ESTRUCTURACIÓN DE UN SISTEMA DE INFORMACIÓN...
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ESTRUCTURACIÓN DE UN SISTEMA DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICO DEL ACUEDUCTO REGIONAL DEL MUNICIPIO DE PANDI PROYECTO PASANTIA 01/02/2017 UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSE DE CALDAS WILLIAM DIDIER BENAVIDES MENDIVELSO COD: 20102032004 JONATHAN FERNANDO VELANDIA GONZALEZ COD: 20092032040
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ESTRUCTURACIÓN DE UN SISTEMA DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICO DEL ACUEDUCTO REGIONAL DEL MUNICIPIO DE PANDI PROYECTO PASANTIA 01/02/2017 UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSE DE CALDAS WILLIAM DIDIER BENAVIDES MENDIVELSO
COD: 20102032004
JONATHAN FERNANDO VELANDIA GONZALEZ
COD: 20092032040
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ESTRUCTURACIÓN DE UN SISTEMA DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICO PARA EL
ACUEDUCTO REGIONAL DEL MUNICIPIO DE PANDI
PROYECTO PASANTIA PARA OPTAR POR EL TÍTULO DE INGENIERO
TOPOGRÁFICO
WILLIAM DIDIER BENAVIDES MENDIVELSO
20102032004
JONATHAN FERNANDO VELANDIA GONZALEZ
20092032040
DIRECTOR INTERNO
GERMÁN TORRIJOS
DIRECTOR EXTERNO
Ing. LUIS HERNANDO DÍAZ PRIETO
Universidad Distrital Francisco José de Caldas
Facultad de Medio Ambiente y Recursos Naturales
Proyecto Curricular de Ingeniería Topográfica
Bogotá D.C.
2017
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TABLA DE CONTENIDO
INDICE DE CUADROS E ILUSTRACIONES .............................................................. 4
INTRODUCCIÓN ........................................................................................................ 6
1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA .................................................................. 7
2. OBJETIVOS ......................................................................................................... 9
2.1 OBJETIVO GENERAL ................................................................................... 9
2.2 OBJETIVOS ESPECIFICOS .......................................................................... 9
3. MARCO TEORICO ............................................................................................ 10
3.1 Generalidades del municipio de Pandi. ........................................................ 10
3.2 ALCANCE DE LOS ESTUDIOS ................................................................... 11
3.3 Funcionalidades de un SIG .......................................................................... 14
3.4 Recopilación de información ........................................................................ 15
3.5 Aplicar la información a un SIG .................................................................... 15
4. METODOLOGÍA ................................................................................................ 17
4.1 Metodología en campo ................................................................................. 17
Planimetría, Altimetría (Levantamiento de detalles) .............................................. 17
4.1.1 Digitalización de la información recolectada en campo ............................. 19
4.1.2. Cálculo y postproceso de datos ............................................................... 19
4.1.3 Dibujo del levantamiento en sistema CAD ................................................ 19
4.2 Trabajo en oficina ......................................................................................... 20
4.2.1 Estructuración de Base de Datos. ............................................................. 23
5. ANALISIS DE RESULTADOS ............................................................................ 36
5.1 Selección por atributos (Red Tanque 4) ....................................................... 36
3
5.2 Tanques en servicio. .................................................................................... 38
5.3 Número de viviendas en Mercadillo. ............................................................ 39
6. ANALISIS DE OBJETIVOS ALCANZADOS ....................................................... 41
7. CONLUSIONES ................................................................................................. 42
8. GLOSARIO ........................................................................................................ 44
Datos crudos .......................................................................................................... 44
Datos temáticos ..................................................................................................... 44
Información análoga .............................................................................................. 44
Información digital .................................................................................................. 44
Metadatos .............................................................................................................. 45
Modelo de datos .................................................................................................... 45
Validez ................................................................................................................... 45
9. BIBLIOGRAFIA .................................................................................................. 46
4
INDICE DE CUADROS E ILUSTRACIONES
Cuadro 1. Sistemas de referencia usados en el proyecto. (IGAC, 2004) ................. 11
Cuadro 2 Descripción red matriz. (EAB, 2017).......................................................... 25
Cuadro 3 Descripción red menor (EAB, 2017) .......................................................... 25
Cuadro 4 Descripción línea lateral. (EAB, 2017) ....................................................... 26
Cuadro 5 Descripción tanque. (EAB, 2017)............................................................... 27
Cuadro 6 Descripción válvulas. (EAB, 2017)............................................................. 28
Ilustración 1 Mapa de la localización del Municipio de Pandi (Cundinamarca, Alcaldía
de Pandi - Cundinamarca, 2016) ............................................................................... 10
Ilustración 2 Trimble 5400 (Fuente Propia). .............................................................. 18
Ilustración 3 Toma de datos (Fuente propia) ............................................................. 18
Ilustración 4 Tanque de distribución (Fuente propia) ................................................ 19
Ilustración 5 Información inicial plano general (Fuente Propia) ................................. 21
Ilustración 6 Algunos Layers iniciales (Fuente Propia) .............................................. 21
Ilustración 7 Información inicial de uno de los planos “Tanque 1”. (Fuente Propia) . 22
Ilustración 8 Plano general con información Incorporada. (Fuente Propia) ............... 23
Ilustración 9 Tabla de Atributos Red Menor. (Fuente Propia) ................................... 30
Ilustración 10 Archivos Shape. (Fuente Propia) ........................................................ 30
Ilustración 11 Shapes Generados. (Fuente Propia) .................................................. 31
Ilustración 12 Shapes correspondientes a TANQUES y RED MENOR. (Fuente
Propia) ....................................................................................................................... 32
Ilustración 13 Feature Class. (Fuente Propia) ........................................................... 33
Ilustración 14 Herramienta Append. (Fuente Propia) ................................................ 34
Ilustración 15 Capas Pandi. (Fuente Propia) ............................................................. 35
Ilustración 16 Selección por ubicación. (Fuente Propia) ........................................... 36
Ilustración 17 Selección por ubicación. (Fuente Propia) ........................................... 37
5
Ilustración 18 Tanques que se encuentran en servicio. (Fuente Propia) .................. 38
Ilustración 19 Viviendas ubicadas en Mercadillo. (Fuente Propia) ............................ 39
Ilustración 20 Field Calculator. (Fuente Propia) ........................................................ 40
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INTRODUCCIÓN
Un sistema de información geográfica es una compilación de datos geográficos, los
cuales se integran mediante un hardware y software. Un SIG está diseñado para
capturar, recopilar, manejar, analizar y expandir en todas sus formas información
debidamente referenciada, el fin de este es resolver los diferentes problemas que se
generen en la planificación y la gestión de alguna entidad referida. (Díaz, 2009)
La alcaldía de Pandi buscaba una forma de poder compilar la información obtenida,
en la construcción e implementación del acueducto regional que se encuentra en
proceso, actualmente se está terminando la instalación y adecuación de la primera y
segunda etapa, por este motivo la alcaldía y la administración departamental de las
Empresas Publicas de Cundinamarca vieron la necesidad de organizar toda esta
información en un SIG.
Para el municipio era necesario contar con un sistema de este tipo, ya que es una
herramienta que permite obtener información geográfica y espacial de un área u
objeto en específico sea cual sea la necesidad. Para disponer de la información del
Acueducto, la alcaldía del municipio necesita que la información se encuentre
ordenada, actualizada y completa, para así acceder a ella de una manera fácil, pero
debido a que en estos momentos la información se encuentra en diferentes formatos,
sin un proceso de actualización y en ocasiones es inexistente, se ve la necesidad de
un proyecto de estructuración y zonificación en el cual se unifique la información en
un solo formato, realizar un análisis espacial1 de toda las estructuras que componen
el acueducto de una forma general tales como tubería madre, tubería secundaria,
accesorios, usuarios etc., además de algunos componentes topográficos, de tal
manera que cualquier persona pueda tener acceso a la información que necesite.
1 Comprende las técnicas formales que estudian las entidades que utilizan sus propiedades topológicas, geométricas o
geográfica.
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1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
Durante los últimos años se han ido implementado los sistemas de información
geográfica en diferentes áreas tales como agricultura, minería, petróleo, defensa
militar, salud transporte, telecomunicaciones, agua, etc., es por ello que se presenta
la necesidad de incorporar toda la información que se tiene del acueducto regional de
Pandi, ya que con la integración de estos datos de una forma más organizada y de
fácil acceso, se tendrán más herramientas para la implementación del acueducto
regional.
Según fuentes consultadas. El 28 por ciento de la población rural de Colombia
enfrenta una situación crítica por la falta de acueducto, por lo que miles de personas
hacen maromas para poder consumir agua de pozos y ríos, y se exponen así a
enfermedades. (JIMÉNEZ, 2015).
Teniendo en cuento estas necesidades de la población rural, se hizo un recorrido en
campo de tal manera que se tuviera con certeza, conocimiento de los tanques y
redes que están en funcionamiento o buen estado, y es de importancia conocer las
zonas por las que cada tanque transporta el recurso, para tener una cifra a grosso
modo de los habitantes beneficiados con el recurso y quienes aún no cuentan con el
servicio.
Por lo anterior es de suma importancia incorporar la información recopilada en una
base de datos, de tal manera que se tenga un fácil y preciso acceso a cualquiera que
sea la consulta. Incorporando en su totalidad la información referente a la
optimización de redes principales y la construcción de redes secundarias en la Etapa
I y Etapa II del acueducto regional del municipio.
Se encontró que el municipio contaba con información que se podría utilizar, pero
esta se encontraba muy dispersa, tal como: las vías de acceso, división política,
viviendas, etc. Por lo cual era necesario encontrar una forma en la cual todos los
datos fueran implementados para su utilización de una forma accesible y confiable.
8
Es así que nace la idea en conjunto con la alcaldía del municipio de realizar un SIG,
para poder recopilar esta información tanto la que se encuentra de las etapas
anteriores e información futura.
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2. OBJETIVOS
2.1 OBJETIVO GENERAL
Estructurar y organizar en conjunto con la alcaldía municipal, la información adquirida
en la optimización de redes principales y en construcción de redes secundarias del
acueducto regional de municipio de Pandi – Cundinamarca , en la Etapa I y Etapa II,
de tal manera que se tenga un fácil acceso a cualquier parámetro o zona, teniendo
una base de datos estructurada, por medio de herramientas y aplicaciones, esta
información permitirá tener un control y la respectiva información de la zona en
estudio o el dato que se desee.
2.2 OBJETIVOS ESPECIFICOS
Realizar un estudio de la zona, para determinar las veredas y sectores, de tal
manera que la red de acueducto llegue a todos los habitantes.
Ejecutar un trazado de las rutas que tendrán las líneas de acueducto,
determinando los ramales2 y subramales, además de un registro de usuarios
a los cuales estas obras estarían beneficiando.
Efectuar el levantamiento topográfico de las zonas y la longitud que tendrá la
red de acueducto para determinar los diferentes diámetros utilizados además
de los diferentes accesorios utilizados durante la ejecución de las obras.
Estructurar toda esta información teniendo en cuenta los diferentes
conocimientos adquiridos en la carrera de Ingeniería Topográfica, para la
implementación del sistema de información geográfico del acueducto regional
de Pandi.
Informar y socializar el trabajo realizado a los diferentes entes involucrados
para su posterior aprobación.
2 Uno de los distintos brazos en que se divide una acequia o canal hidráulico.
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3. MARCO TEORICO
3.1 Generalidades del municipio de Pandi.
El Municipio de Pandi se encuentra localizado en la vertiente occidental de la
cordillera oriental, que se caracteriza por un valle profundo y longitudinal discontinuo
que corre en el sentido sur-norte. Estas características fisiográficas resaltan la gran
influencia sobre los factores del paisaje local. El paisaje es seco en la parte baja y
paulatinamente aumenta el gradiente de la humedad hacia las partes altas. La
vegetación en consecuencia presenta tendencias a la xenofilia en la parte baja y
tendencias a la higofitia a medida que aumenta el gradiente altitudinal y de humedad.
El municipio tiene una extensión total de 6400 hectáreas Km2, la cual se divide en
1219 Km2 de área urbana y 4386 Km2 de área rural, tiene una temperatura media de
24°C. (Cundinamarca, Sitio oficial de Pandi en Cundinamarca, Colombia, 2016)
Ilustración 1 Mapa de la localización del Municipio de Pandi (Cundinamarca, Alcaldía de Pandi - Cundinamarca, 2016)
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El municipio de Pandi cuenta 4 vías de acceso, Arbeláez, Icononzo, Venecia y
Boquerón (sector de Puerto Triunfo - Fusagasugá), con las cuales el municipio se
beneficia de insumos. Las empresas que prestan el servicio de transporte son auto
fusa y coontransfusa, La comunicación terrestre con los otros asentamientos ya
mencionados y centros poblados está limitada a una línea de colectivos
intermunicipal y con las veredas por medios de camperos. (Cundinamarca, Sitio
oficial de Pandi en Cundinamarca, Colombia, 2016)
3.2 ALCANCE DE LOS ESTUDIOS
El estudio topográfico se realizó utilizando dos receptores satelitales 5400 de
Trimble, receptores de doble frecuencia de señales L1 y L2 GPS, GLONASS con
precisión submétrica y el cual usa el sistema de referencia basado en el Datum
geocéntrico MAGNA (Marco Geocéntrico Nacional de Referencia) que es el sistema.
Cuadro 1. Sistemas de referencia usados en el proyecto. (IGAC, 2004)
Datum MAGNA: Geocéntrico – tridimensional
Elipsoide asociado:
GRS80 (Geodetic Reference System
1980)
a = 6 378 137 m
1/f = 298, 257 222 101
Coordenadas del punto Datum: (Observatorio Astronómico de Bogotá)
= 04° 35’ 46,3215” N
= 74° 04’ 39,0285” W
h = 2641,469 m
Proyección cartográfica: Gauss-Krüger
Origen de proyección: Bogotá-MAGNA
Coordenadas MAGNA origen:
W = 04° 35’ 46,3215” N, = 74° 04’
39,0285”
Coordenada Gauss-Krüger de
referencia oficial de Colombia
Norte 1’000.000 m, Este 1’000.000 m
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Un sistema de referencia es el conjunto de convenciones y conceptos teóricos
adecuadamente modelados que definen la orientación, ubicación y escala de tres
ejes coordenados [X, Y, Z]. Dado que un sistema de referencia es un modelo, éste es
materializado (realizado) mediante puntos reales cuyas coordenadas son
determinadas sobre el sistema de referencia dado, dicho conjunto de puntos se
denomina marco de referencia. Si el origen de coordenadas del sistema [X=0, Y=0,
Z=0] coincide con el centro de masas terrestre éste se define como Sistema
Geocéntrico de Referencia o Sistema Coordenado Geocéntrico mientras que, si
dicho origen está desplazado del geocentro, se conoce como Sistema Geodésico
Local (Vanicek and Steeves 1996).
Convencionalmente, las posiciones [X, Y, Z] pueden expresarse en términos de
coordenadas curvilíneas latitud (ϕ) y longitud (λ), las cuales requieren de la
introducción de un elipsoide de referencia. Para el efecto, el eje Z coincide con el eje
menor del elipsoide, el origen de coordenadas [X=0, Y=0, Z=0] con el centro
geométrico del elipsoide, el eje X con la intersección del plano ecuatorial y del
meridiano de referencia del elipsoide y el eje Y forma un sistema coordenado de
mano derecha. La orientación y ubicación del elipsoide asociado a un sistema
coordenado [X, Y, Z] se conoce como Datum Geodésico; si aquel es geocéntrico se
tendrá un Datum Geodésico Geocéntrico o Global, si es local se tendrá un Datum
Geodésico Local. (IGAC, 2004)
El sistema geocéntrico utilizado en Geodesia es un Sistema Convencional de
Referencia Terrestre (ITRS: International Terrestrial Reference System). La
realización (materialización) del ITRS es el marco ITRF (International Terrestrial
Reference Frame), el cual está conformado por las coordenadas cartesianas
geocéntricas [X, Y, Z] y las velocidades [Vx, Vy, Vz] de un conjunto de estaciones
observadas mediante técnicas geodésicas espaciales de muy alta precisión.
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SIRGAS (sistema de referencia geocéntrico para las américas) es la extensión del
ITRF en América. En Colombia, el IGAC, organismo nacional encargado de
determinar, establecer, mantener y proporcionar los sistemas oficiales de referencia
geodésico, gravimétrico y magnético inició a partir de las estaciones SIRGAS la
determinación de la Red Básica GPS, denominada MAGNA (Marco Geocéntrico
Nacional de Referencia) que, por estar referida a SIRGAS se denomina
convencionalmente MAGNA-SIRGAS.
MAGNA-SIRGAS garantiza la compatibilidad de las coordenadas colombianas con
las técnicas espaciales de posicionamiento, como lo son los sistemas GNSS (Global
Navigation Satellite Systems) y con conjuntos transnacionales de datos
georreferenciados. (IGAC, 2004)
En el levantamiento topográfico se tomó información del recorrido de la línea
principal de tubería del sistema de acueducto que arranca en la bocatoma sobre la
quebrada la Chorrera y que se extiende inicialmente a lo largo de una vía pública en
8” y posteriormente sobre predios privados en 6” y 4” para finalmente llegar a la
planta de tratamiento de agua potable que actualmente funciona para el casco
urbano de Pandi.
Paralelamente a la red principal se levantaron las estructuras existentes y las redes
conectadas para cada vereda, conformándose así un inventario que contiene lo
siguiente: una bocatoma y un desarenador junto a la quebrada La Chorrera, 19213 m
aproximadamente de red principal en tubería PVC de 8” (6522 m), 6” (9146 m) y 4”
(3545), 23 cámaras de quiebre sobre la red principal junto con 7 viaductos, 6 válvulas
de purga y 6 válvulas ventosas. Se levantaron 42366 m aproximadamente de redes
veredales con 23 tanques de almacenamiento, 29 cámaras de quiebre, 3 viaductos y
3 válvulas ventosas. Finalmente se realizó el levantamiento de los puntos de
usuarios en cada vereda y se registró su información personal.
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3.3 Funcionalidades de un SIG
El SIG funciona como una base de datos con información geográfica (datos
alfanuméricos) que se encuentra asociada por un identificador común a los objetos
gráficos de un mapa digital. De esta forma, señalando un objeto se conocen sus
atributos e, inversamente, preguntando por un registro de la base de datos se puede
saber su localización en la cartografía.
La razón fundamental para utilizar un SIG es la gestión de información espacial. El
sistema permite separar la información en diferentes capas temáticas y las almacena
independientemente, permitiendo trabajar con ellas de manera rápida y sencilla, y
facilitando al profesional la posibilidad de relacionar la información existente a través
de la topología de los objetos, con el fin de generar otra nueva que no podríamos
obtener de otra forma. (ESRI, 2017)
Las principales cuestiones que puede resolver un Sistema de Información
Geográfica, ordenadas de menor a mayor complejidad, son:
Localización: preguntar por las características de un lugar concreto.
Condición: el cumplimiento o no de unas condiciones impuestas al sistema.
Tendencia: comparación entre situaciones temporales o espaciales distintas
de alguna característica.
Rutas: cálculo de rutas óptimas entre dos o más puntos.
Pautas: detección de pautas espaciales.
Modelos: generación de modelos a partir de fenómenos o actuaciones
simuladas.
Por ser tan versátiles, el campo de aplicación de los Sistemas de Información
Geográfica es muy amplio, pudiendo utilizarse en la mayoría de las actividades con
un componente espacial. La profunda revolución que han provocado las nuevas
tecnologías ha incidido de manera decisiva en su evolución.
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3.4 Recopilación de información
Las modernas tecnologías SIG trabajan con información digital, para la cual existen
varios métodos utilizados en la creación de datos digitales. El método más utilizado
es la digitalización, donde a partir de un mapa impreso o con información tomada en
campo se transfiere a un medio digital por el empleo de un programa de Diseño
Asistido por Ordenador (DAO o CAD)3 con capacidades de georreferenciación.
Dada la amplia disponibilidad de imágenes orto-rectificadas4 (tanto de satélite y como
aéreas), la digitalización por esta vía se está convirtiendo en la principal fuente de
extracción de datos geográficos. Esta forma de digitalización implica la búsqueda de
datos geográficos directamente en las imágenes aéreas en lugar del método
tradicional de la localización de formas geográficas sobre un tablero de digitalización.
(CIESAS, 2017)
3.5 Aplicar la información a un SIG
Tomando como base la información recopilada, se busca tenerla de tal manera que
sea de fácil aplicación generando un mapa. Los mapas representan colecciones
lógicas de información geográfica como capas de mapa. Constituyen una metáfora
eficaz para modelar y organizar la información geográfica en forma de capas
temáticas. Asimismo, los mapas SIG interactivos ofrecen la interfaz de usuario
principal con la que se utiliza la información geográfica.
Un mapa SIG es una ventana interactiva a toda la información geográfica y datos
descriptivos, y a ricos modelos de análisis espacial, creados por profesionales de
SIG. Los mapas SIG se usan para:
Dar a conocer y compartir el SIG
Compilar y mantener el contenido del SIG
Diseñar y organizar la información geográfica por medio de capas temáticas
3 Archivos manejados con el programa AutoCAD. 4 Corrección de fotografías e imágenes satelitales.
16
Obtener nueva información mediante geoprocesamiento y, posteriormente,
visualizar, resumir, analizar, comparar e interpretar los resultados analíticos.
Los mapas se utilizan para comunicar y transmitir grandes cantidades de información
de una forma organizada. Los humanos pensamos espacialmente, por lo que al ver
un mapa, podemos asociar ubicaciones del mapa con fenómenos del mundo real e
interpretar y captar información esencial entre infinidad de contenido detallado
mostrado en cada visualización de mapa. (ESRI, 2017)
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4. METODOLOGÍA
4.1 Metodología en campo
Planimetría, Altimetría (Levantamiento de detalles)
La planimetría sólo tiene en cuenta la proyección del terreno sobre un plano
horizontal imaginario (vista en planta) que se supone que es la superficie media de la
tierra; esta proyección se denomina base productiva y es la que se considera cuando
se miden distancias horizontales y se calcula el área de un terreno. Aquí no
interesan las diferencias relativas de las elevaciones entre los diferentes puntos del
terreno. La ubicación de los diferentes puntos sobre la superficie de la tierra se hace
mediante la medición de ángulos y distancias a partir de puntos y líneas de
referencia proyectadas sobre un plano horizontal.
En lo correspondiente a la altimetría, esta se encarga de la medición de las
diferencias de nivel o de elevación entre los diferentes puntos del terreno, las cuales
representan las distancias verticales medidas a partir de un plano horizontal de
referencia. La determinación de las alturas o distancias verticales también se puede
hacer a partir de las mediciones de las pendientes o grado de inclinación del terreno
y de la distancia inclinada entre cada dos puntos. Como resultado se obtiene el
esquema vertical.
La combinación de las dos partes de la topografía plana, permite la elaboración o
confección de un "plano topográfico" propiamente dicho, donde se muestra tanto la
posición en planta como la elevación de cada uno de los diferentes puntos y detalles
del terreno. La elevación o altitud de los diferentes puntos del terreno se representa
mediante las curvas de nivel, que son líneas trazadas en el plano de planta con base
en el esquema horizontal y que une puntos que tienen igual altura. Las curvas de
nivel sirven para reproducir en el dibujo la configuración topográfica o relieve del
terreno.
18
Ilustración 2 Trimble 5400 (Fuente Propia).
A partir de los punto de estación GPS y utilizando dos receptores Trimble
5400(ilustración 2) se ubicaron y demarcaron los diferentes puntos sobre la superficie
del sector de estudio, en el cual se tuvieron en cuenta los diferentes datos que no se
encontraban en los planos e informes suministrados para la extracción de datos, ya
que se realizó en conjunto con la ejecución de la etapa II de la optimización de redes
principales y secundarias del acueducto regional de Pandi.
Ilustración 3 Toma de datos (Fuente propia)
19
4.1.1 Digitalización de la información recolectada en campo
Al finalizar la jornada de trabajo, toda la información generada en las labores de
campo se transfirió desde los dos receptores a un ordenador para su posterior
procesamiento y cálculo. Así mismo la información de las redes, estructuras y
usuarios se digitalizó desde las carteras al ordenador.
4.1.2. Cálculo y postproceso de datos
Mediante el programa Topcon Link v.7.2.3 y previo almacenamiento de los datos en
el ordenador, se procesó y calculó las coordenadas Este, Norte y Altura de cada
punto de la información de campo. Junto a esto, las coordenadas se exportaron a un
archivo .csv de Excel que será utilizado por el programa ArcGIS 9.3 en la
interpolación y obtención de curvas de nivel y shapes de los diferentes datos
obtenidos.
4.1.3 Dibujo del levantamiento en sistema CAD
Posteriormente la información generada por el programa de topografía Topcon Link
v.7.2.3 se exportó como archivo .dwg (programa AutoCAD) para la elaboración del
dibujo y del plano. Las curvas de nivel se obtuvieron con ayuda del programa ArcGIS
9.3 mediante interpolación de alturas de los puntos tomados con el método de
Ilustración 4 Tanque de distribución (Fuente propia)
20
interpolación SPLINE. Estas curvas se importaron desde el programa AutoCAD Civil
3D y se montaron sobre los puntos inicialmente procesados. Los cálculos y el dibujo
del levantamiento se realizaron asistidos por computador en sistema CAD, del cual
se generaron archivos magnéticos de dibujo, con extensión .dwg.
4.2 Trabajo en oficina
Después de tener toda la información que se obtuvo por parte del municipio, en la
cual se encontraban los planos record de la etapa I y etapa II de la optimización
redes principales y construcción redes secundarias acueducto regional de municipio
de Pandi – Cundinamarca se procedió a estructurar esa información en un solo plano
general, donde se encontrara constituida toda la información relevante que iba a ser
utilizada para la elaboración del SIG, teniendo en cuenta los atributos gráficos como
por ejemplo : punto (usuarios), línea (tubería), área( vereda) etc. y atributos no
gráficos como las descripciones de los detalles antes mencionados.
Mediante el programa AutoCAD, se congrego toda la información obtenida de la
siguiente manera:
i. Se eliminó la información que no era relevante para el uso en el SIG, tales
como datos de replanteo, tubería inexistente en el plano general suministrado
por los diseñadores, se eliminaron datos de la información de Epanet5 y otros
datos no relevantes.
5 Programa para computador para el análisis de sistemas de distribución de agua potable.
21
Ilustración 5 Información inicial plano general (Fuente Propia)
Ilustración 6 Algunos Layers iniciales (Fuente Propia)
ii. Se recopilaron los planos record de la etapa I y de la etapa II, los cuales
fueron suministrados por los diseñadores del proyecto. Estos planos también
se les hizo una limpieza general, eliminando datos no relevantes e
inexistentes en el proyecto, además se fueron anexando las tuberías y datos
necesarios para la elaboración del SIG.
22
Ilustración 7 Información inicial de uno de los planos “Tanque 1”. (Fuente Propia)
iii. Después de tener toda la información en un plano general (red matriz, red
menor, tanques, válvulas, registros, etc.) se procedió a compilar todos los
datos, además de mejorar los datos.
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Ilustración 8 Plano general con información Incorporada. (Fuente Propia)
iv. Después de corregir información errónea en el plano general, además de
incorporar la información que no se encontraba en los planos record se
procede a generar la estructuración de la base de datos.
4.2.1 Estructuración de Base de Datos.
Una Base de Datos Geográfica (BDG) es un conjunto de datos geográficos
organizados de tal manera que permiten la realización de análisis y la gestión del
territorio dentro de aplicaciones de Sistemas de Información Geográfica (SIG).
Además, una BDG se utiliza de soporte para la implantación de servicios geográficos
relacionados con las Infraestructuras de Datos Espaciales (IDE), y su contenido es la
base fundamental en los procesos de producción cartográficos. (ESRI, 2017)
24
La espina dorsal de una BDG es el modelo de datos, que consiste en la formalización
conceptual (descripción) de las entidades geográficas del mundo real con el objeto
de realizar una abstracción que permita satisfacer unas necesidades de información.
La implementación del modelo debe de facilitar la explotación y optimizar el
almacenamiento para conseguir el mejor rendimiento en las consultas.
Todo lo relativo a la descripción de los diferentes productos de una BDG queda
reflejado en las denominadas especificaciones del producto. En ellas se recogen
tanto el catálogo de objetos geográficos asociado como el sistema de referencia, la
calidad de los datos y los metadatos, así como la captura, el mantenimiento y la
distribución de los mismos. (IGN, 2017)
4.2.1.1 Formato SHAPE
Tomando como base el plano general generado en AutoCAD se prosigue a generar
los archivos SHAPE, que consiste en una base de datos geográfica que contiene los
atributos de cada elemento de las redes e información importante correspondiente al
municipio.
Para la creación de los SHAPE se toma como referencia los atributos que maneja la
empresa de Acueducto (EAB).
A continuación se describe cada clase de línea con su respectivo subtipo, (el cual se
encuentra identificado numéricamente en un paréntesis). Cada línea corresponde a
una clase que contiene atributos los cuales deben ser debidamente identificados en
cada archivo shape (*.SHP).
25
Atributos de las líneas.
Red Matriz.
Red de distribución que conforma la malla principal de servicio de una población.
Subtipo Descripción
Impulsión (23) Tubería de salida de un equipo de bombeo.
Expresa (24) Tubería encargada de transportar agua entre
tanques de almacenamiento sin derivación en
ruta.
Distribución (25) Red encargada de distribuir el agua procedente
de los tanques de almacenamiento a las redes
secundarias.
Cuadro 2 Descripción red matriz. (EAB, 2017)
Red menor.
Red de distribución que se deriva de la red secundaria y llega a los puntos de
consumo.
Subtipo Descripción
Red menor (26) Red mediante la cual se entrega agua potable a
los usuarios del sistema.
Salida Red Matriz
(27) Red derivada de la Red Matriz.
Cuadro 3 Descripción red menor (EAB, 2017)
26
Línea lateral.
Tubería que permite el transporte de aguas desde la red menor hasta el medidor del
cliente, hasta los hidrante o hasta las pilas de muestreo.
Subtipo Descripción
Red menor (26) Red derivada de los tanques, mediante la cual se
entrega agua potable a los usuarios del sistema.
Cuadro 4 Descripción línea lateral. (EAB, 2017)
Vías veredales.
Son vías de tercer orden que sirven de conexión entre municipios y derivan en vías
de segundo orden.
Curvas de Nivel.
Son líneas de nivel que representa la intersección de una superficie de nivel con el
terreno, representa intervalos de altura.
Atributos de los nodos.
A continuación se describen las clases de nodos que podemos encontrar con sus
respectivos subtipos.
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Tanque
Estructura hidráulica normalmente cerrada destinada al almacenamiento de agua.
Subtipo Descripción
Tanque (1)
Estructura hidráulica normalmente cerrada destinada al
almacenamiento de agua. Permite compensar las variaciones
horarias de la demanda, es decir: cuando el consumo es bajo
se llena y cuando el consumo es alto se vacía.
Cuadro 5 Descripción tanque. (EAB, 2017)
Válvulas
Piezas de equipo que se ubica en una tubería u orificio y es usada para controlar el
flujo del agua sin detenerlo. Puede ser usada para regular presión, regular el caudal,
prevenir contraflujo o liberar presión.
Subtipo Descripción
Ventosa (20)
Válvula que permite disipar presiones, mediante la
liberación o admisión en forma automática, de grandes
volúmenes de aire durante el llenado o vaciado de una
tubería.
Registro (21) Válvula que se abre o se cierra que permite el paso de
agua.
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Reductora de
Presión
VRP (23)
Válvula Reductora de Presión: Válvula que busca
mantener constante la presión aguas abajo de su
ubicación, sin importar las variaciones de presión o de
caudal aguas arriba la misma.
Cuadro 6 Descripción válvulas. (EAB, 2017)
Accesorios.
Son mecanismos de control de flujo y de presión. Pueden ser: de cheque, de alivio,
de control de flujo, Reductora de presión, Ventosa, Almenara, Micro central o de
Purga.
Subtipo Descripción
Codo (20)
Accesorio utilizado para cambiar la dirección de la línea
en una red, sólo son tenidos en cuenta los de 90º. Los
codos que no sean de 90º no se consideran parte activa
de la red.
Tapón (21) Accesorio utilizado para bloquear el flujo de agua en el
extremo de una red.
Cruz (22) Accesorio usado para control de flujo dentro de la red,
generalmente a 90°.
Unión (23) Accesorio utilizado para conectar dos tuberías.
Tee (24) Accesorio utilizado para permitir una salida adicional,
normalmente a 90°, a una red.
Reducción (25) Accesorio utilizado para cambiar la sección de la red,
desde un tamaño mayor a uno menor.
Cuadro 7 Accesorios. (EAB, 2017)
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Cámaras de Quiebre.
Es una estructura complementaria con la función de mitigar la turbulencia, la
cavitación, los flujos inestables y el esfuerzo de corte entre tramos de tubería de un
sistema de alcantarillado o acueducto. (PAVCO, 2017)
Viviendas.
Son todas las viviendas localizadas en el municipio e identificadas por veredas.
Atributos de los polígonos.
A continuación se describen las clases de polígonos que podemos encontrar.
Veredas.
Tipo de subdivisión territorial de los diferentes municipios del país. Las veredas
comprenden principalmente zonas rurales, aunque en ocasiones puede contener un
centro micro urbano.
Manzaneo Pandi.
Describe la parte urbana del municipio.
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Cada shape tiene sus Field en donde contienen la información correspondiente a
cada capa.
Ilustración 9 Tabla de Atributos Red Menor. (Fuente Propia)
Ilustración 10 Archivos Shape. (Fuente Propia)
31
Ilustración 11 Shapes Generados. (Fuente Propia)
32
Ilustración 12 Shapes correspondientes a TANQUES y RED MENOR. (Fuente Propia)
4.2.1.2 GeoDatabase
Teniendo los shape de cada uno de los atributos, creamos la GeoDatabase.
Las geodatabases cuentan con un modelo de información integral para representar y
administrar información geográfica. Este modelo de información integral se
implementa como una serie de tablas que almacenan clases de entidad, datasets
ráster y atributos. Además, los objetos de datos SIG avanzados agregan
comportamiento SIG, reglas para administrar la integridad espacial y herramientas
33
para trabajar con diversas relaciones espaciales de las entidades, los rásteres y los
atributos principales. (ESRI)
En nuestra GeoDatabase denominada PANDI creamos un Feature Dataset6 para
Acueducto en donde tendremos todos los Feature correspondientes al acueducto. Y
en ella se creó cada uno de los feature class7, en donde se les asigno cada una de
las propiedades, se les asigno la correspondiente proyección con la que se trabajó
que MAGNA Ciudad Bogotá y se le definió cada una de las Field a cada Feature.
Tomando como base las utilizadas por entidades como Acueducto e IDECA.
(ACUEDUCTO DE BOGOTÁ, 2017), (IDECA, 2017)
Ilustración 13 Feature Class. (Fuente Propia)
De tal manera que se puedan tener los shape en la GeoDatabase hay que enlazarlos
con los feature, como tienen las mismas proyecciones por medio de la herramienta
“Append8” agregamos los shape a los feature. Teniendo en cuenta que hay que
enlazar cada una de las Field.
6 Una colección de clases de entidad almacenadas conjuntamente que comparten la misma referencia espacial. 7 Las clases de entidad permiten agrupar las características homogéneas en una sola unidad para fines de almacenamiento de
datos. 8 Agrega varios conjuntos de datos de entrada a un conjunto de datos de destino existente.
34
Ilustración 14 Herramienta Append. (Fuente Propia)
35
Como resultado tenemos cada uno de los feature con toda la información referente al
municipio de PANDI, enfocándonos en el Acueducto del Municipio.
Ilustración 15 Capas Pandi. (Fuente Propia)
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5. ANALISIS DE RESULTADOS
Como resultado tenemos toda la información cartográfica y espacial que se tiene del
municipio en una Base Datos, donde se puede consultar y tener acceso a cualquier
punto en específico o actividad, teniendo en detalle la característica que se desee
información. Además de darnos una ubicación espacial del punto u objeto de estudio.
5.1 Selección por atributos (Red Tanque 4)
A continuación se puede observar una vista general del resultado obtenido, en el cual
se deseaba saber el diámetro de la tubería que empalmaba con el Tanque 4 y la
ubicación de la misma. Por lo tanto buscamos la vereda en la que se encuentra el
Tanque y hacemos la selección.
Ilustración 16 Selección por ubicación. (Fuente Propia)
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Como resultado nos muestra todas las redes menores que se encuentran en esta
vereda, por lo cual proseguimos a buscar la red que empalma con el Tanque. A
continuación nos muestra la ubicación de esta red y todos sus atributos; como el tipo
de material de la tubería, el diámetro, estado de red, usuarios, longitud de esta red
etc.
Ilustración 17 Selección por ubicación. (Fuente Propia)
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5.2 Tanques en servicio.
Nos interesa saber en el momento que tanques se encuentran en servicio en el
municipio, que nos lo seleccione y nos los ubique, por lo tanto hacemos la
correspondiente selección.
Ilustración 18 Tanques que se encuentran en servicio. (Fuente Propia)
39
5.3 Número de viviendas en Mercadillo.
Es de interés saber cuántas viviendas se encuentran en esta vereda y su ubicación
exacta
Ilustración 19 Viviendas ubicadas en Mercadillo. (Fuente Propia)
40
Se hace un Field Calculator para determinar las coordenadas y altura de cada una de las viviendas.
Ilustración 20 Field Calculator. (Fuente Propia)
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6. ANALISIS DE OBJETIVOS ALCANZADOS
La estructuración de la información obtenida en los diseños y levantamientos
realizados en el municipio y lo suministrado por parte de la alcaldía en un solo
archivo, y la generación de la base de datos geográfica y espacial con la información
estructurada del Municipio de Pandi. Como resultado visible se presenta la
estructuración de una GeoDatabase que permiten la visualización del
comportamiento de la información que desee del municipio.
Se realizó la estructuración de toda la información que se tiene del municipio de tal
manera que se tenga un fácil acceso a cualquier dato u atributo de alguna entidad
en específica. Gracias al proceso llevado a cabo en cuanto a la estructuración y
elaboración de la información es posible tener un fácil acceso a cualquier atributo
que se desee de tal manera que cualquiera que sea la causa de la solicitud se
pueda dar solución a la problemática presentada.
En términos generales los objetivos propuestos para el presente proyecto fueron
cumplidos satisfactoriamente.
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7. CONLUSIONES
Teniendo en cuenta los objetivos a cumplir en el proyecto expuesto, se generan una
serie de datos concluidos a partir de una sucesión de procedimientos ejecutados por
medio del manejo explícito de softwares de diseño, como AutoCAD y representativos
en manejo de datos espaciales como ArcGIS.
Mediante el levantamiento topográfico se logró determinar que la zona en la cual se
encuentra el acueducto de Pandi, se localiza en una zona la cual el agua es
indispensable para los diferentes procesos de la gente que se beneficia de este
proyecto, muchos de los cuales han diseñado métodos artesanales para la obtención
del líquido vital.
Mediante el respectivo análisis de la información, se determinaron los ramales y
subramales los cuales contaba el proyecto, los cuales en su mayoría suministraban a
los diferentes usuarios de la región, además de esto se logró establecer los
diferentes trazados y rutas utilizados por los diseñadores del proyecto, los cuales
fueron utilizados en el proceso de elaboración del SIG.
Al incorporar todos los datos en un solo sistema, reduce el tiempo de búsqueda de
la información, además se facilita la búsqueda de cualquier tipo de dato, esto mejora
el trabajo de cualquier entidad que requiera obtener datos acerca del acueducto
regional de Pandi.
Siendo el Sistema de Información Geográfico un medio de consulta, puede dar
solución a las necesidades que tenga el municipio de una forma rápida y precisa;
obteniendo información detallada de cualquier atributo que se desee.
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Por otra parte y teniendo en cuenta datos establecidos a futuro alusivos hacia
herramientas de planeación por parte de las entidades competentes, se puede
concluir que el resultante es un proyecto fundamental para la alcaldía regional ya que
es un instrumento que podrá ser utilizado a corto, mediano y largo plazo, además
que podrá ser actualizado frecuentemente con los proyectos futuros que planee la
alcaldía para el acueducto regional.
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8. GLOSARIO
Datos crudos
Corresponden a la información del levantamiento topográfico, sin correcciones ni
ajustes por desplazamientos inherentes a la precisión de los equipos e instrumentos
empleados. (EAB, 2017)
Datos temáticos
Información generada para propósitos específicos, la cual es de uso particular de
algunas áreas del Acueducto, como por ejemplo: información de clientes, bienes
raíces, humedales y suelos entre otros. (Universida de Murcia, 2017)
Información análoga
Es la información impresa que muestra los detalles constructivos, de localización y
especificaciones inherentes al esquema de la red de acueducto diseñada. Hacen
parte de esta información las memorias de cálculo (Informe de Suelos, Estructural,
Geotécnico, Eléctrico, Mecánico, Hidráulico, Geológico, Ambiental y Topográfico
entre otros), Planos con la descripción general en planta y perfil del sistema (cuando
se requiera), y Planos con la descripción detallada de las estructuras que requieran
información particular (empates, desvíos, cimentación, empalmes, juntas e
información geotécnica y estructural entre otros). (EAB, 2017)
Información digital
Son los archivos proporcionados en medio magnético que muestran los detalles
constructivos, de localización y especificaciones inherentes al esquema de la red de
acueducto Diseñada, Hacen parte de esta información el pdf unificado (memorias de
cálculo consolidadas, planos, documentación legal, carteras de campo topográficas y
certificados de los vértices de georreferenciación (IGAC), los Planos en formato
DWG con la descripción general en planta-perfil o planta del sistema y de las
estructuras que requieran información particular (empates, desvíos, cimentación,
empalmes, juntas e información geotécnica y estructural entre otros) y archivos en
formato SHAPE de los elementos y estructuras descritas en los planos enunciados
anteriormente. (IGAC, 2004)
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Metadatos
Un metadato es una información que describe entre otras, la calidad, distribución,
actualidad y referencia espacial de un conjunto de datos. Los metadatos de un
producto geográfico (mapa, estudio técnico geográfico, imagen satelital procesada,
sistema de información geográfica, etc.,) permiten conocer las características de la
información existente y facilita a los usuarios la selección de datos para sus propios
proyectos. (EAB, 2017)
Modelo de datos
Estructura de información que selecciona y organiza los elementos que representan
el mundo real, para permitir su posterior almacenamiento y manipulación en un
sistema. (EAB, 2017)
Validez
Parámetro que busca verificar que los atributos tengan el tipo de datos y los dominios
definidos por la empresa. Se verificarán las reglas de validación de los subtipos y de
los atributos. Se aplicará para todos los datos y estos serán aceptados cuando sea
mayor o igual al 98%. (Bogota, 2017)
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9. BIBLIOGRAFIA
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EAB: http://www.acueducto.com.co/wpsv61/wps/portal
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GEOGRÁFICA. Obtenido de https://langleruben.wordpress.com/%C2%BFque-
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Obtenido de http://www.pandi-
cundinamarca.gov.co/informacion_general.shtml#geografia
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Cundinamarca, Colombia. Obtenido de Sitio oficial de Pandi en
Cundinamarca, Colombia: http://www.pandi-
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