Topografía y sus aplicaciones - Grupo Editorial Patria

1 T op ograf a y sus apl icaciones T OPOGRAF A. Y SUS aplicaciones . Dante A. Alc ntara Garc a Profesor titular de tiempor completo Universidad Aut noma Metropolitana Unidad Azcapotzalco PRIMERA EDICI N EBOOK. M XICO, 2014. COMPA A Editorial CONTINENTAL. Direcci n Editorial : Ing. Javier Enrique Callejas Coordinadora Editorial : Ing. Estela Delf n Ram rez Revisi n t cnica: Ing. Ma. del Alba Camacho Reyes ESIA-Zacatenco Profesora de la Academia de V as Terrestres Dise o de interiores: Cesar Leyva Acosta Dise o de portada: Milton Comunicaciones Topograf a y sus aplicaciones Derechos reservados respecto a la primera edici n: @ 2014, Dante A. Alc ntara Garc a @ 2014, Grupo Patria CULTURAL DE bajo el sello de Compa a Editorial Continental Renacimiento 180, Colonia San Juan Tlihuaca Delegaci n Azcapotzalco, C digo Postal 02400, M xico, Miembro de la C mara Nacional de la Industria Editorial Registro N m. 43. ISBN: 978-607-438-943-2. Queda prohibida la reproducci n o transmisi n total o parcial del contenido de la presente obra en cualesquiera formas, sean electr nicas o mec nicas, sin el consentimiento previo y por escrito del editor.

2 Impreso en M xico Printed in Mexico Primera edici n ebook: 2014. Cont enido ix Pr logo .. xi Tema 1. Introducci n .. 1. Definici n y objeto de la topograf 2. Aspecto hist 2. Actividades y divisiones para su 4. aplicaciones a diversas 5. Cadenas .. 5. 7. Tema 2. Planimetr a .. 9. Coordenadas de los 9. Distancias entre dos puntos de 9. Determinaci n de 25. Levantamientos topogr ficos que se pueden realizar con la br jula o con el 56. Convenciones de representaci n gr 60. Determinaci n de reas por medida 65. Determinaci n de valores mediante el c 68. Compensaci n angular de una 70. C lculo de los rumbos de los lados de una 71. Compensaci n lineal de una 71. Precisi 77. Coordenadas en funci n de ngulos y 79. Distancias y 80. C lculo de 81. Ejemplo de aplicaci n de un levantamiento realizado con tr nsito y cinta mediante una poligonal 84. rea bajo la 87. 88. Tema 3. Altimetr 99. Conceptos 99. Tipos de nivelaci 99. Comprobaciones de una nivelaci 111. Nivelaci n trigonom trica o 113. Nivelaci n barom 115.

3 Determinaci n de valores por c 117. Errores y 119. Compensaci n de una nivelaci 121.. vi Topograf a y sus aplicaciones Vol menes por secciones transversales y por 122. 125. Tema 4. Planimetr a y altimetr a simult neas, determinaci n de valores .. 191. Descripci n .. 131. Estad 131. Configuraci n de un 136. Determinaci n de valores mediante el c 140. Taqu metro 143. 146. 148. Tema 5. Nociones sobre el proyecto geom trico de caminos .. 151. 151. Alineamiento horizontal .. 157 Alineamiento 171. Replanteo del 184. 187. Tema 6. Agrodesia .. 191. Divisi n de 191. 196. Tema 7. Orientaci n astron mica .. 209. 209. Repaso de cosmograf 212. Repaso de trigonometr a esf rica y su relaci n con el tri ngulo astron 219 Determinaci n de la latitud (f) de un punto cualquiera de la superficie 226. Determinaci n del valor del acimut de una l nea por m todos de la astronom a de posici n 236. Determinaci n del acimut de una l nea utilizando un gir 245. Tema 8. Fundamentos de la triangulaci n y trilateraci n topogr ficas.

4 249. Triangulaci 249. Trilateraci 263. Tema 9. Nociones de topograf a subterr nea .. 267. 267. Formas de penetraci n al terreno .. 269. Lumbreras y t 271. Levantamientos subterr neos .. 275. Determinaci n de vol 277. Tema 10. Breve estudio de la fotograf a a rea .. 281. 281. 281. Fotograf a de eje vertical, inclinado y alto 282. Geometr a de una fotograf 282 Elementos 286. Fotograf a a rea en blanco y 288 Fotograf a a rea en 289. 289 Mosaicos fotogram 293. Apoyo topogr 294. Propagaci n del apoyo 296. Restituci n fotogram 299. 302. Fundamentos de fotointerpretaci 303. Cartograf a 315. 319. Tema 11. Levantamientos en lagos, r os y 321. Tema 12. Sistema de Posicionamiento Global (GPS) .. 331. Ap ndice A. Conjunto de instrumentos topogr 357. Bibliograf a .. 373. ndice alfab 377. vii viii Introducci n ix Reconocimien t os La realizaci n de un libro t cnico requiere del apoyo de diversos elementos y, sobre todo, la colaboraci n de varias personas. En ese sentido, esperando no cometer omisiones (y de haberlas tengan la seguridad de que estas ser an involuntarias), hago patente mi agradecimiento a las siguientes personas: Al ingeniero Leoncio Olvera Escorcia, quien al escribir el pr logo del presente libro le confiri otra dimensi n, adem s de su permanente apoyo para la realizaci n de este material.

5 Al se or ingeniero Sabro Higashida Miyabara ( ), quien en diferentes ocasiones me asesor y orient . Adem s, desde estas l neas, quiero rendir un homenaje al ingeniero Higashida por su trayectoria como profesional y catedr tico de topograf a, como autor de varios libros y publicaciones, pero fundamentalmente como ser humano, razones por las que siempre estar presente entre quienes tuvimos el honor de conocerlo. Por sus comentarios, as como por el material que elaboro y me proporciono acerca del tema: Estudio breve de la fotograf a a rea , expreso mi agradecimiento al ingeniero Ram n lvarez Valadez. Al doctor Ignacio Canals Navarrete por su participaci n en la deducci n de la f rmu- la para determinar la latitud de un lugar por medio de dos posiciones del Sol, incluida en el tema de Orientaci n astron mica. Al ingeniero Jos L. Higuera Moreno por el material proporcionado y sus comentarios para la realizaci n de los contenidos de Orientaci n astron mica. A los ingenieros Alfredo Fern ndez, Fernando Garc a y Alfredo Gonz lez de la Comisi n Federal de Electricidad por el material proporcionado para el tema de Levantamientos en lagos, r os y costas.

6 Quiero agradecer tambi n a los ingenieros Ricardo L pez Ram rez (ESIA-Zacatenco IPN), Jos Antonio Dimas Chora (FES-Arag n), Carlos A. Herrera Anda (Universidad La Salle), Ren G mez D az (CETIS N m. 33 SEP), y en especial al Doctor Jorge Caire Lomel (Facultad de Filosof a y Letras UNAM) por la evaluaci n t cnica que realizaron Topograf a Topograf a y sus aplicaciones del manuscrito, cuyos comentarios y sugerencias fueron de gran utilidad para mejorar el texto. As mismo, agradezco a la Maestra Mar a Alba Camacho (ESIA-Zacatenco IPN). por su revisi n t cnica, que fue de gran ayuda para mejorar el material. Agradezco al ingeniero Antonio Velasco Calva su colaboraci n en la preparaci n de los problemas que se incorporaron al libro. Por ultimo expreso mi agradecimiento, tanto por su anuencia para mencionar sus productos as como los de las empresas que representan como por el material fotogr fico que cort smente me proporcionaron para ilustrar el libro, a las siguientes firmas comer- ciales (por orden alfab tico): Abreco.

7 Precisi n Topogr fica Leica de M xico, S. A. Taller Topogr fico Quintero PR LOGO. No hay ninguna discusi n en cuanto a que el avan- Por todo esto, es importante contar con bases ce tecnol gico ha revolucionado el mundo, y des- apropiadas que permitan un conocimiento adecua- de luego la topograf a no es la excepci n. Dicho do y eficaz para poder adaptarnos a estos cambios avance ha permitido el desarrollo de los equipos y de tecnolog a, ya que es de tomarse en cuenta que m todos de medici n y, sobre todo, se ha popula- el peligro que se corre con todo el desarrollo del rizado en el uso que han alcanzado los sistemas de nuevo equipamiento es de que terminemos convir- posicionamiento por sat lite. ti ndonos en aprieta botones sin tener la certe- Lo anterior permite que en la actualidad la za del c mo y porqu de los resultados obtenidos. toma de informaci n en el campo sea cada vez m s Si bien este libro est dirigido a estudiantes f cil y segura en cuanto a la certidumbre y calidad de las distintas ramas de la ingenier a que requie- de los datos recolectados, as como a que esta reco- ren de conocimientos de topograf a, tales como lecci n masiva de informaci n nos permita repre- Ingenier a Topogr fica, Civil, Geolog a, Geof sica.

8 Sentar en los planos situaciones m s fidedignas en as como para estudiantes de Arquitectura y alum- un terreno real. nos de bachillerato con capacitaci n tecnol gica, En diversas ocasiones escucho la preocupaci n todos deben estar conscientes de lo mencionado del profesional involucrado en la ingenier a topo- en las primeras l neas de este pr logo, ya que en gr fica referente a que con todos estos nuevos m - su desarrollo profesional convivir n de una u otra todos y equipamientos, su trabajo se encuentra en manera con la Topograf a, por lo que en la medida peligro, situaci n que desde mi punto de vista es de cada una de las necesidades e intereses el contar err nea, ya que todos estos cambios nicamente con bases s lidas les permitir a lo largo del tiem- generan m s posibilidades de desarrollo para l. po una mejor y m s duradera relaci n en el caso de Actualmente es com n recolectar informaci n que el involucrado desee continuar con sus estudios a trav s de m todos por sat lites y por sistemas en de Ingenier a Topogr fica.

9 Los que est n referidas estas tecnolog as, por lo que As pues, para el profesional de la Ingenier a es imprescindible el trabajo de un profesional de Topogr fica le vienen buenos tiempos gracias a los la Ingenier a Topogr fica para realizar el manejo nuevos m todos y equipamientos, los cuales ven- adecuado de los diferentes sistemas de coordena- dr n de la mano de una mayor preparaci n perso- das empleados, as como un manejo preciso de las nal y del manejo de la personalidad adecuada que diferentes proyecciones utilizadas. le permita afrontar este reto que tambi n implica xii Reconocimientos un cambio en la imagen que hasta ahora se ha cribir estas notas en su libro, y asimismo felicitarlo tenido. por su iniciativa en generar material que permita Finalmente, considero que todos los usuarios de al futuro profesional involucrarse en esta discipli- este texto encontrar n la informaci n desarrollada na, present ndole el material adecuado que lo gu e de una manera adecuada para adquirir los conoci- de una manera l gica y clara en el conocimiento mientos b sicos de la Topograf a y generar inquie- b sico y fundamental para el logro de sus objeti- tudes en aquel o aquellos usuarios que requieran vos, e incluso que le sirva de apoyo en su trabajo profundizar m s en cada uno de los temas.

10 Cuando, de ser el caso, viva de la Topograf a. Quiero agradecer al Ing. Dante Alfredo Alc ntara Garc a por el honor de permitirme es- Leoncio Olvera Escorcia Ing. Top grafo y Fotogrametrista Ex Presidente del xvi Consejo Directivo del Colegio de Ingenieros Top grafos, Gerente Regional para M xico y Centroam rica de Leica Geosystems TEMA 1. INTRODUCCI N. L a topograf a es de gran importancia para to- dos los que desean realizar estudios de bachi- llerato tecnol gico con capacitaci n en topograf a, posibilidad de entender e interpretar mapas. En fin, abre un horizonte m s amplio para la asimilaci n de otros conocimientos y quita la aridez que a veces o para quienes realizan estudio de licenciatura en se considera a ciertas materias. En la actualidad disciplinas como la ingenier a, as como para los no se imparten cursos de este tipo a los ni os, por la estudiantes de arquitectura, no s lo por los cono- diversidad de temas que se cubren en los programas cimientos y habilidades que puedan adquirir, sino de estudio.