Implementación de un programa de ajuste de redes topográficas en entorno windows

Abstract

El objetivo principal de este trabajo es la implementación de un programa que permite el ajuste de redes topográficas observadas con estación total y por el método de la poligonación. Las poligonales que contenga la red a ajustar habrán sido realizadas mediante itinerarios cerrados, encuadrados y a su vez no orientados. Además este ajuste partirá de una línea de base con coordenadas UTM conocidas a priori. Para conseguir un ajuste de redes del modelo de red propuesta, se ha implementado el programa en entorno Windows® mediante una aplicación de consola ejecutada en una ventana de MS-DOS® utilizando el lenguaje de programación C++, ya que nos permite entre otras cosas manipular objetos con facilidad. Se ha hecho una división clara de dos apartados dentro del proyecto ya que para realizar un ajuste de redes se ha de trabajar primero con métodos clásicos de cálculo de coordenadas aproximadas de los vértices de la red y posteriormente realizar un ajuste mínimo-cuadrático por el método de las observaciones indirectas para obtener las coordenadas ajustadas de los vértices con las medidas de precisión correspondientes. Para poder trabajar cómodamente con todos nuestros datos observables y asignarlos en cada momento a la posición correspondiente dentro del ajuste, se ha creado una estructura de datos anidada compuesta por la creación de dos clases nuevas y por dos vectores principales uno dentro de otro cada uno del tipo de una de las clases creadas. El método utilizado para el cálculo de las coordenadas aproximadas, se la introducción de los datos observacionales mediante la lectura de un fichero de texto. Dicho fichero contendrá línea a línea la información adquirida en campo por cada observación de ida y vuelta. La lectura de este fichero línea a línea permite el cálculo de los datos necesarios para obtener las coordenadas aproximadas de los vértices de la red a ajustar. El cálculo se realiza mediante funciones específicas que nos calculen los datos deseados y nos lo retornen para poder guardarlo en la memoria de nuestro programa. De este modo se realiza el cálculo de la planimetría (cálculo de acimutes, distancias reducidas, coordenadas parciales, coordenadas aproximadas, etc.), el cálculo de la altimetría (conversión de alturas, cálculo de desniveles, calculo de cotas ortométricas, etc.). El método utilizado para el cálculo de las coordenadas ajustadas ha sido la creación de un modelo matemático y un modelo estocástico. Para realizar dichos modelos en el programa realizado se ha tenido que diseñar un método específico para la creación y posterior relleno de las matrices utilizadas en el método mínimo-cuadrático. Este método, ha consistido en la creación de una serie de identificadores de filas y columnas de las matrices para poder aplicar con una mayor facilidad y eficacia las ecuaciones de relleno de matrices. Obtenidas las coordenadas ajustadas de la red, se ha realizado un análisis de los resultados obtenidos. Para ello se ha creado una red sencilla con coordenadas conocidas a priori que llamamos modelo sintético. Una vez realizado el ajuste se ha realizado un análisis de los residuos mediante el uso del test que nos permite conocer a posteriori si hemos realizado un buen ajuste o por el contrario no ha sido así. Además se ha realizado un millar de veces el ajuste del modelo sintético, aplicando un ruido aleatorio con distribución Gaussiana a los observables para obtener ajustes diferentes. Realizados estos ajustes se ha podido observar el comportamiento del programa y el funcionamiento en sí del ajuste de la red. Se ha de remarcar que se ha alcanzado el objetivo de implementación del ajuste de redes fijado al principio. Por otro lado se ha concluido que el modelo estocástico dentro del ajuste tiene un peso muy importante y es un factor clave para obtener los resultados y que el uso incorrecto de éste puede acarrear el cálculo y obtención de resultados poco deseados.