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La agrimensura o agrimensura es la técnica, profesión, arte y ciencia de determinar las posiciones terrestres bidimensionales o tridimensionales de puntos y las distancias y ángulos entre ellos. Estos puntos suelen estar en la superficie de la Tierra y a menudo se utilizan para establecer mapas y límites de propiedad , ubicaciones, como las posiciones diseñadas de los componentes estructurales para la construcción o la ubicación en la superficie de características del subsuelo, u otros fines requeridos por el gobierno. o derecho civil, como la venta de propiedades. [1]
Un profesional en agrimensura se llama agrimensor .
Los agrimensores trabajan con elementos de geodesia , geometría , trigonometría , análisis de regresión , física , ingeniería, metrología , lenguajes de programación y derecho. Utilizan equipos, como estaciones totales , estaciones totales robóticas, teodolitos , receptores GNSS , retrorreflectores , escáneres 3D , sensores LiDAR , radios, inclinómetros , tabletas portátiles, niveles ópticos y digitales , localizadores del subsuelo, drones, SIG y software topográfico.
La topografía ha sido un elemento en el desarrollo del entorno humano desde el comienzo de la historia registrada . Se utiliza en la planificación y ejecución de la mayoría de las formas de construcción . También se utiliza en transporte, comunicaciones, cartografía y definición de límites legales para la propiedad de la tierra. Es una herramienta importante para la investigación en muchas otras disciplinas científicas.
La Federación Internacional de Agrimensores define la función de la topografía de la siguiente manera: [2]
Un topógrafo es una persona profesional con las calificaciones académicas y la experiencia técnica para realizar una o más de las siguientes actividades;
- determinar, medir y representar terrenos, objetos tridimensionales, campos de puntos y trayectorias;
- Reunir e interpretar información territorial y geográficamente relacionada.
- utilizar esa información para la planificación y administración eficiente de la tierra, el mar y cualquier estructura en ellos; y,
- realizar investigaciones sobre las prácticas mencionadas y desarrollarlas.
La topografía se ha realizado desde que los humanos construyeron las primeras grandes estructuras. En el antiguo Egipto , una camilla de cuerda utilizaba una geometría simple para restablecer los límites después de las inundaciones anuales del río Nilo . La cuadratura casi perfecta y la orientación norte-sur de la Gran Pirámide de Giza , construida c. 2700 aC , afirma el dominio de los egipcios en materia de topografía. El instrumento groma se originó en Mesopotamia (principios del primer milenio antes de Cristo). [3] El monumento prehistórico de Stonehenge ( c. 2500 a. C. ) fue trazado por topógrafos prehistóricos utilizando geometría de clavijas y cuerdas. [4]
El matemático Liu Hui describió formas de medir objetos distantes en su obra Haidao Suanjing o The Sea Island Mathematical Manual , publicada en el año 263 d.C.
Los romanos reconocieron la agrimensura como una profesión. Establecieron las medidas básicas bajo las cuales se dividió el Imperio Romano, como un registro fiscal de las tierras conquistadas (300 d.C.). [5] Los topógrafos romanos eran conocidos como Gromatici .
En la Europa medieval, superar los límites mantenía los límites de un pueblo o parroquia. Esta era la práctica de reunir a un grupo de residentes y caminar por la parroquia o el pueblo para establecer una memoria comunitaria de los límites. Se incluyeron niños pequeños para garantizar que el recuerdo durara el mayor tiempo posible.
En Inglaterra, Guillermo el Conquistador encargó el Libro de Domesday en 1086. Registró los nombres de todos los propietarios de tierras, el área de tierra que poseían, la calidad de la tierra e información específica sobre el contenido y los habitantes del área. No incluía mapas que mostraran ubicaciones exactas.
Abel Foullon describió una mesa plana en 1551, pero se cree que el instrumento ya se utilizaba antes, ya que su descripción es la de un instrumento desarrollado.
La cadena de Gunter fue introducida en 1620 por el matemático inglés Edmund Gunter . Permitió inspeccionar y trazar con precisión parcelas de tierra con fines legales y comerciales.
Leonard Digges describió un teodolito que medía ángulos horizontales en su libro Una práctica geométrica llamada Pantometria (1571). Joshua Habermel ( Erasmus Habermehl ) creó un teodolito con brújula y trípode en 1576. Johnathon Sission fue el primero en incorporar un telescopio a un teodolito en 1725. [6]
En el siglo XVIII se empezaron a utilizar técnicas e instrumentos modernos de topografía. Jesse Ramsden introdujo el primer teodolito de precisión en 1787. Era un instrumento para medir ángulos en los planos horizontal y vertical. Creó su gran teodolito utilizando un preciso motor divisor de su propio diseño. El teodolito de Ramsden representó un gran paso adelante en la precisión del instrumento. William Gascoigne inventó un instrumento que utilizaba un telescopio con una mira instalada como dispositivo objetivo, en 1640. James Watt desarrolló un medidor óptico para medir distancias en 1771; medía el ángulo paraláctico a partir del cual se podía deducir la distancia a un punto.
El matemático holandés Willebrord Snellius (también conocido como Snel van Royen) introdujo el uso sistemático moderno de la triangulación . En 1615 examinó la distancia entre Alkmaar y Breda , aproximadamente 72 millas (116 km). Subestimó esta distancia en un 3,5%. La encuesta era una cadena de cuadrángulos que contenían 33 triángulos en total. Snell mostró cómo se podían corregir fórmulas planas para tener en cuenta la curvatura de la Tierra . También mostró cómo resecar , o calcular, la posición de un punto dentro de un triángulo usando los ángulos formados entre los vértices en el punto desconocido. Estos podían medirse con mayor precisión que las orientaciones de los vértices, que dependían de una brújula. Su trabajo estableció la idea de inspeccionar una red primaria de puntos de control y luego localizar puntos subsidiarios dentro de la red primaria. Entre 1733 y 1740, Jacques Cassini y su hijo César emprendieron la primera triangulación de Francia. Incluían un nuevo estudio del arco meridiano , que condujo a la publicación en 1745 del primer mapa de Francia construido sobre principios rigurosos. En ese momento, los métodos de triangulación estaban bien establecidos para la elaboración de mapas locales.
No fue hasta finales del siglo XVIII que estudios detallados de redes de triangulación cartografiaron países enteros. En 1784, un equipo del Ordnance Survey de Gran Bretaña del general William Roy comenzó la Triangulación Principal de Gran Bretaña . Para este estudio se construyó el primer teodolito Ramsden. El estudio finalmente se completó en 1853. El Gran Estudio Trigonométrico de la India comenzó en 1801. El estudio indio tuvo un enorme impacto científico. Fue responsable de una de las primeras mediciones precisas de una sección de un arco de longitud y de las mediciones de la anomalía geodésica. Nombró y cartografió el Monte Everest y los otros picos del Himalaya. La topografía se convirtió en una ocupación profesional de gran demanda a principios del siglo XIX con el inicio de la Revolución Industrial . La profesión desarrolló instrumentos más precisos para ayudar en su trabajo. Los proyectos de infraestructura industrial utilizaron agrimensores para trazar canales , carreteras y vías férreas.
En Estados Unidos, la Ordenanza de Tierras de 1785 creó el Sistema Público de Estudio de Tierras . Formó la base para dividir los territorios occidentales en secciones para permitir la venta de tierras. El PLSS dividió los estados en cuadrículas de municipios que a su vez se dividieron en secciones y fracciones de secciones. [1]
Napoleón Bonaparte fundó el primer catastro de Europa continental en 1808. Éste recopiló datos sobre el número de parcelas de tierra, su valor, uso de la tierra y nombres. Este sistema pronto se extendió por Europa.
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Robert Torrens introdujo el sistema Torrens en Australia del Sur en 1858. Torrens tenía la intención de simplificar las transacciones de tierras y proporcionar títulos confiables a través de un registro de tierras centralizado. El sistema Torrens fue adoptado en varias otras naciones del mundo de habla inglesa. La topografía se volvió cada vez más importante con la llegada de los ferrocarriles en el siglo XIX. Era necesario realizar estudios para que los ferrocarriles pudieran planificar rutas tecnológica y financieramente viables.
A principios de siglo, los topógrafos habían mejorado las cadenas y cuerdas más antiguas, pero aún enfrentaban el problema de medir con precisión largas distancias. Trevor Lloyd Wadley desarrolló el telurómetro durante la década de 1950. Mide largas distancias utilizando dos transmisores/receptores de microondas. [7] A finales de la década de 1950, Geodimeter introdujo equipos electrónicos de medición de distancias (EDM). [8] Las unidades EDM utilizan un cambio de fase multifrecuencia de ondas de luz para encontrar una distancia. [9] Estos instrumentos eliminaron la necesidad de días o semanas de medición en cadena midiendo entre puntos a kilómetros de distancia de una sola vez.
Los avances en electrónica permitieron la miniaturización de la electroerosión. En la década de 1970 aparecieron los primeros instrumentos que combinaban la medición de ángulos y distancias, pasando a ser conocidos como estaciones totales . Los fabricantes agregaron más equipos gradualmente, lo que trajo mejoras en la precisión y velocidad de medición. Los principales avances incluyen compensadores de inclinación, registradores de datos y programas de cálculo a bordo.
El primer sistema de posicionamiento por satélite fue el sistema TRANSIT de la Marina de los EE. UU . El primer lanzamiento exitoso tuvo lugar en 1960. El objetivo principal del sistema era proporcionar información de posición a los submarinos con misiles Polaris . Los topógrafos descubrieron que podían utilizar receptores de campo para determinar la ubicación de un punto. La escasa cobertura de satélites y el gran equipo hicieron que las observaciones fueran laboriosas e inexactas. El uso principal fue establecer puntos de referencia en ubicaciones remotas.
La Fuerza Aérea de EE. UU. lanzó los primeros prototipos de satélites del Sistema de Posicionamiento Global (GPS) en 1978. El GPS utilizó una constelación más grande de satélites y mejoró la transmisión de señales, mejorando así la precisión. Las primeras observaciones GPS requirieron varias horas de observaciones mediante un receptor estático para alcanzar los requisitos de precisión del estudio. Las mejoras posteriores tanto en los satélites como en los receptores permitieron realizar levantamientos cinemáticos en tiempo real (RTK). Los estudios RTK proporcionan mediciones de alta precisión mediante el uso de una estación base fija y una segunda antena móvil. Se puede rastrear la posición de la antena móvil.
El teodolito , la estación total y el levantamiento GPS RTK siguen siendo los principales métodos en uso.
La teledetección y las imágenes satelitales continúan mejorando y abaratándose, lo que permite un uso más común. Entre las nuevas tecnologías destacadas se incluyen el escaneo tridimensional (3D) y los levantamientos topográficos basados en LIDAR . También está apareciendo la tecnología UAV junto con el procesamiento de imágenes fotogramétricas .
Los principales instrumentos topográficos utilizados en todo el mundo son el teodolito , la cinta métrica , la estación total , los escáneres 3D , el GPS / GNSS , el nivel y la varilla . La mayoría de los instrumentos se atornillan a un trípode cuando están en uso. Las cintas métricas se utilizan a menudo para medir distancias más pequeñas. También se utilizan escáneres 3D y diversas formas de imágenes aéreas.
El teodolito es un instrumento para medir ángulos. Utiliza dos círculos separados , transportadores o alidades para medir ángulos en el plano horizontal y vertical. Un telescopio montado sobre muñones se alinea verticalmente con el objeto objetivo. Toda la sección superior gira para alineación horizontal. El círculo vertical mide el ángulo que forma el telescopio con la vertical, conocido como ángulo cenital. El círculo horizontal utiliza una placa superior e inferior. Al comenzar el levantamiento, el topógrafo apunta el instrumento en una dirección conocida (rumbo) y sujeta la placa inferior en su lugar. Luego, el instrumento puede girar para medir la orientación con respecto a otros objetos. Si no se conoce el rumbo o se desea medir el ángulo directo, el instrumento se puede poner a cero durante la observación inicial. Luego leerá el ángulo entre el objeto inicial, el propio teodolito y el elemento con el que se alinea el telescopio.
El giroteodolito es una forma de teodolito que utiliza un giroscopio para orientarse en ausencia de marcas de referencia. Se utiliza en aplicaciones subterráneas.
La estación total es un desarrollo del teodolito con un dispositivo electrónico de medición de distancias (EDM). Se puede utilizar una estación total para nivelar cuando se coloca en el plano horizontal. Desde su introducción, las estaciones totales han pasado de ser dispositivos óptico-mecánicos a dispositivos totalmente electrónicos. [10]
Las modernas estaciones totales de primera línea ya no necesitan un reflector o prisma para devolver los pulsos de luz utilizados para las mediciones de distancia. Son completamente robóticos e incluso pueden enviar datos puntuales por correo electrónico a una computadora remota y conectarse a sistemas de posicionamiento por satélite , como el Sistema de Posicionamiento Global . Los sistemas GPS cinemáticos en tiempo real han aumentado significativamente la velocidad de los levantamientos y ahora tienen una precisión horizontal de 1 cm ± 1 ppm en tiempo real, mientras que verticalmente es aproximadamente la mitad de esa precisión, de 2 cm ± 2 ppm. [11]
Los levantamientos GPS se diferencian de otros usos del GPS en el equipo y los métodos utilizados. El GPS estático utiliza dos receptores colocados en posición durante un período de tiempo considerable. El largo período de tiempo permite al receptor comparar las mediciones a medida que los satélites orbitan. Los cambios a medida que los satélites orbitan también proporcionan a la red de medición una geometría bien condicionada. Esto produce una línea de base precisa que puede tener más de 20 km de largo. El levantamiento RTK utiliza una antena estática y una antena móvil. La antena estática sigue los cambios en las posiciones de los satélites y las condiciones atmosféricas. El topógrafo utiliza la antena móvil para medir los puntos necesarios para el estudio. Las dos antenas utilizan un enlace de radio que permite que la antena estática envíe correcciones a la antena móvil. Luego, la antena móvil aplica esas correcciones a las señales de GPS que recibe para calcular su propia posición. Los levantamientos RTK cubren distancias más pequeñas que los métodos estáticos. Esto se debe a que las condiciones divergentes más alejadas de la base reducen la precisión.
Los instrumentos topográficos tienen características que los hacen adecuados para determinados usos. Los constructores suelen utilizar teodolitos y niveles en lugar de topógrafos en los países del primer mundo. El constructor puede realizar tareas topográficas sencillas utilizando un instrumento relativamente económico. Las estaciones totales son caballos de batalla para muchos topógrafos profesionales porque son versátiles y confiables en todas las condiciones. Las mejoras de productividad de un GPS en levantamientos a gran escala los hacen populares para grandes proyectos de infraestructura o recopilación de datos. Las estaciones totales guiadas por robots de una sola persona permiten a los topógrafos medir sin necesidad de trabajadores adicionales para apuntar el telescopio o registrar datos. Una forma rápida pero costosa de medir áreas grandes es con un helicóptero, usando un GPS para registrar la ubicación del helicóptero y un escáner láser para medir el terreno. Para aumentar la precisión, los topógrafos colocan balizas en el suelo (a unos 20 km (12 millas) de distancia). Este método alcanza precisiones entre 5 y 40 cm (dependiendo de la altura de vuelo). [12]
Los topógrafos utilizan equipos auxiliares como trípodes y soportes para instrumentos; bastones y balizas utilizados con fines de avistamiento; EPI ; equipos de limpieza de vegetación; implementos de excavación para encontrar marcadores topográficos enterrados con el tiempo; martillos para colocación de marcadores en diversas superficies y estructuras; y radios portátiles para comunicación a través de largas líneas de visión.
Los agrimensores, los profesionales de la construcción, los ingenieros geomáticos y los ingenieros civiles que utilizan estaciones totales , GPS , escáneres 3D y otros datos recopilados utilizan el software de topografía terrestre para aumentar la eficiencia, la precisión y la productividad. El software de agrimensura es un elemento básico de la agrimensura contemporánea. [13]
Por lo general, gran parte, si no todos, los bocetos y algunos diseños de planos y planos de la propiedad inspeccionada los realiza el topógrafo, y casi todos los que trabajan en el área de redacción hoy (2021) utilizan software y hardware CAD tanto en PC como en PC. y cada vez más en recolectores de datos de nueva generación en el campo también. [14] El Gobierno Federal de los EE. UU. y agencias topográficas de otros gobiernos ofrecen en línea otras plataformas y herramientas informáticas comúnmente utilizadas por los topógrafos , como el National Geodetic Survey y la red CORS , para obtener correcciones y conversiones automatizadas de los datos GPS recopilados . y los propios sistemas de coordenadas de datos .
Los topógrafos determinan la posición de los objetos midiendo ángulos y distancias. También se miden los factores que pueden afectar la precisión de sus observaciones. Luego utilizan estos datos para crear vectores, rumbos, coordenadas, elevaciones, áreas, volúmenes, planos y mapas. Las mediciones suelen dividirse en componentes horizontales y verticales para simplificar el cálculo. Las mediciones GPS y astronómicas también necesitan la medición de un componente temporal.
Antes de los dispositivos láser EDM (medición electrónica de distancia), las distancias se medían utilizando diversos medios. En la América precolonial, los nativos usaban el "tiro de arco" como referencia de distancia ("hasta donde puede lanzarse una flecha con un arco", o "vuelos de un arco largo Cherokee"). [15] Los europeos utilizaban cadenas con eslabones de una longitud conocida, como la cadena de Gunter , o cintas métricas hechas de acero o invar . Para medir distancias horizontales, estas cadenas o cintas se tensaban para reducir la flacidez y la holgura. La distancia tuvo que ajustarse para la expansión del calor. También se intentaría mantener nivelado el instrumento de medición. Al medir una pendiente, es posible que el topógrafo tenga que "romper" (romper la cadena) la medición; utilice un incremento menor que la longitud total de la cadena. Se utilizaron cochecitos de bebé , o ruedas de medición, para medir distancias más largas, pero no con un alto nivel de precisión. La taqueometría es la ciencia de medir distancias midiendo el ángulo entre dos extremos de un objeto de tamaño conocido. A veces se usaba antes de la invención de la electroerosión, donde el terreno accidentado hacía que la medición en cadena no fuera práctica.
Históricamente, los ángulos horizontales se medían utilizando una brújula para proporcionar un rumbo magnético o acimut. Más tarde, los discos grabados con mayor precisión mejoraron la resolución angular. El montaje de telescopios con retículas encima del disco permitió una observación más precisa (ver teodolito ). Niveles y círculos calibrados permitieron medir ángulos verticales. Los verniers permitían medir hasta una fracción de grado, como ocurre con un tránsito de principios de siglo .
La mesa plana proporcionó un método gráfico para registrar y medir ángulos, lo que redujo la cantidad de matemáticas requeridas. En 1829 Francis Ronalds inventó un instrumento reflectante para registrar ángulos gráficamente modificando el octante . [dieciséis]
Al observar la orientación desde cada vértice de una figura, un topógrafo puede medir alrededor de la figura. La observación final se realizará entre los dos puntos observados primero, excepto con una diferencia de 180°. Esto se llama cierre . Si el primer y el último rumbo son diferentes, esto muestra el error en el levantamiento, llamado error de cierre angular . El topógrafo puede utilizar esta información para demostrar que el trabajo cumple con los estándares esperados.
El método más sencillo para medir la altura es con un altímetro utilizando presión de aire para encontrar la altura. Cuando se necesitan mediciones más precisas, se utilizan medios como niveles precisos (también conocidos como nivelación diferencial). Cuando se nivela con precisión, se toman una serie de medidas entre dos puntos utilizando un instrumento y una varilla de medición. Las diferencias de altura entre las medidas se suman y restan en una serie para obtener la diferencia neta de elevación entre los dos puntos finales. Con el Sistema de Posicionamiento Global (GPS), la elevación se puede medir con receptores de satélite. Por lo general, el GPS es algo menos preciso que la nivelación precisa tradicional, pero puede ser similar en distancias largas.
Cuando se utiliza un nivel óptico, el punto final puede estar fuera del alcance efectivo del instrumento. Puede haber obstrucciones o grandes cambios de elevación entre los puntos finales. En estas situaciones, se necesitan configuraciones adicionales. Girar es un término que se utiliza cuando se hace referencia a mover el nivel para tomar una foto de elevación desde una ubicación diferente. Para "girar" el nivel, primero se debe tomar una lectura y registrar la elevación del punto en el que se encuentra la varilla. Mientras la varilla se mantiene exactamente en la misma ubicación, el nivel se mueve a una nueva ubicación donde la varilla aún es visible. Se toma una lectura de la nueva ubicación del nivel y se utiliza la diferencia de altura para encontrar la nueva elevación del cañón de nivel, razón por la cual este método se conoce como nivelación diferencial . Esto se repite hasta completar la serie de mediciones. El nivel debe ser horizontal para obtener una medición válida. Debido a esto, si la cruz horizontal del instrumento está más baja que la base de la varilla, el topógrafo no podrá ver la varilla ni obtener una lectura. Por lo general, la varilla se puede elevar hasta 25 pies (7,6 m) de altura, lo que permite establecer el nivel mucho más alto que la base de la varilla.
La forma principal de determinar la posición de uno en la superficie terrestre cuando no hay posiciones conocidas cerca es mediante observaciones astronómicas. Todas las observaciones del Sol, la Luna y las estrellas podrían realizarse utilizando técnicas de navegación. Una vez que se determina la posición del instrumento y el rumbo hacia una estrella, el rumbo se puede transferir a un punto de referencia en la Tierra. Luego, el punto se puede utilizar como base para futuras observaciones. Las posiciones astronómicas precisas eran difíciles de observar y calcular y, por lo tanto, tendían a ser una base a partir de la cual se realizaban muchas otras mediciones. Desde la llegada del sistema GPS, las observaciones astronómicas son raras, ya que el GPS permite determinar posiciones adecuadas sobre la mayor parte de la superficie de la Tierra.
Pocas posiciones de estudio se derivan de los primeros principios. En cambio, la mayoría de los puntos de las encuestas se miden en relación con puntos medidos previamente. Esto forma una red de referencia o control donde un topógrafo puede utilizar cada punto para determinar su propia posición al comenzar un nuevo estudio.
Los puntos de reconocimiento suelen estar marcados en la superficie terrestre mediante objetos que van desde pequeños clavos clavados en el suelo hasta grandes balizas que pueden verse desde largas distancias. Los topógrafos pueden colocar sus instrumentos en esta posición y medir objetos cercanos. A veces, se calcula la posición de un elemento alto y distintivo, como un campanario o una antena de radio, como punto de referencia con el que se pueden medir los ángulos.
La triangulación es un método de ubicación horizontal favorecido en los días previos a la medición por EDM y GPS. Puede determinar distancias, elevaciones y direcciones entre objetos distantes. Desde los primeros días de la topografía, este fue el método principal para determinar posiciones precisas de objetos para mapas topográficos de grandes áreas. Un topógrafo primero necesita conocer la distancia horizontal entre dos de los objetos, conocida como línea de base . Luego se pueden derivar las alturas, distancias y posiciones angulares de otros objetos, siempre que sean visibles desde uno de los objetos originales. Se utilizaron tránsitos o teodolitos de alta precisión y se repitieron las mediciones de ángulos para aumentar la precisión. Véase también Triangulación en tres dimensiones .
La compensación es un método alternativo para determinar la posición de los objetos y, a menudo, se utilizaba para medir características imprecisas, como las orillas de los ríos. El topógrafo marcaría y mediría dos posiciones conocidas en el suelo aproximadamente paralelas a la característica y marcaría una línea de base entre ellas. A intervalos regulares, se midió una distancia en ángulo recto desde la primera línea hasta la característica. Luego, las mediciones podrían trazarse en un plano o mapa, y los puntos en los extremos de las líneas de desplazamiento podrían unirse para mostrar la característica.
Atravesar es un método común para inspeccionar áreas más pequeñas. El topógrafo comienza desde una marca de referencia antigua o una posición conocida y coloca una red de marcas de referencia que cubren el área de estudio. Luego miden rumbos y distancias entre las marcas de referencia y hasta las características objetivo. La mayoría de las travesías forman un patrón de bucle o enlace entre dos marcas de referencia anteriores para que el topógrafo pueda verificar sus medidas.
Muchos estudios no calculan posiciones en la superficie de la tierra, sino que miden las posiciones relativas de los objetos. Sin embargo, a menudo es necesario comparar los elementos encuestados con datos externos, como líneas divisorias u objetos de encuestas anteriores. La forma más antigua de describir una posición es mediante latitud y longitud y, a menudo, una altura sobre el nivel del mar. A medida que creció la profesión de topógrafo, se crearon sistemas de coordenadas cartesianas para simplificar las matemáticas para los estudios sobre pequeñas partes de la Tierra. Los sistemas de coordenadas más simples suponen que la Tierra es plana y miden desde un punto arbitrario, conocido como "dato" (forma singular de datos). El sistema de coordenadas permite calcular fácilmente las distancias y direcciones entre objetos en áreas pequeñas. Grandes áreas se distorsionan debido a la curvatura de la tierra. El norte a menudo se define como el norte verdadero en el punto de referencia.
Para regiones más grandes, es necesario modelar la forma de la Tierra utilizando un elipsoide o un geoide. Muchos países han creado cuadrículas de coordenadas personalizadas para reducir el error en su área de la tierra.
Un principio básico de la topografía es que ninguna medición es perfecta y que siempre habrá una pequeña cantidad de error. [17] Hay tres clases de errores de encuesta:
Los topógrafos evitan estos errores calibrando sus equipos, utilizando métodos consistentes y mediante un buen diseño de su red de referencia. Las mediciones repetidas se pueden promediar y descartar cualquier medición atípica. Se utilizan comprobaciones independientes, como medir un punto desde dos o más ubicaciones o utilizar dos métodos diferentes, y los errores se pueden detectar comparando los resultados de dos o más mediciones, utilizando así la redundancia .
Una vez que el topógrafo ha calculado el nivel de errores en su trabajo, se ajusta . Este es el proceso de distribuir el error entre todas las mediciones. Cada observación se pondera según la proporción del error total que probablemente haya causado y parte de ese error se le asigna de forma proporcional. Los métodos de ajuste más comunes son el método de Bowditch , también conocido como regla de la brújula, y el método del principio de mínimos cuadrados .
El topógrafo debe poder distinguir entre exactitud y precisión . En los Estados Unidos, los topógrafos y los ingenieros civiles utilizan unidades de pies en las que un pie topográfico se divide en décimas y centésimas. Muchas descripciones de escrituras que contienen distancias suelen expresarse utilizando estas unidades (125,25 pies). En cuanto a la precisión, a los topógrafos se les exige a menudo una norma de una centésima de pie; aproximadamente 1/8 de pulgada. Las tolerancias de cálculo y mapeo son mucho menores cuando se desea lograr cierres casi perfectos. Aunque las tolerancias variarán de un proyecto a otro, en el campo y en el uso diario más allá de una centésima de pie a menudo no es práctico.
Las organizaciones locales o los organismos reguladores clasifican las especializaciones de la topografía de diferentes maneras. Los grupos amplios son:
Según las consideraciones y la forma real de la tierra, la topografía se clasifica en términos generales en dos tipos.
Los levantamientos topográficos suponen que la Tierra es plana. Se desprecia la curvatura y la forma esferoidal de la Tierra. En este tipo de levantamiento, todos los triángulos formados al unir líneas topográficas se consideran triángulos planos. Se emplea para trabajos topográficos pequeños donde los errores debidos a la forma de la Tierra son demasiado pequeños para importar. [18]
En los levantamientos geodésicos, la curvatura de la Tierra se tiene en cuenta al calcular niveles reducidos, ángulos, rumbos y distancias. Este tipo de topografía se suele emplear para trabajos topográficos de gran tamaño. Los trabajos topográficos de hasta 100 millas cuadradas (260 kilómetros cuadrados) se tratan como planos y más allá se tratan como geodésicos. [19] En los estudios geodésicos se aplican las correcciones necesarias a niveles reducidos, rumbos y otras observaciones. [18]
Los principios básicos de la topografía han cambiado poco a lo largo de los años, pero las herramientas utilizadas por los topógrafos han evolucionado. La ingeniería, especialmente la ingeniería civil, a menudo necesita topógrafos.
Los topógrafos ayudan a determinar la ubicación de carreteras, vías férreas, embalses, presas, tuberías , muros de contención , puentes y edificios. Establecen los límites de las descripciones legales y las divisiones políticas. También brindan asesoramiento y datos para sistemas de información geográfica (SIG) que registran las características y límites del terreno.
Los topógrafos deben tener conocimientos profundos de álgebra , cálculo básico , geometría y trigonometría . También deben conocer las leyes que se ocupan de las encuestas, los bienes inmuebles y los contratos.
La mayoría de las jurisdicciones reconocen tres niveles diferentes de calificación:
Las profesiones relacionadas incluyen cartógrafos , hidrógrafos , geodesistas , fotogrametristas y topógrafos , así como ingenieros civiles e ingenieros geomáticos .
Los requisitos de licencia varían según la jurisdicción y suelen ser coherentes dentro de las fronteras nacionales. Los futuros agrimensores generalmente deben recibir un título en agrimensura, seguido de un examen detallado de su conocimiento de las leyes y principios de agrimensura específicos de la región en la que desean ejercer, y someterse a un período de capacitación en el trabajo o creación de cartera antes de poder ejercer. se les concede una licencia para ejercer. Los topógrafos autorizados suelen recibir un puesto nominal , que varía según dónde calificaron. El sistema ha sustituido a los antiguos sistemas de aprendizaje.
Por lo general, se requiere que un agrimensor autorizado firme y selle todos los planos. El estado dicta el formato, mostrando su nombre y número de registro.
En muchas jurisdicciones, los topógrafos deben marcar su número de registro en los monumentos topográficos al establecer las esquinas de los límites. Los monumentos toman la forma de barras de hierro recubiertas, monumentos de hormigón o clavos con arandelas.
Los gobiernos de la mayoría de los países regulan al menos algunas formas de encuestas. Sus agencias de encuestas establecen regulaciones y estándares. Los estándares controlan la precisión, las credenciales topográficas, la monumentación de límites y el mantenimiento de redes geodésicas . Muchas naciones delegan esta autoridad a entidades regionales o estados/provincias. Los levantamientos catastrales suelen ser los más regulados por la permanencia de la obra. Los límites de los lotes establecidos mediante estudios catastrales pueden durar cientos de años sin modificaciones.
La mayoría de las jurisdicciones también cuentan con algún tipo de institución profesional que representa a los topógrafos locales. Estos institutos a menudo respaldan o otorgan licencias a posibles topógrafos, además de establecer y hacer cumplir estándares éticos. La institución más grande es la Federación Internacional de Agrimensores (abreviada FIG, en francés: Fédération Internationale des Géomètres ). Representan la industria de las encuestas en todo el mundo.
La mayoría de los países de habla inglesa consideran que la topografía de edificios es una profesión distinta. Tienen sus propias asociaciones profesionales y requisitos de licencia. Un inspector de edificios puede proporcionar asesoramiento técnico sobre edificios existentes, edificios nuevos, diseño, cumplimiento de normativas como planificación y control de edificios. Un inspector de edificios normalmente actúa en nombre de su cliente y se asegura de que sus intereses creados permanezcan protegidos. La Royal Institution of Chartered Surveyors (RICS) es un organismo rector reconocido mundialmente para quienes trabajan en el entorno construido. [20]
Una de las funciones principales del agrimensor es determinar los límites de los bienes inmuebles en el terreno. El agrimensor debe determinar dónde desean poner el límite los propietarios de los terrenos colindantes. El límite se establece en documentos legales y planos preparados por abogados, ingenieros y agrimensores. Luego, el topógrafo coloca monumentos en las esquinas del nuevo límite. También podrían encontrar o volver a inspeccionar los rincones de la propiedad monumentados por estudios anteriores.
Los agrimensores catastrales tienen licencia de los gobiernos. La rama de estudios catastrales de la Oficina de Gestión de Tierras (BLM) realiza la mayoría de los estudios catastrales en los Estados Unidos. [21] Consultan con el Servicio Forestal , el Servicio de Parques Nacionales , el Cuerpo de Ingenieros del Ejército , la Oficina de Asuntos Indígenas , el Servicio de Pesca y Vida Silvestre , la Oficina de Recuperación y otros. La BLM solía ser conocida como la Oficina General de Tierras de los Estados Unidos (GLO).
En los estados organizados según el Sistema de Estudio Público de Tierras (PLSS), los agrimensores deben realizar estudios catastrales BLM bajo ese sistema.
Los agrimensores catastrales a menudo tienen que evitar cambios en la tierra que destruyen o dañan los monumentos fronterizos. Cuando esto sucede, deben considerar evidencia que no está registrada en el título de propiedad. Esto se conoce como evidencia extrínseca. [22]
El agrimensura es una profesión que se ocupa de los costos y contratos de proyectos de construcción. Un aparejador es un experto en estimar los costos de materiales, mano de obra y tiempo necesarios para un proyecto, así como en gestionar los aspectos financieros y legales del proyecto. Un aparejador puede trabajar para el cliente o el contratista y puede participar en diferentes etapas del proyecto, desde la planificación hasta la finalización. Los agrimensores también se conocen como agrimensores colegiados en el Reino Unido.
Algunos presidentes de Estados Unidos eran agrimensores. George Washington y Abraham Lincoln inspeccionaron territorios coloniales o fronterizos al principio de sus carreras, antes de ocupar sus cargos.
Ferdinand Rudolph Hassler es considerado el "padre" de los estudios geodésicos en EE.UU. [23]
David T. Abercrombie practicó la agrimensura antes de abrir una tienda de artículos para excursiones . Más tarde, el negocio se convertiría en la tienda de ropa de estilo de vida Abercrombie & Fitch .
Percy Harrison Fawcett fue un topógrafo británico que exploró las selvas de Sudamérica intentando encontrar la Ciudad Perdida de Z. Su biografía y expediciones fueron relatadas en el libro La ciudad perdida de Z y posteriormente adaptadas a la pantalla cinematográfica .
Inō Tadataka produjo el primer mapa de Japón utilizando técnicas topográficas modernas a partir de 1800, a la edad de 55 años.
