Proyecto de la Cartografía Nacional Digital - Red Geodésica Básica de Orden "A" Densificación, Re-observación y Actualización

ANTECEDENTES

La Geodesia Convencional, caracterizada por observaciones de tipo óptico y registro manual, paulatinamente ha sido desplazada por la Geodesia Satelital, fundamentada en el posicionamiento a través de satélites artificiales y -en algunos casos- fuentes luminosas naturales como los cuásares.

Los cambios sufridos por la Geodesia no se limitan a lo anterior, involucran una serie de aspectos de tipo tecnológico y científico que permiten definir con mayor precisión y exactitud la ubicación espacial de un punto (en la superficie terrestre) y las variaciones en su entorno, mediante la observación constante y permanente de los medios físicos que lo rodean.

La información geodésica oficial, levantada y divulgada por el Instituto Geográfico Nacional “Tommy Guardia” (IGNTG), actual dependencia de la Autoridad Nacional de Administración de Tierras (ANATI, Ley 59 de 8 de octubre de 2010) ha pasado de un sistema convencional, datum NAD27, a un sistema moderno satelital WGS84; que, a pesar de oficializarse a mediados del año 2006 (D.E. # 139, de 30 de junio de 2006), se conformó y empezó a utilizar desde el año 2001 para el levantamiento de los principales aeródromos del país, la actualización de la Carta Aeronáutica y el Proyecto de Regularización de Tierras de PRONAT.
El Decreto Ejecutivo Nº 139 de 30 de junio de 2006 establece que SIRGAS2000 (Sistema de Referencia Geocéntrico para Las Américas 2000), el cual coincide con WGS84 (Sistema Geodésico Mundial 1984), será la base geométrica para el desarrollo del nuevo marco geodésico en la República de Panamá.

Asimismo, señala que corresponde al IGNTG la coordinación e implementación del nuevo marco geodésico y su actualización, considerando las indicaciones sobre sistemas de referencia emanadas de SIRGAS, IAG, IUGG e IPGH.

CONTENIDO
El proyecto de actualización de la cartografía nacional, iniciado en 2011, incluye el componente denominado: “Densificación, Reobservación y Actualización de la Red Geodésica Básica”. Con este, la República de Panamá dispondrá de una red moderna, con altos estándares de calidad, que servirá de marco para los futuros productos cartográficos y proporcionará compatibilidad con los productos geodésicos generados por SIRGAS en casi todo el continente; dicho componente se fundamentó en lo siguiente:

- Incremento del número de estaciones de la red geodésica básica con 20 nuevos puntos, para alcanzar 40 estaciones en total.
- Observación mediante técnicas satelitales, con equipo GPS de doble frecuencia y sesiones debidamente planificadas a fin de cumplir con las normas y especificaciones técnicas.
- Procesamiento de datos y ajuste de la red utilizando software científico (Bernese, versión 5.0).
- Actualización de coordenadas referidas al marco SIR11P01 (Ξ ITRF2008), utilizando las estaciones permanentes GNSS de la red SIRGAS CON.
- Control de calidad de todo el proceso (campo y gabinete).

Cabe señalar que con este componente se da inicio al proyecto de la Cartografía Nacional, ya que del mismo depende la calidad, precisión y exactitud de la ubicación espacial de cada elemento sobre los nuevos mapas.

La ejecución contempló las siguientes etapas:

- PLANIFICACIÓN PRELIMINAR: Involucró la identificación -sobre la cartografía existente- de los posibles nuevos sitios, la preparación del borrador de las sesiones de medición, la coordinación de los aspectos logísticos, la elaboración de presupuesto para la monumentación (materiales, viáticos), así como el envío de notas a autoridades locales e instituciones para el acceso a los puntos.

- RECONOCIMIENTO EN CAMPO: consistió en el traslado de personal técnico a los sitios seleccionados, a fin de aprobar o descartar dichos sitios; en base a criterios técnicos como: cero obstrucciones por encima de los 10º de elevación, seguridad para garantizar la perdurabilidad del punto geodésico y para el personal durante la etapa de medición y fácil accesibilidad.
Además, fueron dibujados -en borrador- los croquis de cada punto, se fotografiaron los sitios elegidos para la construcción de los monumentos y se prepararon los itinerarios de llegada que incluían: provincia, distrito, corregimiento, lugar poblado entre otros datos.

- PLANIFICACIÓN FINAL: Durante esta etapa fue elaborado el plan final de medición, se adquirieron materiales para monumentación y nuevamente se coordinó el aspecto logístico.

- MONUMENTACIÓN: A pesar de que se había considerado establecer 20 nuevos puntos, en campo se construyeron 25 monumentos (de acuerdo a las normas y especificaciones técnicas para redes de orden A), ya que fue necesario reubicar 5 puntos de la red básica existente en ese momento.
Cada nuevo monumento consta de los elementos indicados en la figura Nº 1

                                                     Figura Nº 1

 Las siguientes imágenes muestran parte del proceso de monumentación:

- POSICIONAMIENTO: Para esta importante labor se utilizaron equipos GPS de doble frecuencia, cumpliendo con las especificaciones técnicas para redes de orden A y se registraron los datos indicados en la bitácora de observaciones de campo (Anexo II), entre estos: fecha, lugar, nombre del punto, nombre del observador, marca y modelo del receptor y la antena, altura de antena y punto donde fue medida, hora de inicio, hora de fin, coordenadas aproximadas, PDOP, cualquier observación adicional.

- PROCESAMIENTO DE DATOS: El procesamiento de datos y ajuste de la red fue realizado por personal del Observatorio Astronómico de la Universidad de La Plata en Argentina, con el software Bernese, versión 5.0.
La nueva red fue ligada a 12 (doce) estaciones permanentes GNSS pertenecientes a SIRGAS CON e IGS entre estas: IGN1, AZUE, DAVI, DARI (estaciones del IGNTG), BOGT, CRCS, CR01, GUAT, KOUR, MANA, SAGA, SCUB (estaciones del Caribe, Centro y Sudamérica).
La solución obtenida está referida o alineada al marco SIR11P01 (Ξ ITRF2008), con época media de observación 2011,60.

- CONFECCIÓN DE FICHAS TÉCNICAS Y MONOGRAFÍAS: Se confeccionaron las 40 fichas técnicas, en base a formato unificado para la ficha y descripción.

El ejemplo se presenta claramente en la figura Nº 2.

                                          Figura Nº2

 - PRESENTACIÓN DE RESULTADOS

Tanto los trabajos de campo como los trabajos de gabinete fueron debidamente evaluados a fin de garantizar el cumplimiento de las normas, especificaciones técnicas y el grado de calidad del producto. En función de lo anterior se prepararon los informes finales de monumentación, procesamiento de datos y ajuste de la red.
Los resultados finales superaron las expectativas en cuanto a precisión, ya que esta fue 3.0 veces mayor que lo esperado.

La figura Nº 3 muestra la distribución de los puntos sobre el territorio nacional

                                                                           Figura Nº3

CONCLUSIONES

- Si bien es cierto, los sistemas geodésicos son dinámicos, por lo que cambian con el tiempo en función de diversos factores; el trabajo de “Densificación, Reobservación y Actualización de la Red Geodésica Básica” permite a la República de Panamá contar con un marco geodésico nacional debidamente actualizado e incorporado al marco internacional. Esto, gracias a la inclusión de estaciones SIRGAS-CON e IGS, localizadas sobre el Istmo panameño, Centroamérica, Sudamérica y el Caribe.

- Las coordenadas finales de los 40 puntos de la nueva red geodésica básica están referidas al marco SIR11P01 (Ξ ITRF2008), época media de observación 2011,60. Esta actualización se realizó en función de lo establecido en el artículo 2 del Decreto Ejecutivo Nº 139 de 30 de junio de 2006.

- A fin de establecer el grado de confiabilidad de la red más antigua, actualmente realizamos un análisis matemático entre las coordenadas de la red básica levantada en el 2001 y la del 2011.

- Es necesaria la actualización en campo (mediante la reobservación) de la red primaria (orden B), para lo cual -en primera instancia- servirá el análisis matemático planteado en el punto anterior.

- La nueva red servirá para la actualización de la cartografía nacional y estará disponible para cualquier otro proyecto que beneficie al país. Sin embargo, para la divulgación de los resultados (coordenadas ITRF08) y facilitar su utilización, consideramos necesario la preparación de un documento que contenga algunos de los puntos de este artículo, los resultados del análisis matemático entre las redes vigentes y probablemente un juego de parámetros de transformación.

Proyecto Cartográfico Especial de la Frontera Colombo- Panameña Escala1:100 000

De conformidad a lo establecido en el Acta de la Cuarta Reunión de la Subcomisión Técnica de Cartografía Colombo – Panameña, entre el 14 de julio al 19 de julio de 2011, en la ciudad de Bogotá, Colombia, se lleva a cabo la visita del funcionario del IGNTG a las instalaciones del IGAC, cuyo motivo es darle seguimiento al plan de cartografía de la frontera a escala 1: 100 000. La finalidad de esta visita es desarrollar en conjunto con los técnicos colombianos la vectorización de los datos disponibles que se tienen de la frontera terrestre; para ello el IGAC prestó asesoría técnica al funcionario delegado del IGNTG.

Dentro de las actividades a desarrollarse en la agenda están a realizarse:

Recorrer las instalaciones de la subdirección de Cartografía y Geografía: explicación breve de las asignaciones que llevan a cabo los grupos de trabajo dentro de las secciones de la subdirección (procesos, control de calidad, modelos de datos, metadatos y estándares en general).

Actualización Cartográfica: se mostró a través de un ejemplo a escala 1: 25 000 la actualización cartográfica de una zona en particular que realiza el Instituto Geográfico Agustín Codazzi. Se habló de los procesos e insumos a utilizar a dicha escala. Esta parte fue muy interesante ya que se pudo comparar el desarrollo de algunos procesos cartográficos – geodésicos relacionados a la georeferenciación de imágenes escaneadas, la generación automática de grillas y cuadrículas en el software de ArcGis e incluso parámetros que intervienen durante el proceso. Asimismo, se nos conversó de algunos insumos de apoyo para la verificación de la información como lo son las imágenes de los sensores rapid-eye y spot.

Imágenes Geosar (NGA): la utilización de éstas imágenes de radar en el proceso de actualización es de dos tipos:

a. Para generar información de las zonas vacías dentro de la cartografía.

b. Para actualización y verificación de la cartografía.

Algo muy particular que sucede con el manejo de estas imágenes es la referencia bajo la cual se crean las curvas de nivel a través del DEM (Modelo Digital de Elevación). En este caso la base de las curvas de nivel es el modelo matemático (elipsoide). La sección de geodesia del IGAC se encarga de analizar este problema ya que Colombia cuenta con el modelo físico (geoide) al cual deben referirse estas curvas.
Por otra parte, el IGAC aplica en el manejo de las imágenes Geosar un proceso automático donde las curvas de nivel y los drenajes se forman al mismo tiempo; esto se debe a que cuentan con desarrolladores de software dentro de la institución. En base a la forma de trabajo de nosotros, la información se crea con el software ArcGis de manera convencional.

Definición del corredor fronterizo (buffer): según el acta de la Cuarta Reunión de la Subcomisión Técnica de Cartografía Colombo – Panameña, queda establecido un corredor de 20 km. de ancho, 10 km a cada lado de la línea de la frontera, a fin de identificar las zonas sujetas a actualización de toponimia acordes a la escala, para programar y ejecutar los trabajos de campo.

Validación de los insumos: mediante la utilización de la grilla y el buffer creados especialmente para el proyecto de la zona fronteriza, se validaron las imágenes Geosar y otros insumos específicos.

Plantilla modelo de una hoja cartográfica propuesta por Colombia para la franja fronteriza limítrofe a la escala 1: 100 000.

Insumos propuestos por Colombia a definir por Panamá: otros insumos propuestos por el IGAC a definir por IGNTG son: modelo de datos para escala 1: 100 000, archivo de simbología y metadatos propuestos.

Una vez culminado con todas las actividades presentes en la agenda, se firma en la ciudad de Bogotá a los diecinueve días del mes de julio de 2011, la Memoria de la Reunión Técnica de Cartografía entre Instituto Geográfico Agustín Codazzi (Colombia) e Instituto Geográfico Nacional “Tommy Guardia” (Panamá).

Elaboración del "Manual de Especificaciones y Criterios Técnicos para la Cartografía Nacional".

Este documento contiene las metodologías y especificaciones técnicas para la realización de los procesos y productos generados por el IGNTG; desde la densificación de la  Red Geodésica, toma de fotos aéreas, elaboración de ortofotos, manejo de la información geoespacial, hasta la confección digital e impresión de mapas y otros productos, de acuerdo a las normas y estándares internacionales.