia, la diferencia de nivel y las escalas permitidas. Dichas características

se observan en las certificaciones.

30

4.10 Métodos de actualización cartográfica

En la actualidad existen diferentes métodos para realizar actualizaciones cartográficas de zonas

pequeñas o extensas, algunos de estos son:

4.10.1 Teledetección (satélites)

La teledetección se refiere a la captura de imágenes desde satélites o plataformas aéreas

(aviones, helicópteros o vehículos aéreos no tripulados). Las ventajas que ofrece la observación

espacial desde satélites, esto es, la cobertura global y exhaustiva de la superficie terrestre, la

observación multi-escala y no destructiva. Este método incluye los siguientes elementos

Una fuente de energía que ilumine o provea energía al objeto de interés, un sensor que su

objetivo es captar la energía de la cubierta terrestre, un sistema de recepción donde recibe la

información trasmitida.

Imagen 8 Teledetección

Fuente: Principios básicos de cartografía temática. Chuvieco

31

4.10.2 Fotografías aéreas

Es la representación fiel del terreno en el momento de la exposición, contiene información útil

para las diversas áreas relacionadas con las ciencias de la Tierra, además es un elemento básico

para generar modelos y productos para el conocimiento del territorio; constituye uno de los

insumos fundamentales para iniciar el proceso de elaboración de cartografía topográfica, catastral,

de riesgos, de ordenamiento territorial y de otros temas relacionados con la disposición de

información básica para el análisis del entorno geográfico. (Instituto Nacional de Estadística,

Geografia e informatica, 2005)

Las fotografías aéreas se clasifican por:

Inclinación del eje óptico

La fotografía aérea se debe tomar cuando el eje de la cámara se encuentre lo más

perpendicularmente posible

Hay dos tipos de inclinaciones del eje óptico de la cámara: vertical u oblicua.

Fotografías Aéreas Verticales

El eje óptico de la cámara es perpendicular o normal a un plano horizontal tomado como

referencia, ubicado sobre el área de la toma. Las posibles deformaciones se incrementan hacia los

bordes, pero pueden ser corregidas mediante un proceso denominado, de restitución. (Tribaldos,

2010)

32

Fotografías Aéreas Oblicuas

Son aquellas en las cuales el eje de la cámara no es perpendicular al plano horizontal en el

momento de la toma. Las deformaciones de los objetos y de la escala son exageradas, debido al

efecto de “perspectiva” obtenido a partir del primer plano o ubicación más cercana de quien

observa. (Tribaldos, 2010)

Imagen 10 Fotografía Aérea Oblicua

Fuente: Clasificación de fotografías aéreas

Fuente: clasificación de fotografías aéreas

Imagen 9 Fotografías Aérea Vertical

33

Fotografías pancromáticas (en blanco y negro)

Son las más usadas por tener las características más parecidas a las de la visión del hombre; son

sensibles a casi todas las radiaciones del espectro visible (entre 0.4 y 0.7 micrones). Se usan

especialmente para fotogrametría y Fotointerpretación.

Fotografías ultrarrojas (o infrarrojas)

Las emulsiones fotográficas pueden hacerse sensibles a los rayos infrarrojos de la parte invisible

del espectro con tintes especiales. La luz infrarroja atraviesa la neblina atmosférica y permite

realizar fotografías claras desde largas distancias o grandes altitudes. Debido a que todos los

objetos reflejan la luz infrarroja, pueden ser fotografiados en total oscuridad. (Tribaldos, 2010)

4.10.3 Imagen digital

El concepto de imagen (digital) surge en cuanto se dispone de fotografías/fotogramas

digitalizadas/os, por medio de un escáner o cuando la fotografía adquiere directamente en formato

digital. (García, 2002)

La diferencia básica entre una imagen adquirida por una cámara digital y una fotografía

analógica digitalizada es que, en la primera, el sistema de referencia imagen bidimensional (filas

* columnas) siempre es el mismo; en la segunda posición y la orientación de la fotografía sobre la

mesa de digitalización y en menor medida el tamaño (resolución) de la imagen, difícilmente se

mantiene en digitalizaciones sucesivas. En una imagen digital se presentan distintos tipos de

34

resolución según el parámetro de medida: Resolución geométrica, resolución radiométrica y

resolución espectral. (Camargo, 2011)

Fuente: Cartografía digital para la actualización del Catastro rural y urbano

4.11 Percepción remota

Se define como cualquier metodología empleada para estudiar las características de objetos,

usando datos recopilados desde un punto remoto de observación. Más específicamente es la

obtención de información sobre la tierra y nuestro medio ambiente, apartar de imágenes logradas

por sensores transportados en aviones y satélites. (Wolf & Ghilani, 2008)

4.12 Determinación de escala

La escala de la fotografía aérea es la relación entre una distancia medida en ésta (d) y su

correspondiente valor en el terreno (D). Para terreno liso al nivel del Plano de Referencia o

DATUM, la escala de la fotografía aérea se encuentra por medio de la siguiente relación.

(Tribaldos, 2010)

E = d / D = f / H

Imagen 11 Imagen digital

Ecuación 1 Determinación de escala terreno

Fecha: 26 de diciembre 2016

35

Donde: E= Escala en metros D = Distancia real en el terreno en metros d = Distancia medida en la foto aérea en cm f = Distancia focal de la cámara en mm H = altura de vuelo sobre el plano de referencia en metros

Para terreno con relieve, la escala se calcula en la siguiente forma:

Escala para punto “A”: EA = f / (H - hA)

Escala para punto “B”: EB = f / (H - hB)

4.13 Traslapo fotográfico

El traslapo es el cubrimiento del terreno, se encuentra el longitudinal y transversal el primero

es el cubrimiento de la zona desde dos puntos de vista a fin de tener una visión tridimensional que

nos permita extender el control horizontal y vertical. El traslapo lateral nos ayuda a tener un mayor

cubrimiento para la zona de estudio.

4.14 Alturas de vuelo

La aeronáutica exige una normatividad para los vehículos no tripulados unas de ellas son:

� Licencia de piloto privado con curso en tierra que dura unos 6 meses.

� 40 Horas de vuelo y 200 despegues y aterrizajes, previos, certificados por la escuela de

aviación.

� Identificación y matrícula del dron.

� Póliza de seguro para daños a terceros.

� Solicitud con plan de vuelo ante la Aeronáutica Civil con 15 días hábiles de anticipación.

Ecuación 2 Determinación de escala terreno con


36

� El dron debe tener un color que permita ser identificado fácilmente en el aire.

Las distancias de vuelo permitidas según la aeronáutica civil son:

� Altura máxima: 152 metros

� Altura mínima de un objeto o persona: 50 metros

� Distancia máxima recorrida: 750 metros

4.15 Especificaciones de cartografía básica

Las especificaciones técnicas que tiene la cartografía básica colombiana debe tener en cuenta

los siguientes aspectos.

4.15.1 Planes de vuelo

Ciertos factores dependen generalmente del propósito de la fotografía, se den especificar para

guiar el aeroplano cuando se lleva a cabo una misión aerofotografía. Algunos de ellos son:

� Los límites de la zona a cubrir

� La escala solicitada para la fotografía

� La distancia focal de la cámara y el formato o tamaño de las fotos

� Superposición longitudinal

� La superposición lateral

Una vez fijados estos elementos, es posible calcular el plan de vuelo necesario y elaborar una

carta donde se marque las líneas de vuelo necesarias. (Wolf & Ghilani, 2008)

37

4.16 Características de un ortomosaico/ortoimagen

4.16.1 Resolución espacial

Corresponde al tamaño mínimo de representación del terreno o GSD (Ground Sample

Distance). Un mayor tamaño de pixel indica menor resolución y por consiguiente menor

posibilidad de identificar elementos y al mismo tiempo está asociado a una menor precisión final

del producto.

De acuerdo al índice de hojas de IGAC la resolución es la siguiente:

Escala GSD [cm]

1: 1.000 10

1: 2.000 20

1: 5.000 30

1: 10.000 50

1: 25.000 100 - 250

4.16.2 Calidad de datos para ortomosaicos

Algunas de las Especificaciones conforme a la norma técnica colombiana NTC 5043 para

realizar ortomosaicos contiene:

Tabla 1 Resolución espacial expresada en GSD.

Fecha: 29 noviembre 2016

38

Consistencia topológica

La Verificación de las áreas de empalme entre las ortofotos adyacentes que forman el

Ortomosaico presenta continuidad geométrica en las líneas de corte. Se considera un error cada

discontinuidad superior a dos píxeles.

Consistencia de formato

Se verifica que el ortomosaico y ortoimagen tengan asociado el sistema de referencia y

proyección cartográfica y esta corresponde al conjunto de datos.

4.16.3 Exactitud absoluta de posición horizontal

4.16.4 Consistencia en la resolución espacial

Es el porcentaje de variación entre la resolución espacial planeada y la resolución espacial de

la imagen.

La evaluación se realiza directa externa; y los parámetros utilizados para el cálculo de la GSD,

son el GSD Teórico y el GSD Calculado, la fórmula se describe a continuación:

Ortofoto/ortoimágen GSD

Horizontal (m) RMSEx/RMSEy

Exactitud Horizontal Confianza (95%)

10 centímetros 0,21m 0,52m



50 centímetros 2,13m 5,20m 100 centímetros* 5,31m 13,01m

Tabla 2 Exactitud de la posición absoluta según la resolución del producto.

39

El GSD Teórico es la resolución espacial planeada. El GSD Calculado es la resolución de la

imagen. Este valor se obtiene en función de la altura de vuelo, la distancia focal de la cámara y

la topografía del terreno. (IGAC, 2016)

Se debe verificar que la variación GSD (%) es menor al 10%, en zonas montañosas con

pendientes escarpadas, menor al 15%, siempre y cuando el promedio del vuelo este dentro del

±10% de variación. (IGAC, 2016)

4.16.5 Vuelos fotogramétricos

La resolución espacial de las aerofotografías debe cumplir lo estipulado en la siguiente tabla

según escala de la cartografía.

Ortoimagen Resolución mínima de aerofotografía/imagen

Especificación requerida

GSD10 10 cm Toma de aerofotografía GSD 10



GSD50 50 cm Toma de aerofotografía GSD 50*

GSD100 1 metro

% Variación GSD =�GSD Teórico – GSD Calculado�

GSD Teórico∗ 100

Tabla 3 Resolución mínima de imagen fuente para Ortomosaico.


Ecuación 3 Consistencia de resolución espacial.


40

4.17 Fotocontrol.

Determinación de coordenadas horizontales y verticales (a partir de GPS) de puntos existentes

en el terreno, identificables en aerofotografías. Este proceso garantiza una correcta

georreferenciación de las imágenes, la actualización y el mantenimiento de la Base Nacional de

Fotocontrol. (IGAC, s.f)

4.18 Modelos digitales de elevación (MDE)

Un modelo digital de elevación es una representación visual y matemática de los valores de

altura con respecto al nivel medio del mar, este permite caracterizar las formas del relieve y los

elementos u objetos presentes en el mismo. Estos valores están contenidos en un archivo de tipo

raster con estructura regular, el cual se genera mediante equipos de cómputo y software

especializados. Existen dos cualidades muy importantes en los modelos digitales de elevación, que

son la exactitud y la resolución horizontal o grado de detalle digital de representación en formato

digital, las cuales varían dependiendo del método que se emplea para generarlos, en el caso de los

que son generados con tecnología LIDAR se obtienen modelos de alta resolución y gran exactitud.

(INEGI, s.f)

Fuente: Instituto nacional de

estadística y geografía Fuente: Instituto nacional de

estadística y geografía

Imagen 12 MDE formato Raster. Imagen 13 MDE terreno.

41

4.18.1 Tipos de MDE

Modelos digitales de superficie (MDS)

Son aquellos que representan todos los elementos existentes o presentes en la superficie

terrestre, como vegetación, edificaciones, infraestructura.

Modelos digitales de terreno MDT

Estos representan la superficie terrestre una vez removidos todos los componentes ajenos, como

son la vegetación, edificaciones y demás elementos que no forman parte del terreno.

Fuente: Instituto nacional de estadística y geografía

Imagen 15 Modelo digital de terreno MDT.

Fuente: Instituto nacional de estadística y geografía

Imagen 14 Modelo digital de superficie.

42

4.19 Especificaciones técnicas para la creación de MDE

Los elementos y subelementos de calidad y las medidas correspondientes del modelo digital del

terreno están definidos detalladamente en la ficha del perfil de especificación técnica para cada

nivel de resolución conforme a la norma técnica colombiana NTC 5043. (IGAC, 2016)

4.19.1 Consistencia topológica

Verificación de la consistencia en la definición del terreno sin la presencia de saltos o

discontinuidad.

43

5 Metodología

Imagen 16 Metodología Actualización cartográfica del casco urbano de San Alfonso Huila utilizando tecnología RPAS.

Fecha: 3 enero 2016

44

5.1 Ubicación geográfica

San Alfonso se encuentra ubicado al suroccidente de Colombia en la región Andina, en el

departamento del Huila. Al nororiente del municipio de Villa Vieja, limita al norte con la vereda

San Juanito teniendo como límite natural la quebrada las Gutiérrez; al sur con la vereda El Líbano,

teniendo como límite natural la quebrada La Ovejera y el río Cabrera; al oriente el municipio de

Alpujarra (Tolima), siendo sus límites la cuchilla Llanohondo y el cerro Pacarní, y al occidente las

veredas La Victoria, Potosí, Golondrinas y La Calera, separados por el cerro Panadero. (Alcaldia

de Villa Vieja - Huila, 2012)

Teniendo como punto de partida el municipio de Espinal Tolima, al tomar la carretera Espinal

– Neiva, se debe desviar hacia Saldaña y continuar hacia el municipio de Natagaima, desde este

punto hay que dirigirse a Villa Vieja, seguido San Alfonso en un tiempo aproximado de 55

minutos.

Imagen 17 Ubicación municipio de Villa Vieja.

Fuente: Wikipedia 2015

45

El casco urbano de San Alfonso se encuentra ubicado en las siguientes coordenadas

geográficas, correspondientes al sistema de referencia MAGNA SIRGAS (ITRF 94, época

1995.4 elipsoide WGS 84. Y Gauss Krüger origen central.

Tabla 4 Coordenadas del casco urbano de San Alfonso Huila

Geográficas Gauss Krüger (Central) Latitud Longitud Norte Este

3°22'29.98"N 75° 6'44.03"O 865020,57 885007,39

3°21'46.58"N 75° 6'52.24"O 863687,54 884752,5 3°22'14.47"N 75° 6'34.75"O 862700,51 885291,45

3°22'15.50"N 75° 6'49.96"O 864575,92 884823,84

Fecha: 18 de enero 2016

Actualmente el IGAC cuenta con los siguientes recursos, los cuales abarcan el municipio:

Tabla 5 Cartografía del municipio IGAC

Escala N° de plancha

1:100.000 303

1:25.000 303-I-C

1:1.000 303-I-C-3


Tabla 6 Fotografías aéreas del municipio IGAC

Aerofoto N° Faja

30304020012008-0994 F-1

30304020012008-0996 F-1

30304020012008-0995 F-1


46

5.2 Reconocimiento en campo.

Se realizó una visita a San Alfonso los días 13, 14 y 15 de noviembre con el objetivo de

identificar los puntos de control, ya materializados en la zona y encontrar las posibles pistas de

despeje y aterrizaje del dron.

Fecha: 14 de noviembre 2016

Los puntos de control fueron marcados, con el propósito de identificarlos fácilmente en las

fotos.

5.3 Planeación y ejecución del vuelo.

Se realizó un polígono de la zona a cubrir en google earth, con el propósito de importarlo al

software emotion y realizar el respectivo plan de vuelo.


Imagen 18 San Alfonso-Huila

Imagen 19 Puntos de fotocontrol.

47

Imagen 20 Limites de la zona a cubrir.

Fuente: Google earth 2016

El software emotion permite tener una estación en tierra, esta suministrado por senseFly y permite

planificar, simular supervisar y controlar vuelos con UAV.

Imagen 21 Logo software eMotion 2.1

Fuente: senseFly

48

Seguido de esto se realizó la respectiva planeación, importando el polígono. Se generó la

siguiente línea de vuelo:

Imagen 22 Línea de vuelo software eMotion

Fuente: eMotion

Los parámetros de vuelo especificados fueron:

Imagen 23 Parámetros de vuelo eMotion

Fuente: eMotion

49

Imagen 24 Características del vuelo

Fuente: eMotion

El vuelo se realizó el día 14 de noviembre, sin presencia de inconvenientes.

5.4 Puntos de fotocontrol

Los puntos de fotocontrol fueron necesarios para mejorar la calidad y precisión del orto

mosaico, la obtención de las coordenadas de dichos puntos, se hizo mediante el proyecto de grado

titulado “RED GEODESICA DE SAN ALFONSO” realizado por Andrés Felipe Chiguazuque

Pulido, Manuel David Susa Gómez y Carlos Iván Sánchez Arriza.

Este proyecto contaba con una red secundaria de 8 vértices s2, s3, s4, s5, s6, s7, s8, y s9 ubicada

de la siguiente manera:

50

La red de nivelación cuenta con una buena precisión la cual se puede observar en los siguientes

resultados. Las coordenadas corresponden al sistema de referencia MAGNA-SIRGAS (ITRF 94,

época 1995.4 elipsoide WGS 84.

Fuente: “Red geodésica de San Alfonso”

Imagen 25 Red secundaria San Alfonso


Tabla 7 Resultado S1

51

5.5 Levantamiento de ejes viales

Se realizó un levantamiento de los ejes viales de San Alfonso, empleando el sistema de

posicionamiento global (GPS) por el método cinemático puro. Capturando información cada 5 m,

con el propósito de mejorar el modelo digital de elevación del casco urbano. Fue referenciado a




Tabla 8 Resultado S2, S3 y S5

Tabla 9 Resultado S4, S6 y S9

Tabla 10 Resultados S7 y S8

52

la red MAGNA-SIRGAS y se usó el modelo geoidal GEOCOL 2004 para el cálculo de alturas

ortometricas de los puntos, con ayuda de la “Guía metodológica para la obtención de alturas sobre

el nivel medio del mar utilizando sistema GPS” elaborada por el IGAC. El trabajo se realizó con

equipos GNSS doble frecuencia L1/l2, GPS y GLONASS marca TOPCON antena GR-5.

Imagen 26 GNSS Topcon GR-5.

Fuente: Geosystem.

5.5.1 Trabajo de campo.

Se estaciono el receptor base en el cerro de la cruz el día 14 de noviembre de 2016.

53

Seguido a esto se procedió a iniciar el receptor rover durante 10 minutos para luego continuar

con el recorrido de las vías.



Imagen 27 Base cinemático puro.

Imagen 28 Base cinemático puro.

54

5.5.2 Trabajo de oficina cinemático puro

Primero se determinó el vértice geodésico CERRO DE LA CRUZ por medio de estaciones

permanentes, las cuales son NEVA Y VNEI cumpliendo con una calidad de triangulo de 0.537m.

Los vértices se encuentran distribuidos como se muestra en la imagen:


Fuente: Software Topcon Tools

Imagen 30 Esquema de estaciones permanentes.

Imagen 29 Esquema de estaciones permanentes.

55

Al realizar el post proceso se obtuvo como resultado el siguiente reporte en el cual se observa

la precisión que se logró en cada vector, siendo CERRO DE A CRUZ el punto ajustar.


Tabla 13 Coordenadas punto ajustado Cerro de la cruz.

Nombre WGS84 Latitud WGS84

Longitud WGS84 Altura

[m]

BaseSA 3º22'04.10476"N 75º06'34.35445" 451.077


Tabla 14 RMS punto ajustado Cerro de la cruz.

Nombre dN [m] dE [m] dH [m] Horz RMS

[m] Vert RMS

[m] BaseSA-NEVA -47605,442 -20400,684 -189,779 0,013 0,032 BaseSA-VNEI -33789,244 -16204,340 -100,493 0,010 0,024 NEVA-VNEI 138171,168 4194,005 4194,005 0,005 0,008


Se realizó el procesamiento de la información utilizando el software TOPCON TOOLS V8.2,

para el cálculo del cinemático puro, con el fin de obtener las coordenadas geocéntricas en época

de rastreo 2016.88 y de referencia 1995.

Fuente: Software Topcon Tools 2 enero 2017

Nombre Std Dev N [m] Std Dev E [m] Std Dev z [m] BaseSA 0.005 0.006 0.073

Tabla 12 Desviación estándar punto ajustado Cerro de la cruz.

Imagen 31 Esquema cinemático puro.

56

Como resultado del post proceso se obtuvieron las coordenadas geocéntricas de los puntos

levantados, el reporte se encuentra al anexo de este documento.

5.5.3 Cambio de Época de Rastreo a Referencia 1995.4

Se realizó el cálculo diferencial obteniendo las coordenadas geográficas actuales ajustadas,

posteriormente se realizó el cálculo de velocidades para cada vértice, utilizando el software

MAGNA-SIRGAS 3.0 pro.

Se efectuó el cambio de época de rastreo 2016.88 a la época de referencia 1995.4.

5.5.4 Calculo altura de vértices geodésicos sobre el nivel medio del mar

Una vez obtenidas las coordenadas elipsoidales, se procede a calcular la altura relativa sobre el

nivel del mar m s. n. m. siguiendo los procedimientos establecidos por el IGAC.

Tabla 15 Calculo de velocidad para el cambio de época de referencia 1995.4.

Fuente: 2 enero 2017

57

El primer paso es hallar la cota del CERRO DE LA CRUZ para así proceder a calcular la cota

de los demás puntos. Se utilizó como punto conocido el vértice geodésico GPS-T-H-2. El reporte

completo se encuentro en el anexo de este documento.


Tabla 16 Traslado de cota sobre el nivel medio del mar punto geodésico GPS-T-H-2 a Cerro de la cruz.


Tabla 17 Ajuste alturas GEOCOL 2004

58

5.5.5. Certificaciones de coordenadas punto geodésico GPS-H-T-2

Imagen 32 Certificación IGAC

Fuente: IGAC 2016

Imagen 33 Solución Semanal Estación Permanente VNEI, GEORED

Fuente: GEORED 2016

59

5.6 Sistema de referencia

Teniendo en cuenta las especificaciones para cartografía básica del IGAC, las cuales indican

que para escalas grandes se debe utilizar el sistema de proyección cartesiano, se procedió a buscar

el origen cartesiano más cercano a San Alfonso en el GEOPORTAL del IGAC.

El origen más cercano tiene como nombre HUILA – VILLA VIEJA – 2008 con coordenadas:

Tabla 18 Coordenadas Huila - Villa Vieja 2008.

Geográficas Planas cartesianas Latitud [N] Longitud [E] Norte [m] Este [m] 3°13'12.993" 75°13'11.037" 847.922.063 873.039.166

Altura del plano de proyección 380 m s. n. m.


(La certificación se encuentra en el anexo de este documento)

El área de influencia de dicho origen es para distancias menores a 20 km y diferencias de alturas

menores a 250 m. Por lo tanto, se ubicó en google earth, verificando que abarcara la zona de

estudio.

60

Imagen 34 Ubicación origen cartesiano HUILA - VILLA VIEJA- 2008


Teniendo en cuenta que el origen cartesiano HUILA – VILLA VIEJA – 2008 no cumple con

las especificaciones, en cuanto a el área de influencia menor a 20km. Se optó por crear un nuevo

origen cartesiano, que cumpliera con las características, para llevarlo a cabo los siguientes pasos:

Zona de

estudio

Zona de estudio

20 km

61

1) Se ubicó un punto óptimo en la parte central de San Alfonso, más

exactamente en la esquina superior izquierda del parque principal.

Imagen 35 Ubicación nuevo origen cartesiano


2) Seguido de esta se extrajeron las coordenadas geográficas del punto, por

medio del software google earth.

Fuente: Google earth

Imagen 36 Coordenadas geográficas nuevo origen

62

3) Dichas coordenadas fueron transformadas a planas de Gauss en el software

Magna pro.

Imagen 37 Transformación de coordenadas origen nuevo

Fuente: 22 septiembre 2016

4) La altura del nuevo origen se tomó con base a un perfil longitudinal

realizado en google earth, en el cual se observó la altura media. En este caso

396m.

63

Fuente: Google earth

5) Con los anteriores datos, se creó el nuevo origen cartesiano en el software

Magnapro. Teniendo en cuenta que el falso norte y falso este, son las

coordenadas que anteriormente se transformaron a planas de Gauss.

Imagen 39 Creación origen San Alfonso Huila

Fuente: 32 septiembre 2016

Imagen 38 Perfil longitudinal para seleccionar altura de origen nuevo

64

6) El nuevo origen cartesiano “San Alfonso/Huila” es utilizado como sistema

de referencia, por lo tanto, las coordenadas geográficas obtenidas en la red

de nivelación, fueron transformadas a planas cartesianas con dicho origen.

Se utilizaron en los puntos de fotocontrol. A continuación, se muestra el

listado.

Tabla 19 Coordenadas fotocontrol planas cartesianas

Coordenadas puntos de fotocontrol

planas cartesianas origen San Alfonso/Huila

Norte Este Altura

864232,76 885314,461 450,817

863991,968 885055,372 415,424

864606,627 885255,806 411,026

864623,674 885022,037 413,526

864621,429 884857,056 413,179

864721,149 884834,63 409,628

864701,263 885014,263 411,016

864969,701 885040,606 410,524

864825,477 885197,935 410,51

Fecha: 42 septiembre 2016

5.7 Creación de archivo .prj

Con el propósito de guardar la información referida al sistema de coordenadas y poder

referenciar rápidamente en cualquier software tanto de fotogrametría como de SIG, se creó este

archivo de la siguiente manera.

1) Los datos necesarios para la creación son:

� Falso norte y este

65

� Latitud y longitud

� Factor de escala

Teniendo en cuenta que el único dato faltante es el factor de escala, se calculó así

1

�� !� "� ##�=

$

�� !� "� ##� + �!"&#�

Radio de la tierra: 6370000

Altura: 396 m s. n. m.

1

6370000=

1

6370396

El resultado obtenido fue 1,00006

Ecuación 4 Calculo de factor de escala


Ecuación 5 Calculo factor de escala


66

2) En el software ArcGis, por medio de la opción crear nuevo sistema de

referencia, se ingresaron los datos y se exporto el archivo .prj.

Imagen 40 creación archivo .prj ArcGis


67

Imagen 41 creación de archivo .prj


68

5.8 Proceso Agisoft PhotoScan

I. Pantalla inicial Agisoft PhotoScan. PhotoScan es un software que

realiza procesamientos

fotogramétricos de imágenes digitales

y genera datos espaciales en 3D. Posee

una plataforma muy sencilla la cual

permite interactuar fácilmente con las

herramientas necesarias

.

II. Añadir fotos.

El primer paso fue añadir las 69

imágenes desde la pestaña flujo de

trabajo, añadir imágenes. El programa

permite navegar por las carpetas del

ordenador y seleccionar las fotografías

necesarias.



Imagen 42 Agisoft PhotoScan

Imagen 43 Adición de imágenes al software PhotoScan

69

III. Posiciones da las cámaras.

Las coordenadas iniciales de las

cámaras se encontraban eran

geográficas las cuales se

transformaron a planas cartesianas

origen San Alfonso/Huila, estas se

ingresaron al software mediante la

opción importar y se seleccionó el

archivo .txt

IV. Importacion TXT

Cumpliendo los pasos anteriores se

observó la siguiente ventana, en la cual

se seleccionó el sistema de

coordenadas creado anteriormente

(archivo .prj) en este caso el origen

cartesiano San Alfonso/ Huila.



Imagen 44 Importación de datos PhotoScan

Imagen 45 Ajuste de importación de datos PhotoScan

70

V. Ajuste sistema de referencia. Es necesario elegir el sistema de

coordenadas de todo el proyecto, por lo

tanto, ingresando a la pestaña ajustes

se seleccionó el sistema de referencia

San Alfonso/ Huila. Cumpliendo estos

parámetros todo el trabajo queda

georreferenciado.

VI. Alineación de imágenes.

El siguiente paso fue alinear las

fotos, el software busca puntos

semejantes entre las imágenes

traslapadas, estima la posición de la

cámara para cada foto y además crea

una nube de puntos dispersa. Se debe

ir al flujo de trabajo y seleccionar

orientar fotos. Se utiliza precisión alta,

para mejores resultados y pre procesar

emparejamiento de imágenes por

referencia ya que se conocen las

posiciones de las cámaras.




Imagen 46 Ajuste sistema de coordenadas PhotoScan

Imagen 47 Orientación de imágenes PhotoScan

Imagen 48 Fotos alineadas

71

VII. Puntos de control.

Los puntos de control tienen como

fin optimizar las posiciones de las

cámaras y los datos de orientación,

esto generara mejores resultados en los

modelos y una georreferenciacion

precisa. En este caso se utilizaron 9

puntos de control distribuidos de

manera uniforme dentro del área de

interés.

Por medio de la herramienta

importar, se subió un archivo .txt con

las coordenadas de los marcadores, al

tener nombres desconocidos el

software los reconoce como puntos de

fotocontrol y se observan los

banderines azules. Para ubicarlos de

manera correcta, se debe dar clic

derecho en la información del punto y

filtrar fotos por marcador,

automáticamente el software

seleccionara las imágenes en donde se

encuentra este marcador.



Imagen 49 Ubicación puntos de control PhotoScan

Imagen 50 Ajuste puntos de control PhotoScan

72

VIII. Precisión.

Teniendo en cuenta el GSD de

aproximadamente 10 cm. El error en

metros no podía ser mayor a 30 cm. El

error de pixel no debe ser mayor a 1.

Estos parámetros se corrigieron a la

hora de ubicar cada punto de

fotocontrol.

IX. Optimizar alineación de imágenes.

Esta opción se utilizó para corregir

distorsiones y lograr mayor precisión

en el cálculo de los parámetros

externos e internos de la cámara. Este

paso fue muy importante en el

proyecto porque se conocen las

coordenadas de las cámaras con

precisión. Al picar el icono optimizar

se seleccionaron todos los datos y

automáticamente se observa la

reducción del error.



Imagen 51 Tabla de errores PhotoScan

Imagen 52 Optimización de cámaras

PhotoScan

73

X. Nube densa.

El software calcula la información de

profundidad de las imágenes que se

combinan en un solo punto. En el flujo

de trabajo, se seleccionó crear nube de

puntos densa, con calidad media, la

cual brinda buenos resultados y no

requiere tantos recursos del

computador. Filtrado de profundidad

agresivo.



Imagen 53 Creación de nube de puntos en PhotoScan

Imagen 54 Nube de puntos densa en PhotoScan

74

XI. Malla.

XII. Ortomosaico.

Imagen 56 Creación de ortomosaico PhotoScan


La malla se crea con base en la nube

de puntos densa, en el flujo de trabajo

se seleccionó la opción crear malla. En

este caso se creó con base en la nube

de puntos, con calidad media, la que se

refiere al número de puntos que

seleccionara.

Dirigiéndose al flujo de trabajo se

encuentra la opción crear ortomosaico.

Se debe seleccionar el sistema de

referencia, en este caso el origen

cartesiano San Alfonso / Huila.

Imagen 55 Malla en PhotoScan


75

5.9 Vectorización

Al obtener el ortomosaico exportado en PhotoScan se procedió a vectorizar todos los niveles de

información de la zona urbana como calles, edificaciones, canales, ríos y vegetación. Para realizar

esta labor se utilizó el software ArcGis.

Inicialmente se creó una Geodatabase llamada “GeoProyecto”, en la cual se insertó el ortomosaico.

Seguido de esto se crearon 7 shapes:

76

Imagen 57 Shapes de vectorización.

Fecha: 4 enero 2016

Se procedió a digitalizar toda la información lo más detalladamente posible, en especial las

edificaciones y manzanas de los predios. Toda la información fue proyectada al sistema de

referencia plano cartesiano San Alfonso/Huila importando el .prj anteriormente creado.

Imagen 58 Selección de sistema de referencia San Alfonso/Huila

Fecha: 5 enero 2016

El resultado de la vectorización se puede observar en la siguiente imagen:

77

Imagen 59 Visualización de vectorización San Alfonso – Huila.

Fecha: 6 enero 2016

78

Se realizó el recorte del ortomosaico con el objetivo de generar la salida digital a una escala

óptima para la visualización, en este caso 1:2000

Imagen 60 Recorte de ortomosaico

Fecha: 7 enero 2016

79

6 Resultados

6.1 Coordenadas casco urbano

Teniendo en cuenta que el trabajo se efectuó proyectado al sistema de referencia San Alfonso /

Huila, se realizó la transformación de las coordenadas de ubicación del casco urbano del lugar de

estudio, obteniendo el siguiente resultado:

Tabla 20 Coordenadas ubicación casco urbano origen San Alfonso / Huila sistema referencia MAGNA SIRGAS (ITRF 94, época 1995.4 elipsoide WGS 84.

ID Norte Este Origen 1 865020,502 885007,013 San Alfonso/Huila 2 863687,337 884753,563 San Alfonso/Huila 3 862700,978 885293,503 San Alfonso/Huila 4 864575,702 884823,954 San Alfonso/Huila

Fecha: 17 enero 2016

6.2 Vuelo

Como resultado se obtuvieron 69 imágenes, geoetiquetadas en coordenadas geográficas. Con

dimensiones de 4896 pixeles de ancho * 3676 pixeles de alto.


Imagen 61 Propiedades de imágenes del vuelo.

80

6.3 Agisoft PhotoScan

Al realizar el proceso en el software de fotogrametría, arrojo un reporte de calidad detallado

que se podrá observar en el anexo 4. Los datos relevantes son los siguientes:

Tabla 21 Datos reporte Agisoft PhotoScan.

Numero de imágenes 69 Imágenes calibradas 69 Altura de vuelo [m] 377

GSD [cm/pix] 9.75 Área cubierta [km²] 1.65

Número de puntos de unión automática 66,386 Error medio de re proyección [pix] 4.71


La posición del punto focal de las imágenes se puede observar en el anexo 6, en donde también

se encuentran los errores de posición en x, y, z, los cuales se generan por el desplazamiento al

ubicar las fotografías en los puntos óptimos para su alineación.

El error final es de 7.113695 el cual se encuentra dentro del rango de precisión para trabajos

realizados con el sistema GPS en este caso el que se encontraba a bordo del UAV.

En el anexo 7 se encuentran las coordenadas de los puntos focales de las cámaras ajustadas-.

Este ajuste se realiza en el software PhotoScan, en el momento en que se alinean las imágenes y

se ubican correctamente.

La siguiente tabla muestra las coordenadas de los puntos de fotocontrol con el error en metros

generado por el desplazamiento al ubicarlos precisamente; dicho error no debe ser mayor al GSD

multiplicado por 3, en este caso 9.75 * 3, se puede observar que en este caso todos los puntos

cumplen con el parámetro ya que ninguno es superior a 29.25.

81

También se encuentran las proyecciones, que indica en cuentas fotografías se encuentra ubicado

dicho punto y el error en pixeles que no debe ser mayor a 1.

Tabla 22 Coordenadas puntos de fotocontrol planas cartesianas, origen San Alfonso/Huila y errores.

Norte [m] Este [m] Altura [m] Error [m] Proyecciones Error [pix] 864232,76 885314,461 450,817 0,292597 3 0,488

863991,968 885055,372 415,424 0,132203 14 0,489 864606,627 885255,806 411,026 0,181142 11 0,396 864621,429 884857,056 413,179 0,25958 11 0,773 864721,149 884834,63 409,628 0,311097 9 0,914 864969,701 885040,606 410,524 0,165219 7 0,328 864825,477 885197,935 410,51 0,080036 6 0,613

0,218361 0,613


6.4 Origen cartesiano San Alfonso/Huila

El origen cartesiano San Alfonso/Huila cumplió con los parámetros especificados por las

normas del IGAC en cuanto al área de influencia y las diferencias de altura. La certificación de

dicho origen se encuentra en el anexo 3.

6.5 Ortomosaico y mapa de cartografía actualizada

El ortomosaico generado por el Software Agisoft PhotoScan ubicado en el anexo 5, fue la base

para generar la cartografía actualizada del municipio. También fue de gran importancia el

levantamiento de los ejes viales realizado en San Alfonso con GPS para unificar las alturas y

generar una mejor precisión en el modelo digital de elevación. El mapa de cartografía actualizado

se puede observar en el anexo 6 de este documento.

82

7 Análisis de resultados

7.1 Resolución espacial

El GSD se refiere al tamaño de píxel proyectado sobre el terreno, el cual depende del tamaño

de la digitalización y la escala de la imagen, siguiendo la formula expuesta en la ecuación 3 se

puede verificar la consistencia de la resolución espacial.

GSD Teórico [cm/pix] 10

GSD calculado [cm/pix] 9.75

Teniendo en cuenta los datos anteriores se puede definir:

�10 – 9.75�

10∗ 100 = 0.25 %

El porcentaje de variación entre la resolución espacial planeada y la de la imagen es menor a

10%, el valor cumple con los parámetros para terrenos con pendientes bajas y refiere que la

resolución espacial es óptima.

7.2 GSD frente al RMSE

Tabla 23 GSD y RMSE

RMSE 7.77783

GSD calculado [cm/pix] 9.75


Ecuación 6 cálculo de variación del GSD


83

Teniendo en cuenta los daros anteriores se realizó la siguiente gráfica donde se puede observar

que el RMSE es directamente proporcional al RMSE..

Imagen 62 GSD frente a RMSE horizontal x/y.


7.3 Determinación de escala frente a GSD

Teniendo en cuenta la tabla 1, la resolución espacial expresada en GSD para el ortomosaico

generado en este trabajo cumple para escalas de 1:1000 a 1:25000. Por lo tanto, para tener detalle

de la información se empleó la escala 1:2000 para la Ortofoto y 1:5000 para la cartografía

actualizada del municipio.

7.4 Calidad de datos para el ortomosaico

Conforme a la norma NTC 5043 para realizar ortomosaicos se verifico la siguiente información:

6

7

8

9

10

11

12

6 6,5 7 7,5 8 8,5 9 9,5 10

GS

D

RMSE

GSD vs RMSE

84

7.4.1 Consistencia topológica

Se revisó que las áreas de empalme entre cada una de las fotografías adyacentes que hacían

parte del ortomosaico tuvieran continuidad geométrica. Este trabajo se hizo en el software

photoscan, encendiendo la opción línea de costura, en donde se puede observar con detalle la unión

de las fotografías.

Imagen 63 Icono líneas de costura Agisoft PhotoScan


7.4.2 Consistencia de formato

Se realizó la verificación de que el ortomosaico se encontrara asociado al sistema de referencia

San Alfonso/Huila y que toda la proyección cartográfica correspondiera al conjunto de datos. La

georreferenciacion se hizo inicialmente en el software Agisoft PhotoScan, importado el archivo

.prj que contenía la información del origen cartesiano. Seguido de esto en el software ArcGis se

proyectó el ortomosaico, Geodatabase y cada uno de los shapes. Para rectificar dicha información,

se exporto un archivo kml, realizando una conversión a coordenadas geográficas, donde se pudo

observar que la información coincidía en google earth y por lo tanto se encontraba bien

referenciada.

85

Imagen 64 Verificación de proyección cartográfica en google earth.


7.4.3 Exactitud de la posición absoluta según la resolución de producto

Teniendo en cuenta la tabla 2, se puede determinar que la exactitud horizontal al 95% de

confianza es de 0.52m. Esto debido al que RMSE x/y, indicado por la raíz del error medio

cuadrático es menor 0.21m

Consistencia topológica

Se verifico que el modelo digital de elevación no presentara inconsistencias, y que las curvas de

nivel fueran coherentes y continuas.

86

7.5 Análisis reporte Agisoft PhotoScan

7.5.1 Localización de las cámaras

En el reporte de Agisoft photoscan se muestra la síntesis de las localizaciones en la toma de

cada imagen conforme a la posición GPS que tiene abordo. Lo que hace el software es, en el

momento de orientar las fotos, busca los puntos geométricamente parecidos para formar un enlace

entre fotos colindantes.

A continuación, se muestra las posiciones de captura de las fotografías, estas indican el error entre

la localización que ha registrado el GPS, los errores en Z se representan con el color de la elipse,

los errores en X-Y por la forma de la elipse debido al desplazamiento de cada imagen.

Fuente: Agisoft Photoscan

Imagen 65 Localización de las cámaras.

87

7.5.2 Comparación de cartografía de 1983 a cartografía actualizada.

En el portal del IGAC se pudo observar que la última actualización cartográfica del municipio

se realizó en el año 1983, por lo tanto, al obtener la plancha “303 I C”, la cual abarcaba a San

Alfonso Huila, se lograron identificar diferentes características las cuales se compararon a

continuación:

7.5.3 Área construida

En la cartografía de 1983 se aprecia un municipio distribuido de norte-sur; con un total de 14

manzanas y un aproximado de 150 casas construidas. En la actualidad se puede apreciar un

crecimiento al costado sur y occidental. También se puede observar un total de 21 manzanas y de

345 edificaciones, abarcando un área de 4 ha construidas.

Imagen 66 Casco urbano San Alfonso Huila 1983 Imagen 67 Casco urbano Sam Alfonso Huila 2016

Fuente: Plancha 303 I C 1993 Fecha: 8 enero 2016

88

7.5.4 Estado de las vías

En la Ortofoto se pueden observar 1.72 km aproximadamente de vías pavimentadas en la parte

central del municipio, alrededor de 4 manzanas en donde se encuentran ubicadas la estación

policía, el parque principal y los escenarios deportivos.

Imagen 68 Vías pavimentadas.

Fecha: 7 enero 2016

89

7.5.5 Sobre posición de la cartografía actualizada

En las siguientes imágenes se puede observar el crecimiento de San Alfonso Huila, la

cartografía actualizada se puede ver en colores fuertes y se encuentra sobrepuesta en la de 1983.

Imagen 69 Sobre posición de cartografía actualizada.

Fecha: 7 enero 2016

90

Imagen 70 Sobre posición de cartografía actualizada.

Fecha: 7 enero 2016

91

7.6 Modelo de altura

El modelo de altura se hizo con el propósito de conocer el promedio de las construcciones que se

encuentran ubicadas en el municipio de San Alfonso Huila

Este proceso se realizó utilizando la nube densa que genera el software Aigsoft Photoscan para

conocer las respetivas cotas y así calcular dicha altura,

Como vemos a continuación la frecuencia que se muestra la altura de cada construcción

Fuente: 15 Enero

Tabla 24 Frecuencias de altura

92

Tabla: frecuencia de alturas

Fuente: 15 Enero

Haciendo un análisis estadístico se puede determinar que la tendencia de la muestra se inclina a es

2.53m

La altura que más se repite es de 2,28m donde se puede determinar que es el número de

construcciones que tiene la misma medida; la fluctuación de los datos respecto a su punto central

es de 0.471 este valor representa el promedio de diferencia que hay entre los datos y la media

93

Tabla 25 Estadística descriptiva del modelo de alturas

Estadística

Media 2.538

Error típico 0.021

Mediana 2.44

Moda 2.28

Desviación estándar 0.471

Varianza de la muestra 0.222

Fuente: 15 Enero

Se puede observar en el diagrama que a nivel general las construcciones no son muy altas ya que

tiene medidas aproximadas entre 2 a 3 metros de altura. Dándonos un índice de las construcciones

establecidas en el municipio.

94

Fuente: 19 Enero

Imagen 71 Frecuencia de altura del municipio de San Alfonso -Huila

95

8 Conclusiones

� Al señalizar los puntos de control de una manera correcta, fue posible identificarlos

fácilmente en el software Agisoft PhotoScan. Lo que permitió reducir el error en pixel,

en este caso de se obtuvo un error 0,218361, el cual cumple con el parámetro de no ser

mayor a 3 veces el GSD.

� Al realizar la comparación de los datos obtenidos mediante el software PhotoScan, se

concluye que el GSD y RMSE tienen una relación directamente proporcional, los

resultados del RMSE son de 7.77783 y el GSD calculado 9.75 cm/pix.

� Es posible comprobar la importancia de la actualización cartográfica al visualizar los

elementos del paisaje que la conforman. En este caso, comparando los dos planos

topográficos que se generaron, se observa la evolución de los elementos desde el año

1983 al año 2017; un ejemplo claro de este proceso, es la proliferación de estructuras

como viviendas, percibiendo un aumento de cerca del 50 % al ser confrontada con la

cartografía actual

96

9 Recomendaciones

� En la planeación, es importante que las líneas de vuelo se encuentren en sentido de los

ejes viales, con el propósito de que los pixeles se creen en la misma dirección y se eviten

inconvenientes en la creación del ortomosaico.

� Es significativo que los puntos de fotocontrol se encuentren en zonas completamente

visibles homogenizados y preferiblemente planas. Deben estar correctamente

materializados y señalizados para generar una mejor precisión.

� Se recomienda verificar la información con la norma NTC 5043 del ICONTEC. Con el

propósito de encontrar y corregir las inconsistencias que tiene la cartografía y generar un

producto de calidad.

97

10 Glosario

Cartografía: Ciencia que se encarga del estudio y elaboración de mapas; permite representar

en un plano la superficie terrestre y los fenómenos o hechos que se desarrollan sobre ella.

Aero triangulación: Es la determinación de puntos en el terreno, es decir, conseguir el

suficiente número de puntos de apoyo para poder orientar absolutamente todos los pares

estereoscópicos que intervengan en un proyecto cartográfico.

Altura elipsoidal: Distancia vertical entre el elipsoide y un punto determinado, medida a lo

largo de la normal al elipsoide que pasa por el punto de interés.

Control de calidad: Proceso de verificación de todos los elementos

GSD (Ground Sample Distance) Resolución Espacial: Es el tamaño de píxel proyectado

sobre el terreno este depende del tamaño de la digitalización y de la escala de la imagen

Efemérides: Posición del satélite en función del tiempo

Foto centro: Punto en la imagen correspondiente al centro de proyección

Ortofoto: Representación fotográfica del terreno en proyección ortogonal. Se obtiene por

ortorrectificación de aerofotografías, proceso por cual se corrigen las distorsiones geométricas.

Origen Plano Cartesiano: Conjunto de parámetros que definen un sistema de coordenadas

cartesianas sobre una proyección cartesiana local

98

Georreferenciación: Proceso utilizado para determinar la posición de un objeto o conjunto de

datos mediante un sistema de coordenadas referidas a la superficie terrestre.

Píxel: Unidad percibida de una imagen digital, normalmente de un área muy pequeña

reducida sobre la cual se registra la radiación procedente del área terrestre captada en un instante,

y que constituye el elemento pictórico más pequeño de una imagen que es susceptible de ser

procesada.

Ortomosaico: Unión de dos o más ortofotos formando una representación continúa de un área

del terreno. Su elaboración utiliza técnicas donde múltiples imágenes aerofotográficas son

digitalmente unidas, mientras se corrigen cambios sistemáticos en radiometría y geometría.

IGAC: El Instituto Geográfico Agustín Codazzi, IGAC, es la entidad encargada de producir el

mapa oficial y la cartografía básica de Colombia.

M s.n.m: Metros sobre el nivel medio del mar.

99

11 Bibliografía

AEREONAUTICA. (2016). Aéreos no tripulados-UAVS-operación. Obtenido de http://www.aerocivil.gov.co/normatividad/NormatividadAeronautica/Conceptos%20Interpretativos/AEREOS%20NO%20TRIPULADOS-UAVS-OPERACION.pdf

Agugliaro, F. M., & Rodríguez, M. Á. (abril de 2004). Desarrollo de una metodología de control de la cartografía catastral urbana mediante GPS. Obtenido de http://www.catastro.meh.es/documentos/publicaciones/ct/ct50/_4E.pdf

Alcaldía de Villa Vieja - Huila. (2012). San Alfonso. Huila.

Balboa, J. G., & López, F. A. (1999). LOS DIFERENTES TEST PARA EL CONTROL DE CALIDAD POSICIONAL EN CARTOGRAFIA. Obtenido de https://campusvirtual.univalle.edu.co/moodle/pluginfile.php/483817/mod_resource/content/1/Calidad%20Cartogr%C3%A1fica.pdf

Camargo, S. J. (2011). TESIS DOCTORAL ESTUDIO Y DISEÑO DE METODOLOGIA CON TECNICAS GPS PARA LA ACTUALIZACION CATASTRAL DEL MUNICIPIO PALAVECINO (VENEZUELA). Obtenido de https://riunet.upv.es/bitstream/handle/10251/11298/tesisUPV3541.pdf?sequence=1

García, J. (2015). Uso de drones para la actualización cartográfica. No solo SIG.

García, J. L. (2002). Fotogrametría moderna: analítica y digital. España: REPRINT.

IGAC. (2004). Adopción del marco geocéntrico nacional de referencia MAGNA - SIRGAS como DATUM oficial de Colombia. Bogotá.

IGAC. (2016). Especificaciones técnicas de cartografía básica. Bogotá: IGAC.

IGAC. (s.f). Información geodésica.

IGAC. (s.f). Producción de cartografía digital. Bogotá.

IGAC, Unión Europea, & CIAT. (2007). MEJORA DE LOS SISTEMAS DE CARTOGRAFÍA DEL TERRITORIO COLOMBIANO. Riohacha.

IGN, & UPM. (2014). Conceptos Cartográficos.

100

INEGI. (s.f). Modelos Digitales de Elevación (MDE) - Descripción.

Instituto Nacional de Estadística, Geografía e informática. (2005). Obtenido de Interpretación de cartografía : http://www3.inegi.org.mx/sistemas/biblioteca/ficha.aspx?upc=702825231750

Jaime. (2016). Dronespain. Obtenido de http://dronespain.pro/category/general/

Pulido, A. C., Gómez, M. S., & I. S. (2014). RED GEODESICA SAN ALFONSO. Bogotá, Colombia.

RT Sepa más. (2012). Drone, historia de un arma de altos vuelos.

Tribaldos, A. O. (2010). FOTOINTERPRETACIÓN Y MAPIFICACION. Obtenido de http://datateca.unad.edu.co/contenidos/201722/FOTOINTERPRETACION_eXe_2011/leccion_11_clasificacin_de_fotografas_areas.html

Universidad de Cundinamarca. (s.f). SISTEMAS DE COORDENADAS Y MARCOS DE REFERENCIA.

Wolf, P. R., & Ghilani, C. D. (2008). Topografía. Benito Juares, México: Alfaomega.

101

12 Anexos

Anexo N º 1 Reporte cinemático puro

Anexo N º 2 Certificación Origen HUILA/ VILLAVIEJA 2008

Anexo N º 3 Certificación Origen creado SAN ALFONSO/HUILA

Anexo N º 4 Reporte de calidad de Agisoft PhotoScan

Anexo N º 5 Ortomosaico San Alfonso Huila

Anexo N º 6 Mapa de cartografía básica San Alfonso, Huila

Anexo N° 7 Coordenadas puntos focales de las cámaras

Anexo N° 8 Coordenadas ajustadas puntos focales de las cámaras

Anexo N° 9 Foto índice

Actualización cartográfica del casco urbano de San...

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