Facultad de Ingeniera Civil

" Ao de la Integracin Nacional y el Reconocimiento de Nuestra Diversidad

TEMA:

Sistema de informacin geogrfica y topografa de ruta

CURSO: CAMINOS I CATEDRATICO: Ing. EDUARDO INJANTE LIMA INTEGRANTE: Rojas Pariona, Cledy Esmit

AO:4to - B TURNO:TARDE

ICA PER 2014

DEDICATORIA

Este trabajo est dedicado a nuestros padres que gracias al apoyo que nos brindan da a da somos capaces de salir adelante ante tantos obstculos que se nos presentan en esta vida como futuros ingenieros civiles. GRACIAS

INTRODUCCION

En el presente trabajo hablaremos de Los sistemas de informacin geogrfico (SIG) es un conjunto de herramientas que integra y relaciona diversos componentes (usuarios, hardware, software, procesos) que permiten la organizacin, almacenamiento, manipulacin, anlisis y modelizacin de grandes cantidades de datos procedentes del mundo real que estn vinculados a una referencia espacial, facilitando la incorporacin de aspectos sociales-culturales, econmicos y ambientales que conducen a la toma de decisiones de una manera ms eficaz.

FINALIDAD

La finalidad del trabajo que presentamos en esta oportunidad, es la de familiarizarnos con los sistemas de informacin geogrfica (SIG) as como programas que derivan de este.As como conocer la topografa de ruta que se basa en el estudio, elaboracin y ejecucin de cualquier proyecto de Ingeniera de obras que tengan como asiento la superficie dela tierra, es necesario el uso de la Topografa.

Sistema de informacin geogrfica

Un Sistema de Informacin Geogrfica (tambin conocido con los acrnimos SIG en espaol o GIS en ingls) es un conjunto de herramientas que integra y relaciona diversos componentes (usuarios, hardware, software, procesos) que permiten la organizacin, almacenamiento, manipulacin, anlisis y modelizacin de grandes cantidades de datos procedentes del mundo real que estn vinculados a una referencia espacial, facilitando la incorporacin de aspectos sociales-culturales, econmicos y ambientales que conducen a la toma de decisiones de una manera ms eficaz.En el sentido ms estricto, es cualquier sistema de informacin capaz de integrar, almacenar, editar, analizar, compartir y mostrar la informacin geogrficamente referenciada. En un sentido ms genrico, los SIG son herramientas que permiten a los usuarios crear consultas interactivas, analizar la informacin espacial, editar datos, mapas y presentar los resultados de todas estas operaciones.La tecnologa de los Sistemas de Informacin Geogrfica puede ser utilizada para investigaciones cientficas, la gestin de los recursos, la gestin de activos, la arqueologa, la evaluacin del impacto ambiental, la planificacin urbana, la cartografa, la sociologa, la geografa histrica, el marketing, la logstica por nombrar unos pocos. Por ejemplo, un SIG podra permitir a los grupos de emergencia calcular fcilmente los tiempos de respuesta en caso de un desastre natural, o encontrar los humedales que necesitan proteccin contra la contaminacin, o pueden ser utilizados por una empresa para ubicar un nuevo negocio y aprovechar las ventajas de una zona de mercado con escasa competencia.

Sistema de informacin geogrfica

HISTORIA

En el ao 1962, en Canad, se dise el primer sistema "formal" de informacin geogrfica para el mundo de recursos naturales a escala mundial. En el Reino Unido se empez a trabajar en la unidad de cartografa experimental. No fue hasta la poca de los 80s cuando surgi la comercializacin de los SIG.Durante los aos 60s y 70s se empez a aplicar la tecnologa del computador digital al desarrollo de tecnologa automatizada. Excluyendo cambios estructurales en el manejo de la informacin, la mayora de programas estuvieron dirigidos hacia la automatizacin del trabajo cartogrfico; algunos pocos exploraron nuevos mtodos para el manejo de informacin espacial, y se siguieron bsicamente dos tendencias:Produccin automtica de dibujos con un alto nivel de calidad pictricaProduccin de informacin basada en el anlisis espacial pero con el costo de una baja calidad grfica.La produccin automtica de dibujo se bas en la tecnologa de diseo asistido por computador (CAD). El CAD se utiliz en la cartografa para aumentar la productividad en la generacin y actualizacin de mapas. El modelo de base de datos de CAD maneja la informacin espacial como dibujos electrnicos compuestos por entidades grficas organizadas en planos de visualizacin o capas. Cada capa contiene la informacin de los puntos en la pantalla (o pixeles) que debe encender para la representacin por pantalla. Estos conjuntos de puntos organizados por planos de visualizacin se guardan en un formato vectorial.Las bases de datos incluyen funciones grficas primitivas que se emplean para construir nuevos conjuntos de puntos o lneas en nuevas capas y definir un smbolo imaginado por el usuario. Por ejemplo una capa que contenga una lnea vertical se puede sumar lgicamente a una capa que contenga un rea circular para generar el smbolo de un palo de golf o una nota musical, definido en una nueva capa que se puede llamar "hierro 4" o "negrilla".Posteriormente, a la simbologa se le adicion una variable "inteligente" al incorporar el texto.El desarrollo de la tecnologa CAD se aplic para la manipulacin de mapas y dibujos y para la optimizacin del manejo gerencial de informacin cartogrfica. De all se desarroll la tecnologa AM/FM (Automated Mapping / Facilities Management)El desarrollo paralelo de las disciplinas que incluyen la captura, el anlisis y la presentacin de datos en un contexto de reas afines como catastro, cartografa, topografa, ingeniera civil, geografa, planeacin urbana y rural, servicios pblicos, entre otros, ha implicado duplicidad de esfuerzos. Hoy en da se ha logrado reunir el trabajo en el rea de sistemas de informacin geogrfica multipropsito, en la medida en que se superan los problemas tcnicos y conceptuales inherentes al proceso.

En los aos ochenta se vio la expansin del uso de los SIG., facilitado por la comercializacin simultnea de un gran nmero de herramientas de dibujo y diseo asistido por ordenador (con siglas en ingles CAD y CADD), as como la generalizacin del uso de microordenadores y estaciones de trabajo en la industria y la aparicin y consolidacin de las Bases de Datos relacionales, junto a las primeras modelizaciones de las relaciones espaciales o topologa. En este sentido la aparicin de productos como ARC-INFO en el mbito del SIG o IGDS en el mbito del CAD fue determinante para lanzar un nuevo mercado con una rapidsima expansin. La aparicin de la Orientacin a Objetos (OO) en los SIG (como el Tigris de Intergraph), inicialmente aplicado en el mbito militar (Defense Map Agency - DMA) (OO) permite nuevas concepciones de los SIG donde se integra todo lo referido a cada entidad (p.e. una parcela) (simbologa, geometra, topologa, atribucin) . Pronto los SIG. se comienzan a utilizar en cualquier disciplina que necesite la combinacin de planos cartogrficos y bases de datos como: Ingeniera Civil: diseo de carreteras, presas y embalses. Estudios medioambientales. Estudios socioeconmicos y demogrficos. Planificacin de lneas de comunicacin. Ordenacin del territorio. Estudios geolgicos y geofsicos. Prospeccin y explotacin de minas, entre otros. Los aos noventa se caracterizan por la madurez en el uso de estas tecnologas en los mbitos tradicionales mencionados y por su expansin a nuevos campos (SIG en los negocios), propiciada por la generalizacin en el uso de los ordenadores de gran potencia y sin embargo muy asequibles, la enorme expansin de las comunicaciones y en especial de Internet y el World Wide Web, la aparicin de los sistemas distribuidos (DCOM, CORBA) y la fuerte tendencia a la unificacin de formatos de intercambio de datos geogrficos propician la aparicin de una oferta proveedora (Open Gis) que suministra datos a un enorme mercado de usuario final. El incremento de la popularidad de las tendencias de programacin distribuida y la expansin y beneficios de la mquina virtual de Java, permiten la creacin de nuevas formas de programacin de sistemas distribuidos, de esta manera aparecen los agentes mviles que tratan de solucionar el trfico excesivo que hoy en da se encuentra en Internet. Los agentes mviles utilizan la invocacin de mtodos remotos y la serializacin de objetos de Java para lograr transportar la computacin y los datos. Nace aqu un nuevo paradigma para el acceso a consultas y recopilacin de datos en los sistemas de informacin geogrfica, cuyos mayores beneficios se esperan obtener en los siguientes aos.

El Mapa del Futuro es una Imagen Inteligente A partir de 1998 se empezaron a colocar en distintas rbitas una serie de familias de satlites que traern a los computadores personales, antes del ao 2003, fotografas digitales de la superficie de la tierra con resoluciones que oscilarn entre 10 metros y 50 centmetros. Empresas como SPOT, OrbImage, EarthWatch, Space Imaging y SPIN-2 han iniciado la creacin de uno de los mecanismos que ser responsable de la habilitacin espacial de la tecnologa informtica. Curiosamente ste "Boom" de los satlites de comunicaciones, est empujando la capacidad de ancho de banda para enviar y recibir datos, hasta el punto de que en este momento, la capacidad solo concebida para fibra ptica de T1 y T3, se est alcanzando de manera inalmbrica. Por otro lado la frecuencia de visita de estos satlites permitirn ver cualquier parte del mundo casi cada hora.

Las imgenes pancromticas, multiespectrales, hiperespectrales, radar, infrarrojas, trmicas, crearn un mundo virtual digital a nuestro alcance. Este nuevo mundo cambiar radicalmente la percepcin que tenemos sobre nuestro planeta.

SOFTWARE SIG

La informacin geogrfica puede ser consultada, transferida, transformada, superpuesta, procesada y mostradas utilizando numerosas aplicaciones de software. Dentro de la industria empresas comerciales como ESRI, Intergraph, MapInfo, Bentley Systems, Autodesk o Smallworld ofrecen un completo conjunto de aplicaciones. Los gobiernos suelen optar por modificaciones ad-hoc de programas SIG, productos de cdigo abierto o software especializado que responda a una necesidad bien definida.

El manejo de este tipo de sistemas son llevados a cabo generalmente por profesionales de diversos campos del conocimiento con experiencia en sistemas de informacin geogrfica (cartografa, geografa, topografa, etc.), ya que el uso de estas herramientas requiere una aprendizaje previo que necesita de conocer las bases metodolgicas sobre las que se fundamentan. Aunque existen herramientas gratuitas para ver informacin geogrfica, el acceso del pblico en general a los geodatos est dominado por los recursos en lnea, como Google Earth y otros basados en tecnologa web mapping.

Originalmente hasta finales de los 90, cuando los datos del SIG se localizaban principalmente en grandes ordenadores y se utilizan para mantener registros internos, el software era un producto independiente. Sin embargo con el cada vez mayor acceso a Internet/Intranet y a la demanda de datos geogrficos distribuidos, el software SIG ha cambiado gradualmente su perspectiva hacia la distribucin de datos a travs de redes. Los SIG que en la actualidad se comercializan son combinaciones de varias aplicaciones interoperables y APIs.

Hoy por hoy dentro del software SIG se distingue a menudo seis grandes tipos de programas informticos:

SIG de escritorio. Son aquellos que se utilizan para crear, editar, administrar, analizar y visualizar los datos geogrficos. A veces se clasifican en tres subcategoras segn su funcionalidad: Visor SIG. Suelen ser software sencillos que permiten desplegar informacin geogrfica a travs de una ventana que funciona como visor y donde se pueden agregar varias capas de informacin. Editor SIG. Es aquel software SIG orientado principalmente al tratamiento previo de la informacin geogrfica para su posterior anlisis. Antes de introducir datos a un SIG es necesario prepararlos para su uso en este tipo de sistemas. Se requiere transformar datos en bruto o heredados de otros sistemas en un formato utilizable por el software SIG. Por ejemplo, puede que una fotografa area necesite ser ortorrectificada mediante fotogrametra de modo tal que todos sus pxeles sean corregidos digitalmente para que la imagen represente una proyeccin ortogonal sin efectos de perspectiva y en una misma escala. Este tipo de transformaciones se pueden distinguir de las que puede llevar a cabo un SIG por el hecho de que, en este ltimo caso, la labor suele ser ms compleja y con un mayor consumo de tiempo. Por lo tanto es comn que para estos casos se suela utilizar un tipo de software especializado en estas tareas. SIG de anlisis. Disponen de funcionalidades de anlisis espacial y modelizacin cartogrfica de procesos.Sistemas de gestin de bases de datos espaciales o geogrficas (SGBD espacial). Se emplean para almacenar la informacin geogrfica, pero a menudo tambin proporcionan la funcionalidad de anlisis y manipulacin de los datos. Una base de datos geogrfica o espacial es una base de datos con extensiones que dan soporte de objetos geogrficos permitiendo el almacenamiento, indexacin, consulta y manipulacin de informacin geogrfica y datos espaciales. Si bien algunas de estas bases de datos geogrficas estn implementadas para permitir tambin el uso de funciones de geoprocesamiento, el principal beneficio de estas se centra en la capacidades que ofrecen en el almacenamiento de datos especialmente georrefenciados. Algunas de estas capacidades incluyen un fcil acceso a este tipo de informacin mediante el uso de estndares de acceso a bases de datos como los controladores ODBC, la capacidad de unir o vincular fcilmente tablas de datos o la posibilidad de generar una indexacin y agrupacin de datos espaciales, por ejemplo.

EL FUTURO DE LOS SIG

Muchas disciplinas se han beneficiado de la tecnologa subyacente en los SIG. El activo mercado de los sistemas de informacin geogrfica se ha traducido en una reduccin de costes y mejoras continuas en los componentes de hardware y software de los sistemas. Esto ha provocado que el uso de esta tecnologa haya sido asimilada por universidades, gobiernos, empresas e instituciones que lo han aplicado a sectores como los bienes races, la salud pblica, la criminologa, la defensa nacional, el desarrollo sostenible, los recursos naturales, la arqueologa, la ordenacin del territorio, el urbanismo, el transporte, la sociologa o la logstica entre otros.

En la actualidad los SIG estn teniendo una fuerte implantacin en los llamados Servicios Basados en la Localizacin (LBS) debido al abaratamiento y masificacin de la tecnologa GPS integrada en dispositivos mviles de consumo (telfonos mviles, PDAs, ordenadores porttiles). Los LBS permiten a los dispositivos mviles con GPS mostrar su ubicacin respecto a puntos de inters fijos (restaurantes, gasolineras, cajeros, hidrantes, etc. ms cercanos), mviles (amigos, hijos, autobuses, coches de polica) o para transmitir su posicin a un servidor central para su visualizacin u otro tipo de tratamiento.Cartografa en entornos web

Por otro lado el mundo de los SIG ha asistido en los ltimos aos a una explosin de aplicaciones destinadas a mostrar y editar cartografa en entornos web como Google Maps, Bing Maps u OpenStreetMap entre otros. Estos sitios web dan al pblico acceso a enormes cantidades de datos geogrficos. Algunos de ellos utilizan software que, a travs de una API, permiten a los usuarios crear aplicaciones personalizadas. Estos servicios ofrecen por lo general callejeros, imgenes areas o de satlite, geocodificacin, bsquedas en nomencltores o funcionalidades de enrutamiento.

El desarrollo de Internet y las redes de comunicacin, as como el surgimiento de estndares OGC que facilitan la interoperabilidad de los datos espaciales, ha impulsado la tecnologa web mapping, con el surgimiento de numerosas aplicaciones que permiten la publicacin de informacin geogrfica en la web. De hecho este tipo de servicios web mapping basado en servidores de mapas que se acceden a travs del propio navegador han comenzado a adoptar las caractersticas ms comunes en los SIG tradicionales, lo que ha propiciado que la lnea que separa ambos tipos de software se difumine cada vez ms.La tercera dimensin

Los sistemas existentes en la actualidad en el mercado estn bsicamente sustentados en la gestin y anlisis en dos dimensiones de los datos, con las limitaciones que esto supone. Existen sistemas hbridos a medio camino entre el 2D y el 3D que poseen capacidades, fundamentalmente de visualizacin, denominadas de dos dimensiones y media (2.5D) o falso 3D.

No obstante hoy en da cada vez ms se requieren aplicaciones avanzadas con funcionalidades capaces de gestionar conjuntos de datos complejos tal y como se perciben en el mundo real por el usuario, es decir, en tres dimensiones. Este entorno proporciona un conocimiento mucho mejor de los fenmenos y patrones geoespaciales, ya sea a pequea o gran escala, por ejemplo en la planificacin urbana, la geologa, la minera, la gestin de redes de abastecimiento, etc.12

Las dificultades con que se enfrenta un SIG completamente 3D son grandes y van desde las gestin de geometras 3D y su topologa hasta su visualizacin de una manera sencilla, pasando por el anlisis y geoprocesado de la informacin.

Actualmente el Open Geospatial Consortium trabaja en cmo abordar la combinacin de los diferentes tipos de modelados resultantes de las distintas tecnologas SIG, CIM, CAD y BIM de la forma ms ntegra posible. La interoperabilidad de estos formatos y modelos de datos constituye el primer paso hacia la creacin de modelos 3D inteligentes a diferentes escalas.13Semntica y SIG

Las herramientas y tecnologas emergentes desde la W3C Semantic Web Activity estn resultando tiles para los problemas de integracin de datos en los sistemas de informacin. De igual forma, esas tecnologas se han propuesto como un medio para facilitar la interoperabilidad y la reutilizacin de datos entre aplicaciones SIG14 15 y tambin para permitir nuevos mecanismos de anlisis.16 En suma la incorporacin de cierta inteligencia artificial que dote a estos sistemas de nuevas funcionalidades tales como la recuperacin selectiva de informacin, el anlisis estadstico, la generalizacin automtica de mapas o la interpretacin automtica de imgenes geoespaciales.17

Las ontologas son un componente clave de este enfoque semntico, ya que facilitan una legibilidad por parte de las mquinas de conceptos y relaciones en un dominio dado. Esto a su vez permite al SIG centrarse en el significado de los datos en lugar de su sintaxis o estructura. Por ejemplo, podemos razonar que un tipo de cobertura del suelo clasificada como bosques de frondosas caducifolias son un conjunto de datos detallados de una capa sobre cubiertas vegetales de tipo forestal con una clasificacin menos minuciosa, lo que podra ayudar a un SIG a fusionar automticamente ambos conjuntos de datos en una capa ms general de clasificacin de la cubierta vegetal terrestre.

Pero el desarrollo futuro de los SIG con la inclusin de la semntica en la gestin no solo permitira la generalizacin o coflacin de datos geoespaciales con cierta similitud, sino que, por ejemplo, facilitara la generacin automatizada o semiasistida de una tarea tradicionalmente considerada como tediosa y poco gratificante como es la creacin de metadatos para las diferentes capas de informacin geogrfica.18

Ontologas muy profundas y exhaustivas han sido desarrolladas en reas relacionadas con el uso de los SIG, como por ejemplo la Ontologa de Hidrologa desarrollada por el Ordnance Survey en el Reino Unido, la ontologa geopoltica de la FAO,19 las ontologas OWL hydrOntology y Ontologa GML y las ontologas SWEET llevadas a cabo por el Laboratorio de Propulsin a Chorro de la NASA.

TOPOGRAFA DE RUTA.

En el estudio, elaboracin y ejecucin de cualquier proyecto de Ingeniera de obras que tengan como asiento la superficie dela tierra, es necesario el uso de la Topografa.Levantamiento de rutaLos levantamientos de ruta se hacen con el objeto de localizar y construir obras a travs del campo como carreteras, ferrocarriles y canales. Los levantamientos de ruta consisten en la determinacin de la configuracin del terreno y de la localizacin de objetos a lo largo de una ruta propuesta, trazando la lnea en el terreno y calculando los volmenes de las terraceras. La localizacin de cualquier ruta incluye un estudio para determinar la manera en que se deben satisfacer ciertos requisitos comerciales con el menor gasto, que incluyen no slo el costo de construccin, sino tambin el costo de mantenimiento y de operacin. Es, por lo tanto, un problema de aplicacin de la economa a la ingeniera.

LEVANTAMIENTO DE RUTA:

Los levantamientos de ruta, se hacen con el objeto de localizar y construir obras a travs del campo como carreteras, ferrocarriles y canales. Los levantamientos de ruta consisten en la determinacin de la configuracin del terreno y de la localizacin de objetos a lo largo de una ruta propuesta, trazando la lnea en el terreno y calculando los volmenes de las terraceras.

Los levantamientos de ruta deben hacerse con un estudio para determinar menor costo en gastos y un buen trabajo tanto en construccin, mantenimiento y operacin. Los detalles de los mtodos topogrficos empleados varan segn el proyecto.

Cuando se planea hacer una localizacin topogrfica generalmente se define los puntos por donde se va a pasar, los que se van a evitar y los que se van a unir. Tambin se establecen ciertas normas con respecto a conceptos como pendiente mxima, radio de curvatura minimo, anchura de la corona, de derecho de va y de la precisin con la que se efectuar el levantamiento. Las fotografas reas son de mucha ayuda.

Pasos a Seguir:

Reconocimiento de la regin en estudio. Investigacin de las rutas con detalle Se realiza el tanteo de trazo fijando la lnea central en el plano topogrfico Se localiza y se estaca en el terreno con trnsito y cinta si es necesario La lnea que resulta se llama localizacin final definitiva Se levantan los linderos de los terrenos situados cerca de la lnea y se monumental Luego se dibujan los planos del derecho de va Cuando son estructuras como pasos a desnivel, puentes y alcantarillados se necesitan de levantamientos y planos especiales Todo levantamiento debe ser: estudiado, evaluado para poder desarrollarlo y obtener un buen trabajo Las preliminares pueden hacerse utilizando el trnsito, la cinta y el nivel; el trnsito, la estadia y la plancheta.

Mtodo de trnsito, la cinta y el nivel: El personal encargado del levantamiento, consta de un trazador, un nivelador y de un topgrafo. El trazador siguiendo las instrucciones de ingeniero localizada, traza una poligonal abierta, al tanteo siguiendo una poligonal abierta aproximadamente a la mitad de la faja por la que parezca q pasara la lnea definitiva. Las estacas se clavan en las estaciones completas, y se ponen trompos en todas las estaciones de trnsito. El topgrafo debe ser activo y localizar los objetos importantes, debe examinar el carcter de los cultivos, la calidad de la tierra y el carcter de la probable excavacin. Mtodo de trnsito y la estada: Los preliminares con trnsito y estada son satisfactorias para tener terrenos despejados. El procedimiento es: usual es hacer la poligonal, medir los ngulos verticales y las distancias con estada, tomando visuales laterales al mismo tiempo; de esta manera se traza el control horizontal y vertical y los detalles. Mtodo de la plancheta: El uso de la plancheta es ventajoso cuando la topografa es irregular y la regin despejada. Plano y perfil de la preliminar: Se construye un perfil del terreno a lo largo de la preliminar, el ingeniero localizador emplea tanto el plano como el perfil como guas durante el avance del levantamiento de la preliminar, por lo que debe dibujarse todos los das al terminar el trabajo de campo, antes de empezar el trabajo del da siguiente.

CONCLUSIONES

El ser humano ha usado y usar todos aquellos elementos que le permitan anticipar un evento, esto significa que se utilizarn todas aquellas tecnologas que nos permitan disminuir la incertidumbre con respecto a una temtica en particular y en tal caso tomar medidas para potenciar o disminuir su impacto.

En el caso de las tecnologas involucradas en un SIG, podemos decir que nos sirven como un sistema para modelarla realidad en un contexto donde podemos trabajar con variables del entorno y proyectarlas en el tiempo, visualizando los resultados posibles de alguna accin sobre el medio, Aplicando modelos de simulacin con conceptos esta dsticos tradicionales o geo-estadsticos.

Los SIG surgen como una necesidad de proveer mayor y mejor informacin para facilitar la toma de decisiones, por ello que las temticas que puede abordar un SIG estn relacionadas a una necesidad de gestin, esto no implica distintos tipos de SIG.

Catastros , municipios, provincias, pas Ambiente, impacto, conservacin Obras pblicas, infraestructura pblica y privada Mapas de amenazas, Riesgo, Vulnerabilidad Servicios pblicos, agua potable, transporte, salud, seguridad Recursos Naturales, Minera, petrleo, etc. Emergencias, planes de contingencia por desastres Poblacin, distribucin, situaciones socioeconmicos, etc. Otras temticas que son factibles de analizar y modelardentro de un SIG.

BIBLIOGRAFIA

http://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_de_informaci%C3%B3n_geogr%C3%A1fica

http://manuelgross.bligoo.com/content/view/501371/Los-sistemas-de-informacion-Geografica-SIG.html

http://www.divisiongis.com/backup/docs/Que_es_GIS.pdf

http://langleruben.wordpress.com/%C2%BFque-es-un-sig/

CAMINOS I: Ing. Eduardo Injante Lima