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7.36. Geomática Básica (Obligatorio)

7.36.1. Justificación ↑ Volver arriba

Basic Geomatics introduces the civil engineering student to the fundamental ground-based measurement and positioning techniques used to characterize terrain and set out construction works. The course covers measurement theory and error propagation, horizontal measurement and traverse computation (planimetry), the operation of total stations and theodolites, vertical control through differential and trigonometric leveling and its application to profiles, cross-sections, and earthwork volume computation, modern GNSS positioning methods, and the production of topographic maps and digital terrain models, including their use in Building Information Modeling (BIM) workflows. The course closes with construction layout and stakeout surveying. This knowledge constitutes the indispensable field and computational foundation for subsequent courses in Roads and Highways, Hydraulics, and Structural and Geotechnical design, all of which depend on accurate site measurement and representation.

7.36.2. Objetivos Generales ↑ Volver arriba

1. Apply measurement theory and error propagation to evaluate the precision of surveying observations.
2. Perform planimetric surveys, computing and adjusting traverse closures using total stations and allied field methods.
3. Perform differential and trigonometric leveling, deriving elevations, longitudinal profiles, and cross-sections, and use them to compute earthwork volumes.
4. Use GNSS (static and RTK) methods for horizontal and vertical positioning on civil engineering projects.
5. Produce topographic maps and digital terrain models, including BIM-oriented digital models, and apply surveying techniques to the construction layout and stakeout of civil works.

7.36.3. Contribución a los resultados (Outcomes) ↑ Volver arriba

ABET-1) Habilidad para identificar, formular y resolver problemas complejos de ingeniería aplicando principios de ingeniería, ciencias y matemáticas. (Usage)

ABET-6) Habilidad para desarrollar y conducir experimentación apropiada, analizar e interpretar datos, y utilizar el criterio de ingeniería para obtener conclusiones. (Usage)

7.36.4. Contenido ↑ Volver arriba

7.36.4.1. Fundamentos de Topografía y Teoría de la Medición (6 horas) [Habilidades ABET-1] ↑ Volver arriba

Referencias Bibliográficas: (Ghilani and Wolf, 2015a)

Temas

1. El rol de la topografía en la ingeniería civil: topografía geodésica vs. plana, y control horizontal y vertical
2. Fuentes y tipos de error de medición; precisión, exactitud y cifras significativas
3. Unidades y sistemas de coordenadas usados en topografía: UTM, cuadrículas locales y datums

Aprendizaje esperado (Learning Outcomes)

1. Distinguir entre topografía geodésica y plana e identificar cuál aplica a un proyecto de ingeniería civil dado [Familiarizarse]
2. Propagar y evaluar el error de medición en una cantidad topográfica calculada [Usar]

7.36.4.2. Planimetría (18 horas) [Habilidades ABET-1,ABET-6] ↑ Volver arriba

Referencias Bibliográficas: (Ghilani and Wolf, 2015a)

Temas

1. Métodos de medición de distancias: cinta y medición electrónica de distancias, y reducción al horizonte
2. Medición de ángulos horizontales y verticales, y ajuste angular
3. Cómputo de poligonales: latitudes, departamentos, error de cierre y ajuste de coordenadas

Aprendizaje esperado (Learning Outcomes)

1. Calcular el error de cierre de una poligonal y ajustar sus coordenadas usando un método aceptado (p. ej. la regla de la brújula) [Usar]
2. Determinar las coordenadas de puntos desconocidos a partir de observaciones de campo de ángulos y distancias [Evaluar]

7.36.4.3. Estación Total y Teodolito (6 horas) [Habilidades ABET-6] ↑ Volver arriba

Referencias Bibliográficas: (Ghilani and Wolf, 2015a; Kavanagh, 2019)

Temas

1. Instalación, orientación y operación de campo de la estación total y el teodolito
2. Principios de la medición electrónica de distancias (EDM) y sus fuentes de error

Aprendizaje esperado (Learning Outcomes)

1. Operar una estación total para recolectar mediciones de campo horizontales y verticales [Usar]
2. Explicar las fuentes de error instrumental en las mediciones con estación total y cómo minimizarlas [Familiarizarse]

7.36.4.4. Nivelación y Control Vertical (18 horas) [Habilidades ABET-1,ABET-6] ↑ Volver arriba

Referencias Bibliográficas: (Ghilani and Wolf, 2015a)

Temas

1. Nivelación diferencial: puntos de referencia (BM), lecturas de vista atrás/adelante, y circuitos de nivelación
2. Nivelación trigonométrica para la determinación indirecta de elevaciones
3. Nivelación de perfiles y secciones transversales para el diseño de infraestructura lineal

Aprendizaje esperado (Learning Outcomes)

1. Ejecutar un circuito de nivelación diferencial y calcular elevaciones con un error de cierre dentro de la tolerancia [Usar]
2. Generar un perfil longitudinal y secciones transversales a partir de datos de nivelación de campo [Usar]

7.36.4.5. Cómputo de Volúmenes de Movimiento de Tierras (6 horas) [Habilidades ABET-1] ↑ Volver arriba

Referencias Bibliográficas: (Uren and Price, 2010a)

Temas

1. Métodos de cómputo de volúmenes de corte y relleno: área media y prismoidal
2. Diagramas de masas para la planificación del balance de tierras y las distancias de acarreo

Aprendizaje esperado (Learning Outcomes)

1. Calcular los volúmenes de corte y relleno de un proyecto lineal de movimiento de tierras a partir de datos de secciones transversales [Usar]
2. Construir un diagrama de masas para planificar el balance de tierras y las distancias de acarreo [Usar]

7.36.4.6. Topografía GNSS (6 horas) [Habilidades ABET-6] ↑ Volver arriba

Referencias Bibliográficas: (Sickle, 2015)

Temas

1. Principios de posicionamiento GNSS: constelaciones satelitales, señales y fuentes de error
2. Métodos de topografía GNSS estático y cinemático en tiempo real (RTK)
3. Sistemas de referencia de coordenadas y transformaciones de datum para datos GNSS

Aprendizaje esperado (Learning Outcomes)

1. Comparar los métodos de topografía GNSS estático y RTK, e identificar cuál se ajusta a un requisito de precisión dado [Familiarizarse]
2. Transformar coordenadas derivadas de GNSS entre datums de referencia para su uso en un proyecto local [Usar]

7.36.4.7. Mapeo Topográfico y Modelos Digitales de Terreno (18 horas) [Habilidades ABET-1,ABET-6] ↑ Volver arriba

Referencias Bibliográficas: (Ghilani and Wolf, 2015a; Kavanagh, 2019)

Temas

1. Representación mediante curvas de nivel e interpretación del relieve del terreno
2. Generación de Modelos Digitales de Terreno (DTM) a partir de datos de campo o GNSS
3. Elaboración de planos topográficos y convenciones cartográficas

Aprendizaje esperado (Learning Outcomes)

1. Generar un plano de curvas de nivel a partir de datos de levantamiento de campo [Usar]
2. Elaborar un modelo digital de terreno (DTM) a partir de un levantamiento topográfico de puntos [Evaluar]

7.36.4.8. Replanteo de Obra (6 horas) [Habilidades ABET-6] ↑ Volver arriba

Referencias Bibliográficas: (Kavanagh, 2019)

Temas

1. Métodos de replanteo para la alineación horizontal y vertical de obras civiles
2. Verificación topográfica as-built contra la geometría de diseño

Aprendizaje esperado (Learning Outcomes)

1. Replantear una alineación horizontal (p. ej. el eje de una vía o la esquina de una edificación) a partir de coordenadas de diseño [Usar]
2. Verificar la geometría as-built de una construcción contra las especificaciones de diseño usando datos topográficos [Evaluar]

7.36.5. Referencias Bibliográficas ↑ Volver arriba

Ghilani, C. D. and Wolf, P. R. (2015a). Elementary Surveying: An Introduction to Geomatics. Pearson, 14th edition.

Kavanagh, B. F. (2019). Surveying: Principles and Applications. Pearson, 10th edition.

Uren, J. and Price, W. F. (2010a). Surveying for Engineers. Palgrave Macmillan, 5th edition.

Sickle, J. V. (2015). GPS for Land Surveyors. CRC Press, 4th edition.