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UNIVERSIDAD MAYOR DE SAN ANDRES FACULTAD DE TECNOLOGIA CARRERA TOPOGRAFIA Y GEODESIA RESTITUCION FOTOGRAMETRICA DIGITAL PARA LA GENERACIÓN DE UN MAPA FISIOGRÁFICO Y USO ACTUAL DE LA TIERRA DISTRITO PUERTO CARABUCO - MUNICIPIO DE PUERTO MAYOR CARABUCO - PROV. CAMACHO - DEPTO. LA PAZ POSTULANTE: UNIV. VLADIMIR JARANDILLA ALTUZARRA. ASESOR: ING. JOSE LUIS DELGADO ALVAREZ. LA PAZ – BOLIVIA 2 0 1 4 AGRADECIMIENTOS Deseo expresar mis agradecimientos a mi tutor Ing. José Luis Delgado, por su valiosa cooperación e interés por el tema de estudio. Al CENTRO DE INVESTIGACIONES Y APLIACIONES GEOMATICAS (CIAG), por haberme facilitado los medios para realizar este Proyecto de Grado. A mi Tribunal Académico: Ing. José Luis Lizeca, Lic. Richard Salazar y Lic. Huber Mamani, por sus acertadas recomendaciones. A la Carrera de Topografía y Geodesia U.M.S.A. y al cuerpo Docente, por haber contribuido a mi formación académica. Por otra parte quiero agradecer al Director de Carrera de Topografía y Geodesia Ing. Vitaliano Miranda, por el aliento y enseñanza impartidos a mi persona. A mis amigos y compañeros de la carrera de Topografía y Geodesia. RESTITUCION FOTOGRAMETRICA DIGITAL PARA LA GENERACIÓN DE UN MAPA FISIOGRÁFICO Y USO ACTUAL DE LA TIERRA DISTRITO PUERTO CARABUCO - MUNICIPIO DE PUERTO MAYOR CARABUCO - PROV. CAMACHO - DEPTO. LA PAZ I N D I C E G E N E R A L Pag. RESUMEN …………………………………………………………………………………………………….. 1 CAPÍTULO 1: GENERALIDADES 1.1 Introducción ………... …………………………………………………………………………..…… 2 1.2 Justificación del Estudio ………………………………………………………………………….…… 2 1.3 Planteamiento del problema ………………………………………………………………………………. 2 1.4 Objetivos del Estudio ………………………………………………………………………………. 3 1.4.1 Objetivo General …………………………………………………………………………………………. 3 1.4.2 Objetivos Específicos ……………………………………………………………………………….. 3 CAPÍTULO 2: REVISION BIBLIOGRAFICA 2.1 Marco de referencia 2.1.1 Localización Geográfica ………………………………………………………………………….…….. 4 2.1.2 Situación y Límites ……………………………………………………………………….……….. 4 2.1.3 Extensión ……………………………………………………………………………………….….. 5 2.1.4 Característica Física del Distrito ……………..…………………………………………………..…… 5 2.1.4.1 Geología ……………………………….…………………………………………………..……… 5 2.1.4.2 Clima …………………………………………………………………………………………… 5 2.1.4.3 Recursos Hídricos ………………………………………………………………………………… 5 2.1.4.4 Suelos …………………………………………………………………………………………… 6 2.1.5 Característica socioeconómica del distrito ……………………………………………………………. 6 2.1.5.1 Aspecto poblacional ………………………………………………………………………. 6 2.1.5.2 Aspecto Productivo ………………………………………………………………………. 8 2.1.5.3 Vinculación territorial ………………………………………………………………………. 9 2.2 Marco conceptual ……………………………………………………………………………….................. 9 2.2.1 Generalidades …………………………………………………………………………………………… 9 2.2.2 Restitución fotogramétrica ……………………………………………………………………… 9 2.2.3 Objetivo de la restitución fotogramétrica ……………………………………………………………… 10 2.2.4 Proceso fotogramétrico ………………………………………………………………………………… 10 2.2.5 Orientación interna ………………………………………………………………………………… 13 2.2.6 Orientación relativa ………………………………………………………………………………… 15 2.2.7 Orientación absoluta o externa ……………………………………………………………………… 16 2.2.8 Generación cartográfica en base a la restitución fotogramétrica digital ……………………………. 17 2.2.9 Ventajas y desventajas de la restitución fotogramétrica ………………………………………. 17 CAPÍTULO 3: MATERIAL Y MÉTODO PARA LA RESTITUCIÓN FOTOGRAMÉTRICA DIGITAL DEL DISTRITO PUERTO CARABUCO 3.1 Materiales …………………………………………………………………………………………………….... 19 3.1.1 Material cartográfico …………………………………………………………………….… 19 3.1.1.2 Descripción técnica de las fotografías aéreas …………..……………………………………… 20 3.1.2 Equipos ……………………………….…………………………………………………………… 21 3.1.2.1 Características técnicas de los equipos utilizados ………………………………………. 21 3.1.3 Características técnicas de los software utilizados …………………………………………………. 23 3.2 Método ……………………………………………………………………………………………………… 24 3.2.1 Fase 1: Aspecto preliminar ……………………………………………………………………… 24 3.2.2 Fase 2: Trabajo de campo ……………………………………………………………………… 28 3.2.2.1 Reconocimiento ………………………………………………………………………………... 28 3.2.2.2 Establecimiento de Puntos de Control Terrestre Horizontal ……………………………. 28 3.2.2.3 Ajuste de datos de registro de mediciones GPS ………………………………………. 29 3.2.3 Fase 3: Trabajo de gabinete ………………………………………………………………………. 31 3.2.3.1 Proceso de rectificación fotogramétrica digital aplicando el software ERDAS LPS ……….. 32 3.2.3.2 Proceso de restitución fotogramétrica digital …………………………………………………. 41 CAPÍTULO 4: RESULTADO CARTOGRAFICO DEL MÉTODO DE RECTIFICACIÓN FOTOGRAMÉTRICA DIGITAL 4.1 Resultado cartográfico de la rectificación ……………………………………………………………. 47 4.2 Descripción de las características del Mapa de Unidades Fisiográficas …………………………….. 47 4.3 Descripción de las características de Mapa de Uso Actual de la Tierra …………………………….. 53 CAPÍTULO 5: ANALISIS Y DISCUSION DE RESULTADOS 5.1 Análisis y evaluación de las características fisiográficas ………………………………………………….. 57 5.2 Análisis de las características del mapa de uso actual de la tierra ……………………………………….. 58 Capítulo 6: CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 6.1 Conclusiones …………………………………………………………………………………………… 61 6.2 Recomendaciones …………………………………………………………………………………………… 62 CAPITULO 7: BIBLIOGRAFÍA CONSULTADA …………………………………………………………………. 63 INDICE DE CUADROS Pag. CUADRO N°1: POBLACION TOTAL DEL DISTRITO PUERTO CARABUCO …………………………….. 7 CUADRO N° 2: TIPO DE ROTACIÓN DE PRODUCTO POR ALTURA MUNICIPIO DE PUERTO MAYOR CARABUCO……..………………………………………………………………….…… 8 CUADRO N° 3: VINCULACION CAMINERA …………………..………………………………………………….. 9 CUADRO N° 4: ORDENAMIENTO JERÁRQUICO DE LOS ATRIBUTOS SELECCIONADOS PARA LA CLASIFICACIÓN DE LA COBERTURADE LA LEYENDA DEL TERCER MAPA DE COBERTURA Y USO ACTUAL DE LA TIERRA DE BOLIVIA 2010……..…………………… 43 CUADRO N° 5: CATEGORIAS DE USO DE LA TIERRA……………………………………….……………….. 44 INDICE DE TABLAS Y GRAFICAS Pag. TABLA N°1: ERRORES MÁXIMOS EN METROS A PARTIR DE LA ESCALA, PARA LA PRECISIÓN GEOMÉTRICA HORIZONTAL DE UNA FOTOGRAFÍA ESCANEADA……………………..……25 TABLA N°2: TAMAÑO DE PIXEL A PARTIR DE LA ESCALA DE LA FOTOGRAFÍA ESCANEADA……….. 25 TABLA N° 3: RESOLUCION DE LA FOTOGRAFIA ESCANEADA EN DPI……………………………………. 25 TABLA N°4: COORDENADAS DEL PUNTO CM – 353…………………………………………………………... 28 TABLA N°5: ANÁLISIS Y EVALUACIÓN DE LAS UNIDADES FISIOGRÁFICAS DEL DISTRITO PUERTO CARABUCO………………………………………………………………………………… 57 TABLA N°6: ANÁLISIS Y EVALUACIÓN DEL USO ACTUAL DE LA TIERRA DEL DISTRITO CARABUCO…………………………………………………………………………………………….. 56 GRAFICA N°1: DISTRIBUCIÓN PORCENTUAL DE LAS UNIDADES FISIOGRAFICAS……………………. 57 GRAFICA N°2: USO ACTUAL DE LA TIERRA DEL DISTRITO CARABUCO…………………………………. 59 INDICE DE FIGURAS Pag. FIGURA N° 1: MAPA DE LOCALIZACION DEL DISTRITO PUERTO CARABUCO EN LA TERCERA SECCION MUNICIPAL DE LA PROVINCIA CAMACHO …………………………………………….……. 4 FIGURA N° 2: PROCESO FOTOGRAMÉTRICO ANALOGICO…………………………………………………. 11 FIGURA N° 3: PROCESO FOTOGRAMÉTRICO DIGITAL………………………………………………………. 12 FIGURA N°4: SISTEMA DE COORDENADAS DE LA FOTOGRAFIA………………………………………….. 13 FIGURA N°5: OBJETIVO DE LA CAMARA Y SISTEMA DE REFERENCIA DE LA FOTOGRAFIA………… 14 FIGURA N° 6: UBICACIÓN DE LAS MARCAS FIDUCIALES, CENTRO DE PROYECCION, PUNTO PRINCIPAL Y DISTANCIA PRINCIPAL DE LA FOTO AEREA…………………………………. 14 FIGURAN° 7: ORIENTACION RELATIVA…………………………………………………………………….…… 15 FIGURA N° 8: PROCESO DE ORIENTACION RELATIVA………………………………………………………. 15 FIGURA N° 9: PROCESO DE ORIENTACION ABSOLUTA……………………………………………………... 17 FIGURA N°10: DIAGRAMA DE LOS MATERIALES USADOS EN EL PROYECTO……………….…………. 19 FIGURA N°11: HOJA TOPOGRÁFICA 5746 I ………………………………………………………………….. 19 FIGURA N°12: IMAGEN SATELITAL LANDSAT TM +7 ……………………………………………………… 19 FIGURA N°13: FOTOGRAFÍAS USADAS EN EL PROYECTO ………………………………………………… 20 FIGURA N°14: PLAN DE VUELO KUCERA DEL AÑO 1966 y 1967 – FAJA 2……………………………….. 20 FIGURA N°15: CONFIGURACIÓN DEL SOFTWARE COLORTRAC (1200 DPI)…………………………….. 25 FIGURA N°16: COBERTURA DE LA LINEA DE VUELO………………………………………………………… 27 FIGURA N°17: UBICACIÓN DE PUNTOS DE CONTROL HORIZONTAL……………………………………... 27 FIGURA N°18: SOFTWARE GNSS SOLUTION…………………………………………………………………... 29 FIGURA N°19: CREACIÓN DEL PROYECTO EN LPS…………………………………………………………... 32 FIGURA N°20: FRAME CAMERA (TIPO DE CÁMARA)…………………………………………………………. 32 FIGURA N°21: PARÁMETROS DE LA CÁMARA…………………………………………………………………. 32 FIGURA N°22: ADICION DE FOTOGRAFÍAS AÉREAS A RECTIFICAR………………………………………. 33 FIGURA N°23: ACTIVACIÓN DEL PROYECTO Y DE LA COLUMNA DE PROYECCION…………………... 33 FIGURA N° 24: PROCESO DE ORIENTACIÓN INTERNA ……………………………………………………… 33 FIGURA N°25: ACTIVACIÓN DE LA COLUMNA DE ORIENTACIÓN INTERNA……………………………… 34 FIGURA N°26: PROCESO DE CONFIGURACION DE LA ORIENTACION EXTERNA……………………… 34 FIGURA N°27: PAR FOTOGRAMÉTRICO FOTOS 659 Y 658………………………………………………….. 34 FIGURA N°28: PAR FOTOGRAMÉTRICO, GEOREFERENCIACION DE PUNTOS EN COMÚN EN TERRENO………………………………………………………………………………………. 35 FIGURA N°29: PROCESO DE GEOREFERENCIACIÓN DE LAS FOTOS……………………………………. 35 FIGURA N°30: GENERACION DE PUNTOS DE PASO ……………………………………………….............. 36 FIGURA N°31: PROCESO DE AEROTRIANGULACION ……………………………………………………… 36 FIGURA N°32: AEROTRIANGULACION (DENSIFICACIÓN DE PUNTOS POR EL SOFTWARE AUTOMÁTICAMENTE………………………………………………………………………..……. 36 FIGURA N°33: PUNTOS DE CONTROL O DE PASE EN LA FAJA FOTOGRAFICA………………………… 37 FIGURA N°34: CONFIGURACION PARA LA GENERACION DEL MDT………………………………………. 37 FIGURA N°35: MODELO DIGITAL DEL TERRENO……………………………………………………………… 37 FIGURA N°36: GENERACION DEL MDT……………………………………………………………………………….. 38 FIGURA N°37: IMPORTACIÓN DE FOTOGRAFÍAS PARA EL MOSAICO …………………………………… 38 FIGURA N°38: MOSAICO ORTORECTICADO DEL DISTRITO PUERTO CARABUCO…………………….. 39 FIGURA N°39: CREACIÓN DE UNA VENTANA 3D……………………………………………………………. 39 FIGURA N°40: VENTANAS: 2D Y 3D………………………………………………………………………………. 40 FIGURA N°41: OBTENCIÓN DEL MDT……………………………………………………………………………. 40 FIGURA N°42: MODELO DIGITAL DEL TERRENO MDT……………………………………………………….. 40 FIGURA N°43: DIGITALIZACIÓN DEL DRENAJE DEL DISTRITO PUERTO CARABUCO…………………. 41 FIGURA N°44: DIGITALIZACIÓN DEL MAPA DE UNIDADES FISIOGRAFICAS EN EL SOFTWARE ARC GIS ………………………………………………………………….… 42 FIGURA N°45: DIGITALIZACION DEL MAPA DE USO ACTUAL DE LA TIERRA……………………………. 46 INDICE DE ANEXOS ANEXOS 1: MAPAS ORTOFOTO DEL DISTRITO PUERTO CARABUCO MAPA FISIOGRAFICO DEL DISTRITO PUERTO CARABUCO MAPA DE USO ACTUAL DE LA TIERRA DEL DISTRITO PUERTO CARABUCO ANEXO 2: PLANILLA REPORTE DE COORDENADAS RESTITUCION FOTOGRAMETRICA DIGITAL PARA LA GENERACIÓN DE UN MAPA FISIOGRÁFICO Y USO ACTUAL DE LA TIERRA Página 1 de 63 PROYECTO DE GRADO – FACULTAD DE TECNOLOGIA – TOPOGRAFIA Y GEODESIA – UMSA VLADIMIR JARANDILLA ALTUZARRA RESUMEN En el presente Proyecto de Grado, se centra en la realización de una Restitución Fotogramétrica Digital del Distrito Puerto Carabuco, mediante la aplicación del software fotogramétrico Erdas LPS, se generó un mosaico, una ortofoto y un modelo digital del terreno, información que resulto del producto de una serie de ajustes realizadas a diferentes fotografías aéreas, que sirvieron para componer un MAPA FISIOGRÁFICO y USO ACTUAL DE LA TIERRA. Para este cometido se aplicaron las técnicas de fotointerpretación, para digitalizar e identificar las unidades de terreno y uso actual de la tierra; Se realizó la descripción y análisis de cada elemento cartográfico, basado en guías metodológicas y memorias explicativas los cuales fueron corroborados por trabajo de campo y sometidos a un ajuste de información cartográfica. RESTITUCION FOTOGRAMETRICA DIGITAL PARA LA GENERACIÓN DE UN MAPA FISIOGRÁFICO Y USO ACTUAL DE LA TIERRA Página 2 de 63 PROYECTO DE GRADO – FACULTAD DE TECNOLOGIA – TOPOGRAFIA Y GEODESIA – UMSA VLADIMIR JARANDILLA ALTUZARRA CAPÍTULO 1 GENERALIDADES 1.1 Introducción La fotogrametría como ciencia, ha significado para la cartografía una de sus principales herramientas, que junto con la Topografía han posibilitado de manera eficaz al mejor conocimiento de nuestro planeta, contribuyendo de este modo en el desarrollo de muchas disciplinas englobadas en lo que denominamos Ciencias de la Tierra. Actualmente la aplicación de la fotogrametría, es la extracción de información registrada por las fotos aéreas para elaborar mapas topográficos, temáticos tales como estudios geológicos, geomorfológicos, fisiográficos, usos de la tierra, geofísicos, investigaciones forestales, análisis agropecuarios, problemas de planeación urbana, en la construcción de carreteras, estudio de los recursos naturales y otros. Para poder extraer esta información se debe iniciar con la transformación de la proyección cónica de una fotografía aérea a una proyección ortogonal en un plano, para esto se precisara del empleo de una metodología específica que combina medidas efectuadas en la imagen, obtención de puntos de apoyo con coordenadas terreno como dato esencial para la ortorectificación. En este proceso se transfiere toda la información planimétrica y altimétrica que contiene una fotografía aérea a un plano a escala, la restitución obtenida constituye una base de datos cartográfica, ya que se grafica en una proyección cartográfica. Enmarcados en este contexto, el presente proyecto grado, pretende realizar una restitución fotogramétrica digital para la generación de información cartografía temática, referente a un mapa fisiográfico y uso actual de la tierra del Distrito Puerto Carabuco, Municipio de Puerto Mayor Carabuco - Provincia Camacho del Departamento de La Paz, con objeto de brindar información base para la planificación espacial u ordenamiento territorial de dicho distrito. En consecuencia, también se procura establecer y proporcionar información temática y metodológica, referida a técnicas de restitución fotogramétrica digital, criterios de fotointerpretación fisiográfica y uso actual de la tierra, encuadrados en este último en la guía metodológica de ordenamiento territorial a nivel municipal. 1.2 Justificación del Estudio Se justifica el siguiente trabajo de investigación porque: La generación de un mapa Fisiográfico y Uso actual de la Tierra, permitirá la planificación espacial del distrito, constituyéndose en un documento base para el ordenamiento territorial. Por la necesidad de contar con una metodología acerca de la utilización de las técnicas de rectificación fotogramétrica digital. 1.3 Planteamiento del problema Para la realización del presente trabajo surge la siguiente interrogante: ¿Será que se podrá generar un mapa fisiográfico y uso actual de la tierra, aplicando las técnicas de fotogramétrica digital y fotointerpretación, en el Distrito Puerto Carabuco del Municipio de Puerto Mayor Carabuco? RESTITUCION FOTOGRAMETRICA DIGITAL PARA LA GENERACIÓN DE UN MAPA FISIOGRÁFICO Y USO ACTUAL DE LA TIERRA Página 3 de 63PROYECTO DE GRADO – FACULTAD DE TECNOLOGIA – TOPOGRAFIA Y GEODESIA – UMSA VLADIMIR JARANDILLA ALTUZARRA 1.4 Objetivos del Estudio 1.4.1 Objetivo General Generar un mapa Fisiográfico y Uso Actual de la Tierra, a partir de fotografías aéreas restituidas a escala 1:40000, del Distrito Puerto Carabuco - Municipio de Puerto Mayor Carabuco. 1.4.2 Objetivos Específicos Aplicar las técnicas de restitución y rectificación fotogramétrica para el tratamiento digital de fotografías aéreas del Distrito Carabuco. En base a la ortofoto y MDT, emplear las técnicas de fotointerpretación para confeccionar el mapa de unidades fisiográficas y uso actual de la tierra del Distrito Puerto Carabuco. Generar un mapa de uso actual de la tierra de manera de poner a disposición la información de uso, ubicación, extensión superficial, para identificar el uso actual de la tierra en el distrito. Validar la información cartográfica generada y recopilada, a través de trabajo de campo. RESTITUCION FOTOGRAMETRICA DIGITAL PARA LA GENERACIÓN DE UN MAPA FISIOGRÁFICO Y USO ACTUAL DE LA TIERRA Página 4 de 63 PROYECTO DE GRADO – FACULTAD DE TECNOLOGIA – TOPOGRAFIA Y GEODESIA – UMSA VLADIMIR JARANDILLA ALTUZARRA CAPÍTULO 2 REVISION BIBLIOGRAFICA 2.1 Marco de referencia 2.1.1 Localización Geográfica El Distrito Puerto Carabuco, se encuentra ubicado en el Municipio de Puerto Mayor Carabuco, Provincia Eliodoro Camacho del Departamento de La Paz - Bolivia, distante a 156 Km. de la sede de Gobierno. Está ubicado al nor - oeste de la ciudad de La Paz, entre las coordenadas geodésicas: FIGURA N° 1: MAPA DE LOCALIZACION DEL DISTRITO PUERTO CARABUCO EN LA TERCERA SECCION MUNICIPAL DE LA PROVINCIA CAMACHO 2.1.2 Situación y Límites Limita al norte con el Municipio de Escoma, al sur con el Distrito Jokopampa (Municipio de Puerto Mayor), al este con el Distrito San Miguel de Yaricoa (Municipio de Puerto Mayor Carabuco) y al oeste con la Republica del Perú (Limítrofe con el Lago – Titicaca). El Perímetro total de límites alcanza a los 52.06 Km. aproximadamente PTOS. COORDENADAS GEODESICAS LATITUD SUR LONGITUD OESTE 1 15°47'48.40" 69° 03'8.84" 2 15°46'40.67" 69° 0'27.27" 3 15°50'37.19" 68°58'21.39" 4 15°51'56.20" 68°59'40.02" UBICACION DEL DISTRITO PUERTO CARABUCO RESTITUCION FOTOGRAMETRICA DIGITAL PARA LA GENERACIÓN DE UN MAPA FISIOGRÁFICO Y USO ACTUAL DE LA TIERRA Página 5 de 63 PROYECTO DE GRADO – FACULTAD DE TECNOLOGIA – TOPOGRAFIA Y GEODESIA – UMSA VLADIMIR JARANDILLA ALTUZARRA 2.1.3 Extensión El Distrito Municipal Puerto Carabuco, tiene una superficie de 41.16 km2, comprende 8.3% del municipio y el 0.4% de la Provincia Eliodoro Camacho. 2.1.4 Característica Física del Distrito 2.1.4.1 Geología Geológicamente el Distrito Puerto Carabuco, se caracteriza por la presencia de rocas de diferentes edades y composición litológica, las mismas que fluctúan desde el periodo Devoniano hasta periodos más recientes (Cuaternario). La formación de estas importantes unidades morfo estructurales se debe a la sucesión de acontecimientos sedimentarios y factores exógenos. El Paleozoico se encuentra ampliamente difundido en el Municipio de Puerto Mayor Carabuco, con sedimentos muy diversos como ser de areniscas, calizas y lutitas. El Mesozoico, se encuentra representado por el periodo Cretácico, ubicado en las partes altas de las serranías de los Distritos Puerto Carabuco, Puerto Chaguaya, San Miguel de Yaricoa y la parte norte alta del distrito Ambaná, conformado litológicamente por areniscas. La era Cenozoica caracterizada por los periodos Terciario y Cuaternario, compuestos por conglomerados, areniscas, arenas, gravas, cantos, limos, ubicados en los depósitos fluvio lacustre, aluviales y fluviales. 2.1.4.2 Clima El clima de la zona de estudio al ser aledaña al Lago Titicaca, presenta un clima templado – frío, con invierno seco y frío, siendo levemente diferente la parte este del área. El distrito, cuenta con una estación meteorológica implementada por el Servicio Nacional de Meteorología e Hidrología (SENAMHI), que según los datos esta estación se encuentra ubicada en la capital del Municipio Puerto Mayor Carabuco, en las coordenadas geográficas 15º45´ de latitud sur y 69º10´ de longitud oeste del meridiano de Greenwich a una altura de 3815 m.s.n.m. Respecto a la temperatura, el distrito presenta una temperatura media anual de 10.8 °C, donde las temperaturas más bajas se registran en los meses de junio y julio, mientras las más elevadas se producen del mes de noviembre a marzo. Con referencia la precipitación, el año 2012 se registró una precipitación media anual de 499.96 mm, una humedad relativa de 62% y existe un predominio de vientos que van de dirección este a oeste, donde los meses más ventosos son: septiembre con 5.1 m/s, 5.0 m/s octubre y 4,6 m/s noviembre. 2.1.4.3 Recursos Hídricos De Origen Lacustre Se tiene al Lago Titicaca, donde el distrito posee una orilla aproximada de 16.7 Km. de longitud que sigue gran parte de la del distrito Puerto Mayor Carabuco. RESTITUCION FOTOGRAMETRICA DIGITAL PARA LA GENERACIÓN DE UN MAPA FISIOGRÁFICO Y USO ACTUAL DE LA TIERRA Página 6 de 63 PROYECTO DE GRADO – FACULTAD DE TECNOLOGIA – TOPOGRAFIA Y GEODESIA – UMSA VLADIMIR JARANDILLA ALTUZARRA FOTO N° 1: VISTA PANORAMICA DEL LAGO TITICACA Y LA POBLACIÓN DE PUERTO MAYOR CARABUCO En esta cuenca endorreica cerrada se encuentran ubicado el poblado más importante del distrito como ser Puerto Mayor Carabuco; el Lago Titicaca es de gran importancia para los pobladores que están asentados en su orilla debido a su aprovechamiento productivo que se tiene. De Origen Fluvial El distrito, es parte de la cuenca endorreica del Lago Titicaca; a éste desembocan los siguientes afluentes permanentes más importantes: El río Sojlaya es un afluente importante del pueblo de Puerto Mayor Carabuco, este nace en el cerro Kili Kili, tiene una longitud aproximada desde su naciente hasta la desembocadura de 5.5 Km de longitud; El río Cavinchilla presenta una longitud de 10.5 Km, nace en las lagunas Ajuyan que se encuentran a una altura de 4465 m.s.n.m.; El río Kori Huarini es uno de los afluentes más importante, surge de la confluencia de los ríos Kankani y Vila Huyo; comprende una longitud de 7.8 Km desde su naciente hasta la desembocadura al rió Suches. 2.1.4.4 Suelos En el distrito municipal se han encontrado diferentes características edáficas como ser: SUELOS SUPERFICIALES LIMITADOS POR LA ROCA MADRE. SUELOS SUPERFICIALES A MODERADAMENTE PROFUNDOS. SUELOS MODERADAMENTE PROFUNDOS A PROFUNDOS. SUELOS SUPERFICIALES LIMITADOS POR EL NIVEL FREÁTICO DEL LAGO TITICACA. SUELOS MODERADAMENTE PROFUNDOS. SUELOS PROFUNDOS. Todos estos suelos se encuentran enmarcados en los diferentes paisajes fisiográficos existentes en el distrito. 2.1.5 Característica socioeconómica del Distrito 2.1.5.1 Aspecto poblacional Según los datos del CENSO DE POBLACION Y VIVIENDA 2012, el Distrito Puerto Carabuco, está estructurado por 8 comunidades comprendiendo una población total entre hombres y mujeres de 2294 habitantes. La población se distribuye de la siguiente manera: RESTITUCION FOTOGRAMETRICA DIGITAL PARA LA GENERACIÓN DE UN MAPA FISIOGRÁFICO Y USO ACTUAL DE LA TIERRA Página 7 de 63 PROYECTO DE GRADO – FACULTAD DE TECNOLOGIA – TOPOGRAFIA Y GEODESIA – UMSA VLADIMIR JARANDILLA ALTUZARRA CUADRO N°1: POBLACION TOTAL DEL DISTRITO PUERTO CARABUCO DISTRITO DESCRIPCION NUMERO DE HABITANTES PUERTO CARABUCO COMUNIDAD CACACHI 158 COMUNIDAD CAVINCHILLA 339 COMUNIDAD HUAJACIA 172 COMUNIDAD MARCA HILATA 245 COMUNIDAD OLLAJSANTIA1 271 PUERTO CARABUCO 555 COMUNIDADSAYGUA PAMPA 305 COMUNIDAD YARICOA BAJO 249 T O T A L D E H A B I T A N T E S 2294 Fuente: Elaboración propia en base a datos del INE - 2012 Fuente: Elaboración propia en base a datos del CNPV - INE - 2012 RESTITUCION FOTOGRAMETRICA DIGITAL PARA LA GENERACIÓN DE UN MAPA FISIOGRÁFICO Y USO ACTUAL DE LA TIERRA Página 8 de 63 PROYECTO DE GRADO – FACULTAD DE TECNOLOGIA – TOPOGRAFIA Y GEODESIA – UMSA VLADIMIR JARANDILLA ALTUZARRA 2.1.5.2 Aspecto Productivo Respecto a la producción agrícola, ésta es diversificada en razón de los pisos ecológicos existentes en la zona: puna, altiplano circumlacustre. La tecnología desarrollada responde a la rigidez de las pendientes y graves problemas de conservación de los suelos. Los planos inclinados son los lugares preferidos por el agricultor, haciendo uso de ellos al máximo. La llanura fluvio lacustre es utilizada casi en su totalidad con cultivos que requieren constante riego. Hacen uso del descanso de la tierra a cultivarse, dependiendo el periodo de descanso de varios factores que posteriormente serán detallados. Debido a la diversidad fisiográfica solamente se utiliza maquinaria agrícola en pie de montes y en la llanura fluvio lacustre y no así en los valles por motivos de topográficos. A causa de los pisos ecológicos existentes en la zona, la altura es el principal factor en la elección de los tipos de cultivos, las áreas de cultivo son definidas por límites altitudinales precisos, los tipos de rotaciones se basan en el margen de altura, como se puede aprecia en el cuadro siguiente: CUADRO N° 2: TIPO DE ROTACIÓN DE PRODUCTO POR ALTURA MUNICIPIO DE PUERTO MAYOR CARABUCO Nº de orden Tipos de rotación Margen de Altura (m.s.n.m.) 1 Papa - oca- cebada 3880 - 4000 2 Papa - cebada o avena – haba 3830 - 3880 3 Papa - trigo o cebada – haba 3810 - 3830 Fuente: Estudio Socio Económico de la Prov. Camacho Dr. Romero Bebregal En el Distrito la agricultura se caracteriza, por ser a secano, es decir se realiza en época de lluvias y en extensiones grandes, los cultivos bajo riego se reducen a pequeñas parcelas y en zonas que tienen fuentes de agua. Respecto al sistema de producción existente en el Distrito se caracteriza por ser tradicional y semi mecanizado, combinando lo tradicional con el uso de maquinaria agrícola. Principales Cultivos La actividad productiva principal en el distrito, es la agricultura, donde los cultivos más representativos son la Papa (Solanum tuberosum), cultivo de mayor proporción puesto que es cultivada por el 100% de las familias, destinando la mayor superficie de sus terrenos para tal propósito. Otros cultivos de gran importancia son: la cebolla (Allium fistulosum), haba (Vicia faba), oca (Oxalis Tuberosa), trigo (Triticum aestivum), cebada (Hordeum vulgare), alfalfa (Medicago sativa), avena (Avena sativa), tarwi (Lupinus mutabilis Sweet), papalisa (Ullucus tuberosus). RESTITUCION FOTOGRAMETRICA DIGITAL PARA LA GENERACIÓN DE UN MAPA FISIOGRÁFICO Y USO ACTUAL DE LA TIERRA Página 9 de 63 PROYECTO DE GRADO – FACULTAD DE TECNOLOGIA – TOPOGRAFIA Y GEODESIA – UMSA VLADIMIR JARANDILLA ALTUZARRA 2.1.5.3 Vinculación territorial Infraestructura Caminera y Transportes La principal vía de comunicación, es el camino asfaltado ruta fundamental La Paz- Puerto Mayor Carabuco, que tiene una longitud de 156 kilómetros. La red vecinal está constituida por las ramificaciones viales que parten de las redes fundamentales, ramificándose hacia centros poblados menores, comunidades rurales, zonas de producción o áreas de mercado para integrar los mismos a la vida y a la economía del Distrito. CUADRO N° 3: VINCULACION CAMINERA RUTA TRAMO DISTANCIA TOTAL (Kilómetros) SUPERFICIE DE RODADURA LA PAZ- PTO. MAYOR CARABUCO La Paz – El Alto 14 Asfalto El Alto – Río Seco 5 Asfalto Río Seco – Huarina 58 Asfalto Huarina – Achacachi 16 Asfalto Achacachi - Humacha 18 Asfalto Achacachi – Ancoraimes 25 Asfalto Ancoraimes – Chaguaya 16 Asfalto Puerto Chaguaya – Puerto Mayor Carabuco 4 Asfalto FUENTE: ADMINISTRADORA BOLIVIANA DE CAMINOS ABC 2.2 Marco conceptual de la fotogrametría 2.2.1 Generalidades La fotogrametría es una técnica de captura de información; no obstante se puede afirmar que la fotogrametría se concreta en la interpretación cuantitativa de fotografías aéreas, con el objetivo primordial de obtener mapas. Esta captura de información, requiere hacer los procesos de ortho – rectificación, que será la etapa inicial de cualquier proceso cartográfico. 2.2.2 Restitución fotogramétrica La Restitución Fotogramétrica es el procedimiento empleado para extraer detalles cartográficos, de aerofotografías, imágenes de satélite y de otras fuentes de información para la preparación de un mapa nuevo o actualizado. (PAUL WOLF Y RUSSELL C.BRINKER, 1997) La restitución fotogramétrica, es la última etapa dentro del trabajo en fotogrametría. En ella se junta todo el trabajo anterior (vuelo y apoyo) para trazar los mapas propiamente dichos. RESTITUCION FOTOGRAMETRICA DIGITAL PARA LA GENERACIÓN DE UN MAPA FISIOGRÁFICO Y USO ACTUAL DE LA TIERRA Página 10 de 63 PROYECTO DE GRADO – FACULTAD DE TECNOLOGIA – TOPOGRAFIA Y GEODESIA – UMSA VLADIMIR JARANDILLA ALTUZARRA La restitución consiste en la formación de forma muy precisa de los pares estereoscópicos en un proceso que se denomina orientación de imágenes, y en la extracción posterior de los elementos contenidos en ellas mediante unos aparatos llamados estéreo restituidores. La tecnología de restitución ha evolucionado de los primeros restituidores analógicos a los analíticos y por fin a los de última generación digitales, que en realidad ya no son más que un ordenador con el software adecuado. Esta tecnología fotogramétrica totalmente digital presenta dos incrementos de la efectividad muy importantes frente a la tecnología de restituidores analíticos: * Por un lado, la extracción de la orografía y la formación de modelos digitales del terreno está altamente automatizada y se realiza de forma mucho más rápida. * Por otro lado, la tecnología digital presenta avances en modelar ortofotos. Al igual que en el caso de los últimos restituidores analíticos, los digitales obtienen la geometría de la restitución directamente en formato digital, con lo cual la incorporación a los Sistemas de Información Geográfica no precisa de ningún paso de digitalización adicional. Como ya se ha señalado anteriormente, la fotogrametría es una de las principales formas de incorporar información a un Sistema de Información Geográfica. 2.2.3 Objetivo de la restitución fotogramétrica El objeto de la restitución fotogramétrica digital, cosiste en extraer datos e información precisa geográfica a partir de pares de fotografías aéreas verticales, reconstruyendo el terreno mediante los procedimientos propios de la Fotogrametría aérea. (PAUL WOLF Y RUSSELL C.BRINKER, 1997) El plano a escala obtenida de una fotografía aérea, permite visualizar información detallada de muros, construcciones, topografía, vegetación, ríos, mobiliario urbano, etc; dando inicio con la transformación de la proyección cónica de una fotografía aérea a una proyección ortogonal en un plano. En este proceso se transfiere toda la información planimétrica y altimétrica que contiene una fotografía aérea a un plano a escala. La restitución obtenida constituye una base de datos cartográfica, ya que se grafica en una proyección cartográfica. 2.2.4 Proceso fotogramétrico La fotogrametría, utiliza fotogramas aéreos de eje vertical tomados desde un avión sobrevolando la zona de estudio, posteriormente y tras diversos trabajos topográficos de campo, esas fotografías serviránpara trazar mapas. Se distinguen los siguientes procesos fotogramétricos: Analógico (Ver Fig. 2) Analítico digital (Ver Fig. 3) RESTITUCION FOTOGRAMETRICA DIGITAL PARA LA GENERACIÓN DE UN MAPA FISIOGRÁFICO Y USO ACTUAL DE LA TIERRA Página 11 de 63 PROYECTO DE GRADO – FACULTAD DE TECNOLOGIA – TOPOGRAFIA Y GEODESIA – UMSA VLADIMIR JARANDILLA ALTUZARRA a) PROCESO FOTOGRAMÉTRICO ANALOGICO Consiste en: Determinación de puntos de apoyo fotogramétrico Vuelo fotogramétrico con toma de fotografías aéreas Revelado, Evaluación y Elaboración de copias (papel y diapositivas) Aerotriangulacion y ajuste de coordenadas Restitución fotogramétrica Edición cartográfica Impresión del mapa topográfico FIGURA N° 2: PROCESO FOTOGRAMÉTRICO ANALOGICO b) PROCESO FOTOGRAMÉTRICO ANALITICO DIGITAL Determinación de puntos de apoyo fotogramétrico Vuelo fotogramétrico cinemático con toma de fotografías aéreas Revelado, Evaluación y elaboración de copias (papel) Escaneado de las fotografías aéreas Aerotriangulacion y ajuste de coordenadas Restitución fotogramétrica RESTITUCION FOTOGRAMETRICA DIGITAL PARA LA GENERACIÓN DE UN MAPA FISIOGRÁFICO Y USO ACTUAL DE LA TIERRA Página 12 de 63 PROYECTO DE GRADO – FACULTAD DE TECNOLOGIA – TOPOGRAFIA Y GEODESIA – UMSA VLADIMIR JARANDILLA ALTUZARRA Generación del Modelo Digital del Terreno Generación de Ortofotos Mosaicado de ortofotos para elaboración de ortofoto mapas Edición cartográfica Establecimiento de la Base de Dados cartográfica Impresión de mapas FIGURA N° 3: PROCESO FOTOGRAMÉTRICO DIGITAL FUENTE: ELABORACION PROPIA Como ya es sabido mediante los procedimientos propios de la Fotogrametría aérea se pretende extraer datos e información precisa a partir de pares de fotografías aéreas verticales, “reconstruyendo el terreno”. Los resultados de esta metodología, que incluyen la transformación de la proyección cónica del terreno (la fotografía) en una ortogonal, permiten la determinación cuantitativa, según los objetivos y métodos empleados, de magnitudes geométricas como pueden ser coordenadas, longitudes, superficies, determinación de modelos digitales del terreno (MDT), volúmenes, elaborar planos y levantamientos topográficos de una parte de la superficie terrestre. Para este cometido se tiene que seguir diferentes etapas de orientación, tanto en fotogrametría analógica y digital. Se tiene: Fotogrametría analógica: (orientación interna, relativa y absoluta) Fotogrametría digital:(orientación interna y absoluta o externa) RESTITUCION FOTOGRAMETRICA DIGITAL PARA LA GENERACIÓN DE UN MAPA FISIOGRÁFICO Y USO ACTUAL DE LA TIERRA Página 13 de 63 PROYECTO DE GRADO – FACULTAD DE TECNOLOGIA – TOPOGRAFIA Y GEODESIA – UMSA VLADIMIR JARANDILLA ALTUZARRA 2.2.5 Orientación interna Consiste en averiguar la distancia focal (es un parámetro constante de la cámara si se ha hecho la calibración correspondiente) y la posición o coordenadas del punto principal (Xo,Yo) en cada fotograma (vista aérea que permiten establecer su centro) (Ver Fig. 4). Esto se puede resolver midiendo las coordenadas en un determinado sistema (que denominaremos sistema fotografía) de las marcas fiduciales. (http://www. edu.pe/fotogrametría.com). FIGURA N°4: SISTEMA DE COORDENADAS DE LA FOTOGRAFIA Con la orientación interior o interna, se determina el centro perspectivo interior de la fotografía aérea, tal como estaba en el instante de la exposición; por tanto, cada fotograma se situará de idéntica manera que estuvo el material sensible con relación al objetivo en el momento de la captura de la fotografía. (Ver Fig. 5). RESTITUCION FOTOGRAMETRICA DIGITAL PARA LA GENERACIÓN DE UN MAPA FISIOGRÁFICO Y USO ACTUAL DE LA TIERRA Página 14 de 63 PROYECTO DE GRADO – FACULTAD DE TECNOLOGIA – TOPOGRAFIA Y GEODESIA – UMSA VLADIMIR JARANDILLA ALTUZARRA FIGURA N°5: OBJETIVO DE LA CAMARA Y SISTEMA DE REFERENCIA DE LA FOTOGRAFIA Tambien, la orientacion interna consiste en la transformacion de coordenadas, pixeles (columna, linea), a coordenadas, imagen expresadas en mm y referidas a un sistema cartesiano 3d cuyo origen esta en el centro de proyeccion de la camara. En la fotografia digital la oi (orientacion interna) se realizara mediante la identificacion y localizacion de las marcas fidusiales. La orientacion interna (Ver Fig. 6). depende de factores como la distancia focal de la camara y su localizacion, los parametros de definen las distorciones del objeto, etc FIGURA N° 6: UBICACIÓN DE LAS MARCAS FIDUCIALES, CENTRO DE PROYECCION, PUNTO PRINCIPAL Y DISTANCIA PRINCIPAL DE LA FOTO AEREA Objetivo de la Cámara Sistema de referencia de la fotografía RESTITUCION FOTOGRAMETRICA DIGITAL PARA LA GENERACIÓN DE UN MAPA FISIOGRÁFICO Y USO ACTUAL DE LA TIERRA Página 15 de 63 PROYECTO DE GRADO – FACULTAD DE TECNOLOGIA – TOPOGRAFIA Y GEODESIA – UMSA VLADIMIR JARANDILLA ALTUZARRA 2.2.6 Orientación relativa En este caso lo que se pretende es reconstruir el modelo estereoscópico en la misma posición relativa que tenían cuando se realizó la toma fotográfica, para lo cual será preciso que los pares de rayos homólogos del par estereoscópico se intersecten en el espacio (Ver Fig. 7). (DANIEL DEAGOSTINI ROUTIN) FIGURA N° 7: ORIENTACION RELATIVA Para que el modelo estereoscópico quede correctamente definido será preciso que los paralajes verticales Py (en dirección del eje Y) sean nulos para todos los puntos del modelo. El paralaje Px no impide la visión en relieve y se anula levantando o bajando el plano de referencia.Clásicamente con equipos óptico-mecánicos los procedimientos eran básicamente gráficos o empíricos. En la actualidad, con restituidores analíticos o digitales, se procede considerando la condición de coplanareidad. En resumen: la orientación relativa (OR), relaciona geométricamente las imágenes estereoscópicas entre ellas, formando el llamado MODELO ESTEREOSCOPICO. (Ver Fig. 8). FIGURA N° 8: PROCESO DE ORIENTACION RELATIVA Foto 2 Sistema de coordenadas del modelo estereoscópico Foto 1 TERRENO RESTITUCION FOTOGRAMETRICA DIGITAL PARA LA GENERACIÓN DE UN MAPA FISIOGRÁFICO Y USO ACTUAL DE LA TIERRA Página 16 de 63 PROYECTO DE GRADO – FACULTAD DE TECNOLOGIA – TOPOGRAFIA Y GEODESIA – UMSA VLADIMIR JARANDILLA ALTUZARRA 2.2.7 Orientación absoluta o externa Es el posicionamiento y nivelación del modelo con respecto al sistema de referencia terrestre, así como averiguar la escala del modelo. Por ello habría 7 incógnitas en este problema. (Diez Rodríguez, A) (Ver Fig. 9). Donde: Se resuelve con la ayuda de los puntos de control o puntos de apoyo medido en el terreno e identificable en los fotogramas. Con las coordenadas terreno de 3 puntos (x, y, z) podríamos llevar el modelo a su posición absoluta en el espacio (3 traslaciones) y nivelarlo, fijar la orientación del modelo respecto al sistema de coordenadas (3 giros). Realizadas estas tres orientaciones, el modelo estaría orientado y se podría empezar a determinar coordenadas absolutas de los puntos a medirse. En esta idea general y resumida del problema diremos que un instrumento que permite hacer todas estas operaciones se llama restituidor. Las diferentes maneras de resolver y tratar el problema da lugar a diversos tipos de restituidores y ramas de la fotogrametría. Los restituidores ópticos y mecánicos aportan soluciones analógicas al problema: los clichés fotográficos en forma de diapositiva son dispuestos en unas placas de vidrio e iluminados desde arriba. Las placas de vidrios pueden girarse en torno a tres ejes, de tal forma que permitan la orientación relativa, mientras que complejos mecanismos,como brazas mecánicos materializan los rayos respectivos y por medio de engranajes se miden coordenadas. Esta es la solución de la fotogrametría analógica, con restituidores ópticos-mecánicos, actualmente en completo desuso. Posteriormente, la solución analítica en potentes ordenadores, planteando las ecuaciones correspondientes para las diferentes orientaciones según la zona del modelo que se estuviera explorando y aparatos con servomotores para el movimiento de placas, vino a sustituir el concepto tradicional de la fotogrametría analógica, dando lugar a la fotogrametría analítica. Básicamente se trata de un estereocomparador que mide las coordenadas placa (x,y) y un ordenador que realiza la transformación analítica a coordenadas terreno (X, Y, Z), estos aparatos se desarrollaron a partir de los años 80 hasta finales de los 90, una vida relativamente corta. RESTITUCION FOTOGRAMETRICA DIGITAL PARA LA GENERACIÓN DE UN MAPA FISIOGRÁFICO Y USO ACTUAL DE LA TIERRA Página 17 de 63 PROYECTO DE GRADO – FACULTAD DE TECNOLOGIA – TOPOGRAFIA Y GEODESIA – UMSA VLADIMIR JARANDILLA ALTUZARRA Actualmente el bajo costo de la fotogrametría digital así como su versatilidad y rendimiento ha desplazado completamente a los restituidores analíticos, si bien los planteamientos matemáticos en el problema de la fotogrametría en la analítica apenas han cambiado respecto a la digital. Los restituidores digitales son simples ordenadores con el software correspondiente y un sistema de visualización estereoscópica de anáglifos, gafas polarizada o similar. Los principios matemáticos y las explicaciones que a continuación se desarrollan para resolver el problema fundamental de la fotogrametría se referían a las técnicas de la fotogrametría analítica y digital, ya que la analógica usada hasta hace pocos años ha pasado ya definitivamente a la historia. FIGURA N° 9: PROCESO DE ORIENTACION ABSOLUTA 2.2.8 Generación cartográfica en base a la restitución fotogramétrica digital Al inicio la fotogrametría solo se utilizaba para la elaboración de mapas y planos, esta fue la primera aplicación. Hoy en día además de esto tiene muchas más aplicaciones, las principales son la realización de proyectos de ingeniería como diseño y localización de: carreteras, ferrocarriles, aeropuertos, canales, acueductos, alcantarillados, líneas de transmisión eléctrica, irrigaciones, puertos marítimos y fluviales. También se utiliza en: urbanismo, estudios de tráfico, catastro, conservación del suelo, geología, medición de áreas. 2.2.9 Ventajas y desventajas de la restitución fotogramétrica VENTAJAS: Dentro de las ventajas se pueden mencionar las siguientes: Reducción en los costos, a medida que el terreno se hace más extenso resulta más conveniente utilizar la fotogrametría. El trabajo de campo se reduce. Se requiere de menos tiempo para elaborar un mapa. Se puede utilizar en zonas donde no pueden emplearse los métodos tradicionales, debido a que no se requiere estar cerca de los objetos medidos. RESTITUCION FOTOGRAMETRICA DIGITAL PARA LA GENERACIÓN DE UN MAPA FISIOGRÁFICO Y USO ACTUAL DE LA TIERRA Página 18 de 63 PROYECTO DE GRADO – FACULTAD DE TECNOLOGIA – TOPOGRAFIA Y GEODESIA – UMSA VLADIMIR JARANDILLA ALTUZARRA Debido a que las fotografías contienen la fecha en que fueron tomadas se pueden realizar comparaciones entre ellas para analizar cambios en el terreno. DESVENTAJAS: Cuando existe mucha vegetación es imposible observar la superficie del terreno, por lo que se debe suponer una altura de la vegetación con respecto al suelo y esto causa errores en la ubicación de las curvas de nivel. La zona fotografiada debe ser inspeccionada para determinar objetos que no pueden ser observados tan fácilmente. Debido a que se requiere equipo y personal especializado su costo es muy elevado. Sin un control de campo el trabajo no puede ser realizado. La principal fuente de información para la altimetría y la planimetría es la restitución fotogramétrica. Además se utiliza la información obtenida de los vértices geodésicos y las revisiones de campo. En la cartografía los elementos representados más importantes son: - El relieve se representa por curvas de nivel, cotas en puntos significativos y líneas hipsográficas. - La hidrografía representa los torrentes, embalses. - Las vías de comunicación: las autopistas, calles, caminos, senderos, callejones. - Edificaciones, construcciones, equipamientos, infraestructuras urbanas y comunicaciones. - Las cubiertas del suelo y la vegetación. - Minas, canteras, salinas, playas. - Parcelas rústicas y usos rústicos. RESTITUCION FOTOGRAMETRICA DIGITAL PARA LA GENERACIÓN DE UN MAPA FISIOGRÁFICO Y USO ACTUAL DE LA TIERRA Página 19 de 63 PROYECTO DE GRADO – FACULTAD DE TECNOLOGIA – TOPOGRAFIA Y GEODESIA – UMSA VLADIMIR JARANDILLA ALTUZARRA CAPÍTULO 3 MATERIAL Y MÉTODO PARA LA RESTITUCIÓN FOTOGRAMÉTRICA DIGITAL DEL DISTRITO PUERTO CARABUCO 3.1 Materiales Para realizar la presente proyecto de grado, se utilizaron diferentes materiales de gabinete que se indican en la figura N°10 FIGURA N°10: DIAGRAMA DE LOS MATERIALES USADOS EN EL PROYECTO 3.1.1 Material cartográfico Se contó con el siguiente material de apoyo, que cubrió toda el área del proyecto: Hoja Topográfica 5746 – I, PUERTO CARABUCO, Escala 1:50000 proporcionado por el (IGM). Fotos aéreas escala 1:40000. Mapa Geológico. Mapa de Provincias Fisiográficas de Bolivia Escala 1:1000000 (BGR-GEOBOL). Mapa de Cobertura y Uso Actual de la Tierra de Bolivia 2010. Imagen Satelital LANDSAT TM +7 de fecha 2006. FIGURA N°11: HOJA TOPOGRÁFICA 5746 I FIGURA N°12: IMAGEN SATELITAL LANDSAT TM +7 MATERIALES USADOS EN EL PROYECTO MATERIAL DE ESCRITORIO MATERIAL CARTOGRAFICO EQUIPOS -PAPEL BOND -TINTAS DE IMPRESORA SOFTWARES -HOJAS TOPOGRAFICAS -FOTOS AEREAS -MAPAS TEMATICO -GPS NAVEGADOR -GPS DE SIMPLE FRECUENCIA -ESCÁNER FOTOGRAMETRICO -CAMARA FOTOGRAFICA -PC PORTATIL -HANDIS -ERDAS LPS -ARC GIS -GNSS SOLUTION -GOOGLE EARTH RESTITUCION FOTOGRAMETRICA DIGITAL PARA LA GENERACIÓN DE UN MAPA FISIOGRÁFICO Y USO ACTUAL DE LA TIERRA Página 20 de 63 PROYECTO DE GRADO – FACULTAD DE TECNOLOGIA – TOPOGRAFIA Y GEODESIA – UMSA VLADIMIR JARANDILLA ALTUZARRA 3.1.1.2 Descripción técnica de las fotografías aéreas Las fotografías aéreas utilizadas para el proyecto de restitución, fueron las fotos signadas con el número 655, 656, 657, 658, 659; que forman parte del plan de vuelo Kucera de fecha 7 de junio de 1963, dichas fotos se encuentran a una escala aproximada 1:40000, comprendiendo la faja 2 de dicho plan de vuelo. FIGURA N°13: FOTOGRAFÍAS USADAS EN EL PROYECTO PLAN DE VUELO AÑO DE TOMA ESCALA APROXIMADA ORIENTACIÓN POR LÍNEA DE VUELO NRO DE FOTOGRAFIAS KUCERA 1963 - 1965 1: 40000 E – W N - S 18038 FUENTE: ELABORACIÓN PROPIA EN BASE A DATOS DEL SNAF FIGURA N°14: PLAN DE VUELO KUCERA DEL AÑO 1966 y 1967 – FAJA 2 Cada fotografía dispone de cuatro marcas fiduciales repartidas en diferentes posiciones (ver imagen) RESTITUCION FOTOGRAMETRICA DIGITAL PARA LA GENERACIÓN DE UN MAPA FISIOGRÁFICO Y USO ACTUAL DE LA TIERRA Página 21 de 63 PROYECTO DE GRADO – FACULTAD DE TECNOLOGIA – TOPOGRAFIA Y GEODESIA – UMSA VLADIMIR JARANDILLA ALTUZARRA Para el proyecto de restitución, se determinó los datos de la cámara, que comprendió las coordenadas de marcas fiduciales de la foto y distancia focal: Nombre de la cámara: ZEISS RMK TOP Distancia Focal: 152.446 mm. Numero de marcas fiduciales:4 Coordenadas de las marcas fiduciales: ID X (mm) Y (mm) 1 0.00 117.50 2 119.00 0.00 3 0.00 -117.50 4 -119.00 0.00 D A T O S D E L A C A M A R A 3.1.2 Equipos Se utilizaron los siguientes equipos: GPS NAVEGADOR ETREX VISTA, GPS DE SIMPLE FRECUENCIA GPS H68 DE MARCA SOUTH, ESCÁNER SMARTLF GX + 28. Los cuales fueron manipulados en el proceso metodológico del desarrollo del proyecto. 3.1.2.1 Características técnicas de los equipos utilizados GPS DE SIMPLE FRECUENCIA GPS H68 SOUTH El equipo utilizado para trabajos de georeferenciacion, fue un receptor GPS H68 de marca SOUTH, con las siguientes características técnicas: +Y -Y -X +X Fiducial 1 : (0 , 117.5) mm Fiducial 2 : (119 , 0) mm Fiducial 3 : (0 , -117.5) mm Fiducial 4 : (-119 , 0) mm Constante de la camara en (mm) RESTITUCION FOTOGRAMETRICA DIGITAL PARA LA GENERACIÓN DE UN MAPA FISIOGRÁFICO Y USO ACTUAL DE LA TIERRA Página 22 de 63 PROYECTO DE GRADO – FACULTAD DE TECNOLOGIA – TOPOGRAFIA Y GEODESIA – UMSA VLADIMIR JARANDILLA ALTUZARRA Canales: 14 canales independientes. Señal de rastreo: código L1, C/A, SBAS Memoria: 4 GB Tiempo de trabajo: 2 baterías que duran 16 horas Intervalo de tiempo: 1 – 60 segundos Centro de fase: receptor superior en el punto central Temperatura ambiental de operación: -40ºC +70ºC Temperatura ambiental de almacenaje: -50ºC +60ºC Energía importada: 6V – 10V DC Energía: <1.5 W Peso del cuerpo principal: 0.6 Kg Transmisiones de datos: RS232 y USB de alta velocidad Ángulo de posición: 0 – 45º C Tiempo de captura inicial: < 60 seg. A prueba de polvo y arena: IP65 Exactitud estática Exactitud horizontal estática: 3mm+1ppm Exactitud vertical estática: 5mm+1ppm Posición estática Posicionamiento absoluto: <1 m Distancia de operación: < 30 Km. ESCÁNER SMARTLF GX + 28 Equipo, que sirvió para la digitalización de las fotografías aéreas presento las siguientes peculiaridades técnicas: Tipo de Escaner: Escáner de gran formato Ancho de imagen máximo: Hasta 42" Grosor de documento máximo: Hasta 0.08" Precisión: +/-0.1% +/-1 pixel Resolución óptica: 1200 ppp Escala de grises: 8 bits Modos de escaneo: 16.7 millones de colores RGB (24 bits), Paleta de color indexado adaptable de 256 y 16 colores RGB (8 bits y 4 bits), Escala de grises de 256 niveles (8 bits), Blanco y negro (1 bit) F O T O N ° 2 : E S C Á N E R S M A R T L F G X + 2 8 GPS GARMIN ETREX VISTA Se caracteriza por ser un instrumento que presenta correcciones obtenidas del sistema ancho del aumento del área (WAAS), que proporcionará exactitud en posición a menos de tres metros, sus caracteristicas técnicas son: Waypoints: 500 Rutas: 20 Foto N° 2: GPS H68 SOUTH FUENTE: www.geoconexion.com/?product=h66-h68 FUENTE: www.colortrac.com RESTITUCION FOTOGRAMETRICA DIGITAL PARA LA GENERACIÓN DE UN MAPA FISIOGRÁFICO Y USO ACTUAL DE LA TIERRA Página 23 de 63 PROYECTO DE GRADO – FACULTAD DE TECNOLOGIA – TOPOGRAFIA Y GEODESIA – UMSA VLADIMIR JARANDILLA ALTUZARRA Registro de Huellas: 10,000; 10 huellas guardadas Mapa Base Mapa del Perú detallado Opcional cartográficas añadidas Acepta mapas Memoria de Usuario: 24 MB Duración de baterías: 22 Horas, 2 AA Pantalla: 1.1”x2.1” (160x288 píxeles); LCD 4 niveles gris Impermeabilidad: IPX7-Sumergible Antena: Patch Incorp. Compás Electrónico: Si Altímetro Barométrico: Si Calendario Caza/Pesca: Si Paginas Tablas Celestiales: Si Interfaz a PC: Serial 3.1.3 Características técnicas de los softwares utilizados Para llevar a cabo este proyecto, se recurrió principalmente a los siguientes softwares: ERDAS LPS, ARCGIS, COLOTRAC. Erdas LPS ERDAS, es un software que proporciona una solución geoespacial global, facilitando novedosas tecnologías para el análisis, la preparación y la visualización de imágenes, la gestión de datos, la edición vectorial incluyendo topología y los servicios Web, entre otros. ERDAS MODULO LPS, transforma de manera eficiente imágenes crudas en información geoespacial precisa y de calidad; LPS es un paquete integrado de herramientas de fotogrametría para la generación de modelos del terreno, la producción de ortofotos y la extracción de elementos 3D. LPS es un conjunto de herramientas de producción fotogramétricas, para triangulación, generación de modelos del terreno, producción de ortomosaicos y extracción de elementos en 3D (restitución). Permite tomar medidas con mucha precisión de forma automática, manteniendo en todo momento la exactitud e incluyendo operadores flexibles como edición de terreno (altimetría) y extracción de elementos (planimetría). LPS es el estado del arte en algoritmos de fotogrametría y procesamiento de imágenes, para la medición automática de puntos, triangulación extracción automática del terreno y posicionamiento subpixel. Arcgis Es una completa plataforma de información que permite crear, analizar, almacenar y difundir datos, modelos y mapas, poniéndolos a disposición de todos los usuarios según las necesidades de la organización. Como sistema de información, ArcGIS es accesible desde clientes desktop, navegadores web y terminales móviles que se conectan a servidores de departamento, corporativos o con arquitecturas de computación en la nube (Cloud Computing). Para los desarrolladores, ArcGIS proporciona herramientas que les permitirán crear sus propias aplicaciones. FUENTE: https://buy.garmin.com/es-MX/MX/en-la.../etrex-vista.../prod8703.html RESTITUCION FOTOGRAMETRICA DIGITAL PARA LA GENERACIÓN DE UN MAPA FISIOGRÁFICO Y USO ACTUAL DE LA TIERRA Página 24 de 63 PROYECTO DE GRADO – FACULTAD DE TECNOLOGIA – TOPOGRAFIA Y GEODESIA – UMSA VLADIMIR JARANDILLA ALTUZARRA Colortrac Software profesional de escaneado de documentos de Gran Formato para los scanner Colortrac Gx – 28. Es una aplicación Escáner-Archivo, diseñada para llevar a cabo proyectos de archivo de gran volumen de documentos. Trabaja con los principales formatos de archivo (TIFF, JPEG, PDF, GIF). 3.2 Método Con el fin de alcanzar los objetivos propuestos en el proyecto, se siguió la siguiente metodología de trabajo que se organizó en tres fases, cada fase comprendió varias actividades que permitió realizar la restitución fotogramétrica digital del Distrito Puerto Carabuco. 3.2.1 Fase 1: Aspecto preliminar En esta fase se recopilo, seleccionó y adquirió la información referente a la zona de estudio como ser: Proyectos (estudios ambientales, planes de desarrollo municipal) Memorias técnicas (estudios suelos, vegetación y otros) Cartografía (Hoja Topográfica 5746 – I, Mapa Geológico, Mapa de Provincias Fisiográficas de Bolivia Escala 1:1000000 (BGR-GEOBOL), Mapa de Cobertura y Uso Actual de la Tierra De Bolivia 2010, fotografías aéreas en formato analógico escala 1:40000 e Imagen Satelital LANDSAT TM +7). Valoración técnica de datos e información Se realizó la evaluación técnica de los datos cartográficos y bibliográficos recopilados, que se aprovecharon para extraer información específica de las características físicas (geología, clima, suelos, recursos hídricos) y socioeconómicas (aspecto poblacional, productivos, vinculación territorial) del Distrito Puerto Carabuco; así mismo se generó un mapa base con el fin de vaciar toda la información generada en la restitución. Con relación a las fotografías aéreas, se comprobó la sobreposición del 60%, según el número de estas y la fecha de toma. FOTO N°3: FOTOS AÉREAS DE LA ZONA DE ESTUDIO http://www.artigraf.com/Colortrac/smartlf.htmhttp://www.artigraf.com/Colortrac/smartlf_gx.htm RESTITUCION FOTOGRAMETRICA DIGITAL PARA LA GENERACIÓN DE UN MAPA FISIOGRÁFICO Y USO ACTUAL DE LA TIERRA Página 25 de 63 PROYECTO DE GRADO – FACULTAD DE TECNOLOGIA – TOPOGRAFIA Y GEODESIA – UMSA VLADIMIR JARANDILLA ALTUZARRA Escaneo de fotografías aéreas Las fotografías aéreas escaneadas son imágenes que se emplean en la generación de ortofotos digitales, en su caso deben cumplir con ciertas especificaciones. La fotografía escaneada, si forma parte de una serie de fotografías, deberá tener continuidad radiométrica con otra fotografía digital adyacente si las características de resolución geométrica son las mismas, la precisión de la fotografía escaneada y por tanto la precisión del escáner, dicha característica viene por la resolución y la geometría. La precisión geométrica horizontal de la fotografía escaneada se determina con base al RMSE ≤ 3 micras (µ) en cada eje (x,y). TABLA N°1: ERRORES MÁXIMOS EN METROS A PARTIR DE LA ESCALA, PARA LA PRECISIÓN GEOMÉTRICA HORIZONTAL DE UNA FOTOGRAFÍA ESCANEADA ESCALA DE VUELO DE LA FOTOGRAFIA ERROR MÁXIMO EN METROS 1: 75000 0.225 m 1:50000 0.15 m 1:40000 0.12 m 1:20000 0.06 m 1:10000 0.03 m 1:5000 0.015 m 1:1000 0.003 m Para trabajos fotogramétricos la resolución no deberá ser mayor a 30 micra (µ) para estar dentro de los estándares establecidos para ortofotos digitales. TABLA N°2: TAMAÑO DE PIXEL A PARTIR DE LA ESCALA DE LA FOTOGRAFÍA ESCANEADA RESOLUCIÓN EN MICRA (µ) TAMAÑO DE PIXEL EN METROS REPRESENTADO EN EL TERRENO POR ESCALA DE LA FOTOGRAFIA 75000 50000 40000 20000 10000 5000 1000 100 7.50 m 5.00 m 4.00 m 2.00 m 1.00 m 0.50 m 0.10 m 50 3.75 m 2.50 m 2.00 m 1.00 m 0.50 m 0.25 m 0.05 m 30 2.25 m 1.50 m 1.20 m 0.60 m 0.30 m 0.15 m 0.03 m 25 1.87 m 1.25 m 1.00 m 0.50 m 0.25 m 0.125 m 0.025 m 20 1.50 m 1.00 m 0.80 m 0.40 m 0.20 m 0.10 m 0.02 m 18 1.35 m 0.90 m 0.72 m 0.36 m 0.18 m 0.09 m 0.018 m 15 1.12 m 0.75 m 0.60 m 0.30 m 0.15 m 0.075 m 0.015 m 10 0.75 m 0.50 m 0.40 m 0.20 m 0.10 m 0.05 m 0.01 m 5 0.375 m 0.250 m 0.20 m 0.10 m 0.05 m 0.025 m 0.005 m TABLA N° 3: RESOLUCION DE LA FOTOGRAFIA ESCANEADA EN DPI RESOLUCION, MICRAS(µ) PUNTOS POR PULGADA (DPI) 100 254 50 508 30 846 25 1016 20 1270 18 1411 15 1693 10 2540 5 5080 Concluido la valoración técnica, las fotos aéreas fueron digitalizadas a partir de un scanner de marca COLORTRAC SMARTLF GX+28, con una resolución de 1200 dpi debido a las limitaciones del mismo. RESTITUCION FOTOGRAMETRICA DIGITAL PARA LA GENERACIÓN DE UN MAPA FISIOGRÁFICO Y USO ACTUAL DE LA TIERRA Página 26 de 63 PROYECTO DE GRADO – FACULTAD DE TECNOLOGIA – TOPOGRAFIA Y GEODESIA – UMSA VLADIMIR JARANDILLA ALTUZARRA Propiedades de las fotografía escaneadas: Formato TIFF. Tamaño 11 MB ± 5 MB Resolución de escaneado 1200 dpi FOTO N°4: ESCANEADO DE FOTOGRAFÍAS AEREAS FIGURA N°15: CONFIGURACIÓN DEL SOFTWARE COLORTRAC (1200 DPI) Las fotografías aéreas 655, 656, 657, 658, 659, fueron digitalizadas y almacenarlas en una computadora, con la finalidad de procesarlas posteriormente con el software ERDAS LPS. Línea de vuelo Concluido escaneo de fotografías aéreas, se procedió a realizar la cobertura de línea de vuelo para el plan KUCERA con 5 fotografías, marcando el punto principal de cada fotografía con el software ArcGis 9.3 (VER FIGURA N°16), orientándolas en base a la imagen satelital Landsat del año 2006, de esta manera obtener los puntos principales de cada fotografía en coordenadas Este y Norte en el sistema de referencia WGS-84 y proyección UTM. RESTITUCION FOTOGRAMETRICA DIGITAL PARA LA GENERACIÓN DE UN MAPA FISIOGRÁFICO Y USO ACTUAL DE LA TIERRA Página 27 de 63 PROYECTO DE GRADO – FACULTAD DE TECNOLOGIA – TOPOGRAFIA Y GEODESIA – UMSA VLADIMIR JARANDILLA ALTUZARRA FIGURA N°16: COBERTURA DE LA LINEA DE VUELO En función a esta información cartográfica base, se comprobó la sobreposición del 60% de cada fotografía, según el número; esto sirvió para planificar el trabajo de campo, en la toma de datos GPS de las coordenadas de terreno. Planificación de trabajo de campo para la toma de datos GPS de las coordenadas de terreno Para establecer la georeferenciación del proyecto y alcanzar las precisiones requeridas en el control horizontal, previamente se realizó la planificación de trabajo de campo que consistió en ubicar la posición de 21 puntos distribuidos en toda el área de estudio, para este cometido se utilizó las fotos aéreas y el visualizador GOOGLE EARTH. FIGURA N°17: UBICACIÓN DE PUNTOS DE CONTROL HORIZONTAL Se planifico los posibles vértices a ser registrados, en cruces de camino, vértices de propiedades, cruces de ríos y otros rasgos identificables en la fotografía e imagen GOOGLE EARTH. En esta etapa de trabajo también se identificó, el punto de referencia utilizado como estación base para la densificación de la red de puntos de control denotado con el nombre: CM-353, ubicado en el Distrito Chaguaya, Municipio Puerto Mayor Carabuco, Provincia Camacho, Departamento La Paz, encontrándose próximo al rio Ichalaya. RESTITUCION FOTOGRAMETRICA DIGITAL PARA LA GENERACIÓN DE UN MAPA FISIOGRÁFICO Y USO ACTUAL DE LA TIERRA Página 28 de 63 PROYECTO DE GRADO – FACULTAD DE TECNOLOGIA – TOPOGRAFIA Y GEODESIA – UMSA VLADIMIR JARANDILLA ALTUZARRA TABLA N°4: COORDENADAS DEL PUNTO CM - 353 Según la cantidad de datos a registrar se planteó una salida de campo de duración de tres días, con el objeto de realizar un promedio de siete sesiones por día. 3.2.2 Fase 2: Trabajo de campo 3.2.2.1 Reconocimiento Se desplazó al Distrito Puerto Carabuco, donde se realizó el reconocimiento del área de trabajo. Se identificaron las coordenadas planificadas en gabinete, mediante un GPS NAVEGADOR, con el objeto de establecer los puntos de control horizontal. 3.2.2.2 Establecimiento de Puntos de Control Terrestre Horizontal Se realizó la planificación de sesiones GPS en coordinación de 2 brigadas de trabajo, una brigada ubicada en el punto establecido como base y la otra en los puntos a densificar, esto para abarcar toda el área de trabajo. Para este cometido se asumió las siguientes especificaciones técnicas de trabajo: Tiempo de sesión en forma simultánea: 35 minutos. Método de observación: estático en modo diferencial. Buena geometría de los satélites GDOP y PDOP: < 5 durante la sesión. Mascara de elevación: 15º desde el horizonte. La sesión se deberá contar con un mínimo de cuatro satélites. línea base: < 30 km. Configuración de los equipos GPS L1 El trabajo se efectuó con la siguiente configuración de equipo: MODELO Y MARCA DEL RECEPTOR MASCARA DE ELEVACION TIEMPO DE GRABACION GPS H68 de marca SOUTH 15° SOBRE EL HORIZONTE CADA 2” GPS H68 de marca SOUTH 15° SOBRE EL HORIZONTE CADA 2” Observaciones: CUMPLIENDO CON UNA 35 MINUTOS DE OBSERVACIÓN POR SESIÓN, NUMERO DE SATÉLITES COMO MINIMO 4 Configurado los equipo, se procedió a la mensura de 21 puntos de control Horizontal para la georeferenciación con referencia a la base CM-353, se empleó el método Estático-Rápido en modo diferencial, con el objeto de PTO. COORDENADAS GEODESICAS LATITUD SUR LONGITUD OESTE ALT. ELIPSOIDAL CM-353 15°46'29.61618" 68° 56'51.70541" 4436.088 PTO. COORDENADA UTM – DATUM WGS84 – ZONA 19 ESTE NORTE ALT. ELIPSOIDAL CM-353 505602,31591 8255963,70854 4436.088 RESTITUCION FOTOGRAMETRICA DIGITAL PARA LA GENERACIÓN DE UN MAPA FISIOGRÁFICO Y USO ACTUAL DE LA TIERRA Página 29 de 63 PROYECTO DE GRADO – FACULTAD DE TECNOLOGIA – TOPOGRAFIA Y GEODESIA – UMSA VLADIMIR JARANDILLA ALTUZARRA eliminar errores debido a los relojes, efemérides y disponibilidad selectiva (S/A), el cual permitió tiempos breves de observacióny una buena precisión por línea base. FOTOS N°: 5 , 6 7: PUNTO DE REFERENCIA UTILIZADO COMO ESTACIÓN BASE: CM-353 FOTO N°8: PUNTO P-18 FOTO N°9 PUNTO P-04 FOTO N°10 PUNTO P-20 FOTO N°11: PUNTO P-19 FOTO N°12 PUNTO P-05 FOTO N°13: PUNTO P-05 3.2.2.3 Ajuste de datos de registro de mediciones GPS Concluido el trabajo de campo se procedió al proceso de la línea base mediante el software GNSS SOLUTIONS FIGURA N°18: SOFTWARE GNSS SOLUTION CM-353 P-18 RESTITUCION FOTOGRAMETRICA DIGITAL PARA LA GENERACIÓN DE UN MAPA FISIOGRÁFICO Y USO ACTUAL DE LA TIERRA Página 30 de 63 PROYECTO DE GRADO – FACULTAD DE TECNOLOGIA – TOPOGRAFIA Y GEODESIA – UMSA VLADIMIR JARANDILLA ALTUZARRA Proceso de lineas base En el programa GNSS SOLUTIONS, se desarrollo el proceso de las lineas bases, cargando los datos crudos por sesiones de observacion, donde al mismo tiempo se verifico la introduccion correcta de la altura antena, nombre del archivo y de los parametros del proceso, teniendo como solucion fija de 21 lineas por sesion de L1, lo cual colmo las exigencias de la precision. Ajuste Luego de la determinacion de las lineas bases se realizo el ajuste correspondiente, obteniendo como resultado las coordenadas geodesicas de la linea base de la red nacional en el sistema WGS 84. Resultado Como resultado final se obtuvieron las coordenadas geodesicas y coordenadas UTM, los cuales posteriomente fueron utilizados para realizar el levantamiento topografico. COORDENADAS UTM (WGS-84) PUNTOS DE CONTROL Nombre Componentes Estado Error de control BASE (CM353) Este 505602.316 FIJO Norte 8255963.789 FIJO Altura elipse 4436.088 FIJO PUNTOS REGISTRADOS Nombre Componentes Estado Error de control P1 Este 486746.034 Ajustado Norte 8263018.800 Ajustado Altura elipse 3837.348 Ajustado P2 Este 486807.068 Ajustado Norte 8268949.670 Ajustado Altura elipse 3843.089 Ajustado P3 Este 488875.111 Ajustado Norte 8266683.456 Ajustado Altura elipse 3871.123 Ajustado P4 Este 486822.098 Ajustado Norte 8265263.356 Ajustado Altura elipse 3836.646 Ajustado P5 Este 488192.004 Ajustado Norte 8264421.847 Ajustado Altura elipse 3857.084 Ajustado P6 Este 486177.540 Ajustado Norte 8262131.479 Ajustado Altura elipse 3846.546 Ajustado P7 Este 490243.209 Ajustado Norte 8265924.380 Ajustado Altura elipse 3882.930 Ajustado P8 Este 487209.294 Ajustado Norte 8262418.970 Ajustado Altura elipse 3829.894 Ajustado P9 Este 488613.103 Ajustado Norte 8262712.123 Ajustado Altura elipse 3853.847 Ajustado P10 Este 491685.000 Ajustado RESTITUCION FOTOGRAMETRICA DIGITAL PARA LA GENERACIÓN DE UN MAPA FISIOGRÁFICO Y USO ACTUAL DE LA TIERRA Página 31 de 63 PROYECTO DE GRADO – FACULTAD DE TECNOLOGIA – TOPOGRAFIA Y GEODESIA – UMSA VLADIMIR JARANDILLA ALTUZARRA Norte 8263812.300 Ajustado Altura elipse 4106.645 Ajustado P11 Este 492300.948 Ajustado Norte 8264681.646 Ajustado Altura elipse 4098.O34 Ajustado P12 Este 490671.980 Ajustado Norte 8261447.324 Ajustado Altura elipse 3888.093 Ajustado P13 Este 491325.536 Ajustado Norte 8259798.273 Ajustado Altura elipse 3840.307 Ajustado P14 Este 493540.589 Ajustado Norte 8263603.784 Ajustado Altura elipse 4167.444 Ajustado P15 Este 493043.200 Ajustado Norte 8257792.910 Ajustado Altura elipse 3832.847 Ajustado P16 Este 494275.484 Ajustado Norte 8260262.049 Ajustado Altura elipse 4083.555 Ajustado P17 Este 497087.262 Ajustado Norte 8260643.111 Ajustado Altura elipse 4384.641 Ajustado P18 Este 494070.349 Ajustado Norte 8256450.506 Ajustado Altura elipse 3839.824 Ajustado P19 Este 495562.083 Ajustado Norte 8256915.647 Ajustado Altura elipse 3865.143 Ajustado P20 Este 497696.087 Ajustado Norte 8257530.436 Ajustado Altura elipse 3952.744 Ajustado P21 Este 494642.601 Ajustado Norte 8258877.840 Ajustado Altura elipse 4001.475 Ajustado 3.2.3 Fase 3: Trabajo de gabinete En esta fase del proyecto consistió en procesar toda información recogida durante la etapa preliminar y el trabajo de campo, que fue sometida a procesamientos y tabulaciones de los datos, los cuales no solo permitieron presentar una descripción literal, cartográfica, sino también a la interpretación de los diferentes hechos. PROYECCIÓN Clase de proyección: Transverse_Mercator latitude_of_origin 0° 00' 00.00000"N central_meridian 69° 00' 00.00000"W scale_factor 0.999600000000 false_easting 500000.000 m false_northing 10000000.000 m SISTEMA DE COORDENADAS Nombre: distrito_carabuco Tipo: Proyectado Nombre de la unidad: Metros Metros por unidad: 1 Datum vertical: Elipsoide Unidad vertical: Metros Metros por unidad: 1 RESTITUCION FOTOGRAMETRICA DIGITAL PARA LA GENERACIÓN DE UN MAPA FISIOGRÁFICO Y USO ACTUAL DE LA TIERRA Página 32 de 63 PROYECTO DE GRADO – FACULTAD DE TECNOLOGIA – TOPOGRAFIA Y GEODESIA – UMSA VLADIMIR JARANDILLA ALTUZARRA 3.2.3.1 Proceso de rectificación fotogramétrica digital aplicando el software ERDAS LPS El proceso de rectificación, es una técnica fotogramétrica en la cual se cambia la proyección cónica de una fotografía a una proyección ortogonal donde su principal ventaja es la obtención de una escala uniforme, con la consiguiente posibilidad de medición, para esta etapa del proyecto se utilizó el software ERDAS IMAGINE 2011 (LPS), donde se siguió la siguientemetodología: a) Creación del proyecto Se ingresó al software ERDAS LPS y se definió un proyecto con el nombre “distrito_carabuco”, que se lo direcciono dentro de la carpeta, con el fin de guardar todos los archivos creados en el proceso de generación de la ortofoto (VER FIG. N°20). FIGURA N°19: CREACIÓN DEL PROYECTO EN LPS Posteriormente se definió el tipo de cámara analógica (frame camera) y se precisó el tipo de proyección (UTM/DATUM WGS84/ZONA 19 SUR) FIGURA N°20: FRAME CAMERA (TIPO DE CÁMARA) Subsiguientemente se especificó los parámetros de la cámara en función a los datos proporcionados, introduciendo la distancia focal y coordenadas de las marcas fiduciales, parámetros de rotación, etc. FIGURA N°21: PARÁMETROS DE LA CÁMARA RESTITUCION FOTOGRAMETRICA DIGITAL PARA LA GENERACIÓN DE UN MAPA FISIOGRÁFICO Y USO ACTUAL DE LA TIERRA Página 33 de 63 PROYECTO DE GRADO – FACULTAD DE TECNOLOGIA – TOPOGRAFIA Y GEODESIA – UMSA VLADIMIR JARANDILLA ALTUZARRA Una vez creado el proyecto, se adiciono las imágenes de las fotografías aéreas a rectificar (655, 656,657, 658 y 659). FIGURA N°22: ADICION DE FOTOGRAFÍAS AÉREAS A RECTIFICAR Realizado la primera parte de creación, definición de proyección e introducción de datos de la cámara y marcas fiduciales, en el software se habilito o pinto la primera columna (Pyr) de verde, para dar paso a la orientación interna. FIGURA N°23: ACTIVACIÓN DEL PROYECTO Y DE LA COLUMNA DE PROYECCION b) Orientación interna Etapa que consistió en la reconstrucción de los haces de rayo, la orientación interna está dada en función a las coordenadas del punto principal y coordenadas, proporcionadas en los datos de la cámara. Se ingresa a frame camera, se llama los parámetros de la cámara Zeiss RMK TOP, donde se desplego las coordenadas de las 4 marcas fiduciales y se procedió al marcado e identificación de cada marca fiducial, este paso se lo ejecuto en cada foto aérea de manera manual, para así obtener mayor exactitud (VER FIG. N°24). FIGURA N° 24: PROCESO DE ORIENTACIÓN INTERNA RESTITUCION FOTOGRAMETRICA DIGITAL PARA LA GENERACIÓN DE UN MAPA FISIOGRÁFICO Y USO ACTUAL DE LA TIERRA Página 34 de 63 PROYECTO DE GRADO – FACULTAD DE TECNOLOGIA – TOPOGRAFIA Y GEODESIA – UMSA VLADIMIR JARANDILLA ALTUZARRA Una vez terminado este proceso, se observó el RMS del reporte, donde era igual a 5.23 pixel, dato que tendría que estar debajo a 0.5 pixel; El valor reportado se justifica a razón que las fotografías presentan deformaciones debido al escaneo, desplazamiento por relieve y otros errores geométricos. Concluida esta etapa, automáticamente se habilito columna de orientación interna de color verde, dando paso a la orientación externa. FIGURA N°25: ACTIVACIÓN DE LA COLUMNA DE ORIENTACIÓN INTERNA c) Orientación externa La orientación externa tiene como objeto, generar el modelo estereoscópico proporcionando a los puntos de control idénticas características geométricas y ubicación a las correspondientes del terreno. Constituyen dos subtipos de orientaciones: Relativa: procedimiento mediante el cual se obtiene la intersección de los pares de rayos homólogos. Así se forma el modelo plástico tridimensional (en el espacio). Absoluta, mediante la cual se trata de aportar al modelo una escala adecuada, ubicarlo planimétricamente en la posición que le corresponde y nivelarlo, para determinar su ubicación altimétrica con respecto a un plano de referencia. Es decir el proceso de nivelar, dar escala y ubicación planimétrica al modelo. La orientación externa, reconstruye a escala las condiciones de la toma fotográfica. Para efectuar la orientación externa en el software LPS, se ingresa al icono (Selec Point Measurement Tool), habilitando la opción (Clasic Point Measurement Tool) y ok (VER FIG. N°26). FIGURA N°26: PROCESO DE CONFIGURACION DE LA ORIENTACION EXTERNA Se habilito las dos primeras fotografías 659 y 658, donde se pudo apreciar que no presento ningún tipo de información (VER FIG. N°27). FIGURA N°27: PAR FOTOGRAMÉTRICO FOTOS 659 Y 658 RESTITUCION FOTOGRAMETRICA DIGITAL PARA LA GENERACIÓN DE UN MAPA FISIOGRÁFICO Y USO ACTUAL DE LA TIERRA Página 35 de 63 PROYECTO DE GRADO – FACULTAD DE TECNOLOGIA – TOPOGRAFIA Y GEODESIA – UMSA VLADIMIR JARANDILLA ALTUZARRA Para la orientación externa, se ubicó los puntos de control de terreno en ambas fotos, se habilitando el icono y se procedió a marcar los puntos en común en ambas fotografías, para posterior introducir las coordenadas (X) reference, (Y) reference y (Z) reference (VER FIG. N°28). FIGURA N°28: PAR FOTOGRAMÉTRICO, GEOREFERENCIACION DE PUNTOS EN COMÚN EN TERRENO Este proceso de georeferenciación de las fotos, se la efectuó intercalando cada fotografía en función a la sobreposicion existente en estas. FIGURA N°29: PROCESO DE GEOREFERENCIACIÓN DE LAS FOTOS Luego de realizar la identificación y marcado de puntos se realizó la generación de puntos de paso d) Generación de puntos de paso Los puntos de paso, son puntos homólogos o semejantes en la fotografía, donde el software Erdas LPS lo genero automáticamente. Para esta operación se ingresó al icono (Automatic The Point Generation Properties), se introdujo 25 puntos para que genera el software. RESTITUCION FOTOGRAMETRICA DIGITAL PARA LA GENERACIÓN DE UN MAPA FISIOGRÁFICO Y USO ACTUAL DE LA TIERRA Página 36 de 63 PROYECTO DE GRADO – FACULTAD DE TECNOLOGIA – TOPOGRAFIA Y GEODESIA – UMSA VLADIMIR JARANDILLA ALTUZARRA Como reporte de la generación de puntos de paso se denoto 79, también se cuantifico en forma porcentual la correlación de sobreposicion en puntos de paso existentes, donde las fotos de los extremos presentaron un valor del 92% y las intermedias del 100%. FIGURA N°30: GENERACION DE PUNTOS DE PASO e) Aerotriangulación La aerotriangulación, se refiere a la densificación de puntos de control a partir de puntos de control obtenidas en el terreno. Se ingresó al icono (triangulation properties), donde se procesó con (Run) y se identificó el error de convergencia RMS = 0.78, valor aceptable debido a que el RMS debe ser menor a un pixel. FIGURA N°31: PROCESO DE AEROTRIANGULACION Se aceptó el ajuste haciendo clic en Accept (aceptar) y Update (actualizar), para restablecer la orientación externa, donde se observó que automáticamente se calculó todas las coordenadas de los puntos de paso. FIGURA N°32: AEROTRIANGULACION (DENSIFICACIÓN DE PUNTOS POR EL SOFTWARE AUTOMÁTICAMENTE RESTITUCION FOTOGRAMETRICA DIGITAL PARA LA GENERACIÓN DE UN MAPA FISIOGRÁFICO Y USO ACTUAL DE LA TIERRA Página 37 de 63 PROYECTO DE GRADO – FACULTAD DE TECNOLOGIA – TOPOGRAFIA Y GEODESIA – UMSA VLADIMIR JARANDILLA ALTUZARRA FIGURA N°33: PUNTOS DE CONTROL O DE PASE EN LA FAJA FOTOGRAFICA Terminada esta operación, automáticamente se pintó la columna de orientación externa de color verde, dando paso a la generación del DTM. f) Generación del modelo MDT Para generar el modelo MDT, se ingresó a la (columna de DTM) el cual nos habilito el cuadro DTM extracción (extracción del MDT), en el cual se direcciono y dio nombre al archivo (img), paralelamente se proporcionó el tamaño de pixel de 0,5 metros en el recuadro DTM Cell Sice, se presionó la opción (Run) llegando así a generar nuestro DTM. FIGURA N°34: CONFIGURACION PARA LA GENERACION DEL MDT finalmente, nos mostro la columna de DTM en color verde, facilitando el paso para generar las ortofotos. FIGURA N°35: MODELO DIGITAL DEL TERRENO RESTITUCION FOTOGRAMETRICA DIGITAL PARA LA GENERACIÓN DE UN MAPA FISIOGRÁFICO Y USO ACTUAL DE LA TIERRA Página 38 de 63 PROYECTO DE GRADO – FACULTAD DE TECNOLOGIA – TOPOGRAFIA Y