Introducción a las ciencias que estudian la geometría de la superficie terrestre / José Juan de Sanjosé Blasco, Josefina García León, Mariló López González.

CONTENIDO
INTRODUCCION A LA GEODESIA 1
INDICE 3
CAPITULO 1: INTRODUCCION 7
1. ¿QUE ES LA GEODESIA? 7
2. BREVE HISTORIA DE LA GEODESIA 8
3. LA FORMA DE LA TIERRA 11
4. INTRODUCCION A LOS SISTEMAS GEODESICOS 12
5. RELACION DE LA GEODESIA CON OTRAS CIENCIAS 13
CAPITULO 2: CONCEPTOS GENERALES 15
1. SISTEMAS GEODESICOS 15
1.1. Coordenadas Astronómicas. Coordenadas Geográficas 15
1.2. Coordenadas Geodésicas18
1.3. La tercera coordenada 19
2. DATUM. ORIENTACION DEL GEOIDE Y EL ELIPSOIDE 20
2.1. Desviación de la vertical 21
2.1.1. Cálculo de la desviación relativa de la vertical 21
3. CONSIDERACIONES SOBRE EL ELIPSOIDE 23
4. EL CAMPO GRAVITATORIO. EL GEOIDE 25
4.1. Estudio del potencial de la gravedad 28
4.2. Superficies equipotenciales del campo de la gravedad 31
CAPITULO 3: LAS REDES GEODESICAS 33
1. GENERALIDADES DE LAS REDES GEODESICAS 33
2. PRECISION Y BONDAD DE LAS REDES GEODESICAS: REDUNDANCIA 36
3. TRIANGULACION 39
3.1. Generalidades 39
3.2. Cálculo de una triangulación 40
3.3. El triángulo geodésico 41
4. LA RED GEODESICA ESPAÑOLA 42
4.1. Historia de la Red Geodésica Española 43
S. GEODESIA ESPACIAL. LAS NUEVAS REDES 45
5.1. Fundamentos de los métodos y las técnicas de la Geodesia Espacial 45
CAPITULO 4: LOS MODELOS MATEMATICOS 49
1. FUNDAMENTOS: ACCIDENTALIDAD Y SISTEMATISMO 49
1.1. Efectos sistemáticos 50
1.2. Efectos accidentales 51
1.3. Leyes de propagación, precisión y pesos 53
2. FORMULACION Y AJUSTE DE LOS MODELOS. COMPENSACION MINIMOS CUADRADOS 54
2.1. Formulación general de los modelos 54
2.1.1. Primer caso: Matriz de rango completo 55
2.1.2. Segundo caso: Matriz deficiente de rango 55
2.2. Ajuste de los modelos 59
2.2.1. Ecuaciones de observación 60
2.2.2. Ecuaciones de observación por condiciones 62
2.2.3. Ajuste mixto con condiciones y parámetros 67
2.2.4. Ajuste mixto con parámetros ponderados 72
2.3. Modelos lineales con defecto de rango 75
2.3.1. Establecimiento general 75
2.3.2. La resolución de la inversión 76
2.3.2.1. Inversas generalizadas 76
2.3.2.2. Ajuste por constreñimientos 77
3. CONSIDERACIONES FINALES 78
CAPITULO 5: TRATAMIENTO DE REDES GEODESICAS 79
1. CONSIDERACIONES DEL DISEÑO DE UNA RED GENERICA 79
2. DISEÑO DE UNA RED 80
2.1. Forma de los triángulos 80
2.2. Optimización de las redes geodésicas 83
2.3. Precisión y fiabilidad de la red 84
3. OBSERVACION DE LAS REDES 85
BIBLIOGRAFIA 87
CARTOGRAFIA 89
INDICE 91
CAPITULO 1: REPRESENTACION DE LA PLANIMETRIA Y ALTIMETRIA 95
1. INTRODUCCION 95
2. DIFERENCIA ENTRE MAPA Y PLANO. CONCEPTO DE ESCALA 96
3. LIMITE DE PERCEPCION VISUAL. GENERALIZACION Y SIMBOLOS 98
4. SISTEMAS DE REPRESENTACION. PLANOS ACOTADOS 99
CAPITULO 2: PROYECCIONES CARTOGRAFICAS 103
1. GENERALIDADES DE LAS PROYECCIONES 103
2. PROYECCIONES PERSPECTIVAS 106
2.2. Proyección escenográfica 108
2.2.1. Proyección escenográfica oblicua 108
2.2.2. Proyección escenográfica polar 109
2.2.3. Proyección escenográfica ecuatorial 110
2.3. Proyección estereográfica 110
2.3.1. Proyección estereográfica oblicua 110
2.3.2. Proyección estereográfica polar 111
2.3.3. Proyección estereográfica ecuatorial 112
2.4. Proyección gnomónica 113
2.4.1. Proyección gnomónica oblicua 113
2.4.2. Proyección gnomónica polar 114
2.4.3. Proyección gnomónica ecuatorial 115
2.5. Proyección ortográfica 115
2.5.1. Proyección ortográfica oblicua 116
2.5.2. Proyección ortográfica polar 117
2.5.3. Proyección ortográfica ecuatorial 117
3. PROYECCIONES DESARROLLABLES 118
3.1. Proyecciones cónicas. Proyección conforme de Lambert 119
3.2. Proyecciones cilíndricas 121
3.2.1. Proyección conforme de Mercator 122
3.2.2. Proyección Universal Transversa Mercator: U.T.M. 123
4. PROYECCION POLIEDRICA 127
CAPITULO 3: REPRESENTACION CARTOGRAFICA DE LOS ELEMENTOS TERRESTRES 131
1. INTRODUCCION 131
2. REPRESENTACION DEL RELIEVE 131
3. REPRESENTACION DE ACTUACIONES HUMANAS EN EL TERRITORIO 133
4. REPRESENTACION DE LA HIDROGRAFIA 135
5. REPRESENTACION DE LA VEGETACION Y LOS CULTIVOS 136
6. REPRESENTACION DE LA ROTULACION Y TOPONIMIA 138
CAPITULO 4: PRODUCCION CARTOGRAFICA DE ESPAÑA 141
1 INSTITUTO GEOGRAFICO NACIONAL 141
2 SERVICIO GEOGRAFICO DEL EJERCITO 142
3 INSTITUTO GEOLOGICO Y MINERO 143
4. MINISTERIO DE ECONOMIA Y HACIENDA 144
5. MINISTERIO DE AGRICULTURA, PESCA Y ALIMENTACION 144
6. MINISTERIO DE FOMENTO 145
7. CARTOGRAFIA REALIZADA POR LAS COMUNIDADES AUTONOMAS 145
8. OTRAS CARTOGRAFIAS EXISTENTES EN ESPAÑA 145
8.1. Planos de población 145
8.2. Planos para la realización de proyectos 146
8.3. Mapas temáticos 147
BIBLIOGRAFIA 151
FOTOGRAMETRIA 153
INDICE 155
CAPITULO 1: CONDICIONANTES FISICOS Y GEOMETRICOS DE LA FOTOGRAMETRIA 159
1 INTRODUCCION 159
2. PRINCIPALES COMPONENTES DE LA FOTOGRAMETRIA AEREA 160
2.1. El avión y su tripulación 160
2.2. La cámara métrica 162
2.3. La película fotográfica 165
3. GEOMETRIA DE LA FOTOGRAFIA VERTICAL 168
3.1. Características de la fotografía 168
3.2. Errores en la formación métrica de la fotografía aérea 169
3.3. Paso de coordenadas del comparador al terreno 174
3.4. Escala de la fotografía y escala de la cartografía 175
3.5. Pasadas y recubrimientos fotogramétricos 178
CAPITULO 2: ESTEREOSCOPIA: CONCEPTOS, MEDICION E INSTRUMENTACION 181
1. LA VISION ESTEREOSCOPICA NATURAL 181
2. LA VISION ESTEREOSCOPICA ARTIFICIAL 183
2.6. Instrumentos para la visión estereoscópica 184
2.6.1. Estereoscopio de refracción 184
2.6.2. Estereoscopio de reflexión 185
2.6.3. Anaglifo 186
2.7. Colocación de las fotografías para la visión estereoscópica 186
3. LA PARALAJE ESTEREOSCOPICA 188
3.1. Concepto de paralaje. Barra de paralaje 188
3.2. Medida de la paralaje 190
3.3. Ecuaciones de la paralaje 191
CAPITULO 3: LA RESTITUCION FOTOGRAMETRICA Y LA INTERPRETACION FOTOGRAMETRICA 195
1. RESTITUCION Y AJUSTE DE UN PAR FOTOGRAMETRICO 195
1.1. Restitución 195
1.2. Ajuste del par fotogramétrico 196
1.2.1. Orientación relativa 197
1.2.2. Ajuste de la escala del modelo 201
1.2.3. Orientación absoluta 204
2. PUNTOS DE APOYO 207
3. LA INTERPRETACION DE LAS FOTOGRAFIAS AEREAS 209
3.1. Interpretación del relieve 210
3.2. Interpretación de las actuaciones humanas sobre el terreno 210
3.3. Interpretación de la hidrología 211
3.4. Interpretación de la vegetación y los cultivos 211
4. CONDICIONES PARA REALIZAR FOTOGRAMETRIA AEREA 212
4.1. Condiciones generales del vuelo fotogramétrico 212
4.2. Condiciones de la cámara métrica 213
4.3. Condiciones del material fotográfico 213
4.4. Condiciones geométricas de la fotografía 213
CAPITULO 4: FOTOGRAMETRIA TERRESTRE 215
1. GENERALIDADES 215
2. TIPOS DE CAMARAS PARA FOTOGRAMETRIA TERRESTRE 216
3. ECUACIONES DE LA PARALAJE EN FOTOGRAMETRIA TERRESTRE 217
4. INCONVENIENTES DE LA FOTOGRAMETRIA TERRESTRE 219
BIBLIOGRAFIA 223
INSTRUMENTOS 225
INDICE 227
CAPITULO 1: PRESENTACION DE LOS INSTRUMENTOS TOPOGRAFICOS. LA CINTA METRICA 231
1. INTRODUCCION 231
2. LA CINTA METRICA 232
3. ELEMENTOS NECESARIOS EN UNA MEDICION TOPOGRAFICA 234
3.6. Tipos de señalización 234
3.7. Trípodes 236
CAPITULO 2: COMPONENTES DE UN GONIOMETRO 239
1. INTRODUCCION 239
2. PLOMADA OPTICA 241
3. PLATAFORMA NIVELANTE 242
4. TORNILLOS DE PRESION Y COINCIDENCIA 242
5. NIVELES DEL GONIOMETRO 244
5.1. Sensibilidad de un nivel 244
5.2. Clasificación de los niveles 245
5.2.1. Niveles tóricos 245
5.2.2. Niveles esféricos 246
5.2.3. Niveles de eclímetro 247
5.3. Comprobación y corrección de un nivel 247
6. ANTEOJO DEL GONIOMETRO 248
6.1. Tipos de anteojos 248
6.2. Aumentos de un anteojo 250
7. LIMBOS DEL GONIOMETRO 250
7.1. Apreciación de los limbos 251
7.2. Clasificación de los limbos 251
7.2.1. Limbos horizontales 251
7.2.2. Limbos verticales 253
8. ESTACIONAMIENTOS DE UN GONIOMETRO 253
CAPITULO 3: EL TEODOLITO 257
1. INTRODUCCION 257
2. MEDIDA CLASICA DE ANGULOS 258
2.1. El nonius 259
2.2. El micrómetro 260
3. MEDIDA ELECTRONICA DE DISTANCIAS 262
3.5. Medida incremental 262
3.6. Medida estática 264
3.7. Medida dinámica 264
4. ERRORES ANGULARES 265
4.5. Error de verticalidad 267
4.6. Error de dirección 268
4.7. Error de puntería 270
4.8. Error de lectura 272
4.9. Error angular total 272
5. METODOS PARA AUMENTAR LA PRECISION ANGULAR 273
5.1. Regla de Bessel 273
5.2. Método de repetición 274
5.3. Método de reiteración 276
CAPITULO 4: LA BRUJULA TAQUIMETRICA 279
1. INTRODUCCION 279
2. EL CAMPO MAGNETICO TERRESTRE 280
3. TIPOS DE BRUJULAS 281
4. DECLINACION DE UNA BRUJULA 282
CAPITULO 5: LOS MEDIDORES ESTADIMETRICOS DE DISTANCIAS. EL TAQUIMETRO 285
1. INTRODUCCION 285
2. LAS MIRAS 286
3. FUNDAMENTO DE LA ESTADIA 287
4. LOS HILOS ESTADIMERICOS 288
5. ESTADIMETROS DE PRIMERA CATEORIA 289
5.1. El taquímetro 289
5.2. Taquímetros autorreductores 292
6. ESTADIMETROS DE SEGUNDA CATEGORIA 294
CAPITULO 6: LOS MEDIDORES ELECTRONICOS DE DISTANCIAS. EL DISTANCIOMETRO 297
1. INTRODUCCION 297
2. CLASIFICACION DE LOS MEDIDORES ELECTRONICOS DE DISTANCIA 297
2.1. Aparatos electromagnéticos. Telurómetros 298
2.2. Aparatos electroópticos. Geodímetros y distanciómetros 298
3. SISTEMAS DE MEDICION DE DISTANCIAS 299
3.1. Instrumentos de tiempo transcurrido 301
3.2. Instrumentos de comparación de fases 301
3.2.1. Método para la determinación de m 303
3.2.2. Método para la determinación del desfase 307
4. ERROR STANDARD EN LA MEDICION DE DISTANCIAS ELECTRONICAS 308
4.1. Errores proporcionales a la distancia 309
4.1.1. Indice de refracción 309
4.1.2. Frecuencia de modulación 312
4.2. Errores no proporcionales a la distancia 312
4.2.1. Error cíclico 312
4.2.2. Constante de equipo 313
4.3. Precisión de un distanciómetro 315
5. EVOLUCION DE LA DISTANCIOMETRIA ELECTRONICA 316
6. TIPOS DE REFLECTORES 319
CAPITULO 7: EL NIVEL 323
1. INTRODUCCION 323
2. SUPERFICIES DE REFERENCIA 323
3. TIPOS DE NIVELES 329
3.1. Niveles automáticos 330
3.2. Niveles láser 332
3.3. Niveles electrónicos de código de barras 333
BIBLIOGRAFIA 335
METODOS TOPOGRAFICOS 337
INDICE 339
CAPITULO 1: METODOS ALTIMETRICOS 343
1. INTRODUCCION 343
2. NIVELACION TRIGONOMETRICA 343
2.1. Nivelación trigonométrica de tramos cortos 344
2.2. Nivelación trigonométrica de tramos largos 347
2.3. Nivelación trigonométrica observaciones recíprocas y simultaneas 350
3. NIVELACION GEOMETRICA 352
3.1. Itinerario o nivelación compuesta 353
3.2. Cálculo de errores 354
3.3. Compensación de la nivelación 356
CAPITULO 2: METODOS PLANIMETRICOS 361
1. INTRODUCCION 361
2. RADIACION 368
2.1. Errores a priori en el método de radiación 369
3. POLIGONACION 374
3.1. Clasificación de las poligonales 374
3.2. Observación de una poligonal 375
3.3. Poligonal orientada o desorientada 377
3.4. Errores a priori en el método de poligonal 385
3.5. Error de cierre 388
4. TRIANGULACION 395
4.1. Introducción 395
4.2. Intersección directa 396
4.2.1. Observación de campo 397
4.2.2. Cálculo de una intersección directa 397
4.2.3. Incertidumbre del método 399
4.3. Intersección inversa 405
4.4. Trilateración 409
4.4.1. Introducción 409
4.4.2. Error previsible en trilateración 412
CAPITULO 3: EL LEVANTAMIENTO TOPOGRAFICO 415
1. INTRODUCCION 415
2. LEVANTAMIENTO POR TOPOGRAFIA CLASICA 416
2.1. Radiación 416
2.2. Poligonación 417
2.3. Triangulación 418
2.4. Nivelación 419
3. LEVANTAMIENTOS ESPECIALES 423
4. LEVANTAMIENTOS POR FOTOGRAMETRIA 425
5. LEVANTAMIENTOS FUTUROS 425
CAPITULO 4: DETERMINACION DE PERFILES, SUPERFICIES Y CUBICACIONES 427
1. REPRESENTACION DE PERFILES 427
1.1. Planta 427
1.2. Perfil longitudinal 428
1.2.1. Métodos de obtención de un perfil longitudinal 430
1.3. Perfiles transversales 431
1.3.1. Métodos de obtención de perfiles transversales 431
2. CALCULO DE SUPERFICIES 432
2.1. Cálculo de superficies por coordenadas 432
2.2. Cálculo de superficies por descomposición de figuras en otras más simples 433
2.3. Fórmula del trapecio 434
2.4. Cálculo de la superficie por cuadrícula 435
2.5. Cálculo de la superficie con planímetro 435
2.6. Cálculo de la superficie por digitalización 436
3. CUBICACIONES 436
3.1. Cubicación por curvas de nivel 436
3.2. Cubicación por perfiles transversales 440
3.2.1. Ambos perfiles son de desmonte o de terraplén 441
3.2.2. Un perfil es de desmonte y otro de terraplén 442
3.2.3. Perfiles a media ladera y coincidente su línea de paso 449
3.2.4. Perfiles a media ladera y no coincidente su línea de paso 450
3.3. Cubicación por cuadrícula o retículas ortogonales 452
CAPITULO 5: REPLANTEO 457
1. INTRODUCCION 457
2. INSTRUMENTOS PARA EL REPLANTEO 457
3. SEÑALIZACION DEL REPLANTEO 458
4. METODOS DE REPLANTEO 459
4.1. Replanteo por polares 459
4.2. Replanteo por bisección angular 460
4.3. Replanteo por intersección de distancias 461
5. FIGURAS GEOMETRICAS A REPLANTEAR 462
5.1. Alineaciones rectas 462
5.2. Curvas circulares 462
5.2.1. Elementos de una curva circular 463
5.2.2. Cálculo de coordenadas absolutas 465
5.3. Curvas de transición. Clotoide 469
5.3.1. Elementos de la clotoide 470
5.3.2. Fórmulas básicas de la clotoide 471
5.3.3. Replanteo de la clotoide 473
5.4. Curvas de acuerdo vertical entre rectas 476
5.4.1. Elementos del acuerdo circular 476
5.4.2. Fórmulas básicas del acuerdo vertical 477
BILIOGRAFIA 481