

Surveying or land surveying is the technique, profession, art, and science of determining the terrestrial positions of points based on the distances and angles between them. These points are usually on the surface of the Earth, and they are often used to establish maps and boundaries for ownership, locations, such as the designated positions of structural components for construction or the surface location of subsurface features, or other purposes required by government or civil law, such as property sales.[1]
A professional in land surveying is called a land surveyor. Surveyors work with elements of geodesy, geometry, trigonometry, regression analysis, physics, engineering, metrology, programming languages, and the law. They use equipment, such as total stations, robotic total stations, theodolites, GNSS receivers, retroreflectors, 3D scanners, lidar sensors, radios, inclinometer, handheld tablets, optical and digital levels, subsurface locators, drones, GIS, and surveying software.
Surveying has been an element in the development of the human environment since the beginning of recorded history. It is used in the planning and execution of most forms of construction. It is also used in transportation, communications, mapping, and the definition of legal boundaries for land ownership. It is an important tool for research in many other scientific disciplines.
Definition
The International Federation of Surveyors defines the function of surveying as follows:[2]
A surveyor is a professional person with the academic qualifications and technical expertise to conduct one, or more, of the following activities;
- to determine, measure and represent land, three-dimensional objects, point-fields and trajectories;
- to assemble and interpret land and geographically related information,
- to use that information for the planning and efficient administration of the land, the sea and any structures thereon; and,
- to conduct research into the above practices and to develop them.
History
Ancient history

La topografía se practica desde que los humanos construyeron las primeras grandes estructuras. En el antiguo Egipto , un agrimensor utilizaba geometría simple para restablecer los límites tras las crecidas anuales del río Nilo . La casi perfecta cuadratura y la orientación norte-sur de la Gran Pirámide de Giza , construida hacia el 2700 a. C. , confirman el dominio de los egipcios en topografía. El instrumento groma pudo haberse originado en Mesopotamia (principios del primer milenio a. C.). [ 3 ] El monumento prehistórico de Stonehenge ( hacia el 2500 a. C. ) fue trazado por agrimensores prehistóricos utilizando geometría de estacas y cuerdas. [ 4 ]
El matemático Liu Hui describió métodos para medir objetos distantes en su obra Haidao Suanjing o Manual matemático de la isla del mar , publicada en el año 263 d.C.
Los romanos reconocieron la topografía 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, marcar los límites de un pueblo o parroquia servía para mantenerlos. Esta práctica consistía en reunir a un grupo de residentes y recorrer el pueblo o la parroquia para establecer una memoria colectiva de los límites. Se incluía a niños pequeños para asegurar que el recuerdo perdurara el mayor tiempo posible.
En Inglaterra, Guillermo el Conquistador encargó el Libro de Domesday en 1086. En él se registraban los nombres de todos los terratenientes, la superficie de sus tierras, la calidad de las mismas e información específica sobre su composición y sus habitantes. No incluía mapas que mostraran la ubicación exacta.
era moderna

Abel Foullon describió una mesa de planitud en 1551, pero se cree que el instrumento ya se utilizaba con anterioridad, puesto que su descripción se refiere a un instrumento ya desarrollado.
La cadena de Gunter fue introducida en 1620 por el matemático inglés Edmund Gunter . Permitió medir y delimitar con precisión parcelas de terreno con fines legales y comerciales.
Leonard Digges described a theodolite that measured horizontal angles in his book A geometric practice named Pantometria (1571). Joshua Habermel (Erasmus Habermehl) created a theodolite with a compass and tripod in 1576. Johnathon Sission was the first to incorporate a telescope on a theodolite in 1725.[6]
In the 18th century, modern techniques and instruments for surveying began to be used. Jesse Ramsden introduced the first precision theodolite in 1787. It was an instrument for measuring angles in the horizontal and vertical planes. He created his great theodolite using an accurate dividing engine of his own design. Ramsden's theodolite represented a great step forward in the instrument's accuracy. William Gascoigne invented an instrument that used a telescope with an installed crosshair as a target device, in 1640. James Watt developed an optical meter for the measuring of distance in 1771; it measured the parallactic angle from which the distance to a point could be deduced.
Dutch mathematician Willebrord Snellius (a.k.a. Snel van Royen) introduced the modern systematic use of triangulation. In 1615 he surveyed the distance from Alkmaar to Breda, approximately 72 miles (116 km). He underestimated this distance by 3.5%. The survey was a chain of quadrangles containing 33 triangles in all. Snell showed how planar formulae could be corrected to allow for the curvature of the Earth. He also showed how to resect, or calculate, the position of a point inside a triangle using the angles cast between the vertices at the unknown point. These could be measured more accurately than bearings of the vertices, which depended on a compass. His work established the idea of surveying a primary network of control points, and locating subsidiary points inside the primary network later. Between 1733 and 1740, Jacques Cassini and his son César undertook the first triangulation of France. They included a re-surveying of the meridian arc, leading to the publication in 1745 of the first map of France constructed on rigorous principles. By this time triangulation methods were well established for local map-making.

It was only towards the end of the 18th century that detailed triangulation network surveys mapped whole countries. In 1784, a team from General William Roy's Ordnance Survey of Great Britain began the Principal Triangulation of Britain. The first Ramsden theodolite was built for this survey. The survey was finally completed in 1853. The Great Trigonometric Survey of India began in 1801. The Indian survey had an enormous scientific impact. It was responsible for one of the first accurate measurements of a section of an arc of longitude, and for measurements of the geodesic anomaly. It named and mapped Mount Everest and the other Himalayan peaks. Surveying became a professional occupation in high demand at the turn of the 19th century with the onset of the Industrial Revolution. The profession developed more accurate instruments to aid its work. Industrial infrastructure projects used surveyors to lay out canals, roads and rail.
In the US, the Land Ordinance of 1785 created the Public Land Survey System. It formed the basis for dividing the western territories into sections to allow the sale of land. The PLSS divided states into township grids which were further divided into sections and fractions of sections.[1]
Napoleon Bonaparte founded continental Europe's first cadastre in 1808. This gathered data on the number of parcels of land, their value, land usage, and names. This system soon spread around Europe.

Robert Torrens introduced the Torrens system in South Australia in 1858. Torrens intended to simplify land transactions and provide reliable titles via a centralized register of land. The Torrens system was adopted in several other nations of the English-speaking world. Surveying became increasingly important with the arrival of railroads in the 1800s. Surveying was necessary so that railroads could plan technologically and financially viable routes.
20th century

At the beginning of the century, surveyors had improved the older chains and ropes, but they still faced the problem of accurate measurement of long distances. Trevor Lloyd Wadley developed the Tellurometer during the 1950s. It measures long distances using two microwave transmitter/receivers.[7] During the late 1950s Geodimeter introduced electronic distance measurement (EDM) equipment.[8] EDM units use a multi frequency phase shift of light waves to find a distance.[9] These instruments eliminated the need for days or weeks of chain measurement by measuring between points kilometers apart in one go.
Advances in electronics allowed miniaturization of EDM. In the 1970s the first instruments combining angle and distance measurement appeared, becoming known as total stations. Manufacturers added more equipment by degrees, bringing improvements in accuracy and speed of measurement. Major advances include tilt compensators, data recorders and on-board calculation programs.
The first satellite positioning system was the US NavyTRANSIT system. The first successful launch took place in 1960. The system's main purpose was to provide position information to Polaris missile submarines. Surveyors found they could use field receivers to determine the location of a point. Sparse satellite coverage and large equipment made observations laborious and inaccurate. The main use was establishing benchmarks in remote locations.
The US Air Force launched the first prototype satellites of the Global Positioning System (GPS) in 1978. GPS used a larger constellation of satellites and improved signal transmission, thus improving accuracy. Early GPS observations required several hours of observations by a static receiver to reach survey accuracy requirements. Later improvements to both satellites and receivers allowed for Real Time Kinematic (RTK) surveying. RTK surveys provide high-accuracy measurements by using a fixed base station and a second roving antenna. The position of the roving antenna can be tracked.
21st century
The theodolite, total station and RTKGPS survey remain the primary methods in use.
Remote sensing and satellite imagery continue to improve and become cheaper, allowing more commonplace use. Prominent new technologies include three-dimensional (3D) scanning and lidar-based topographical surveys. UAV technology along with photogrammetric image processing is also appearing.
Equipment
Hardware
Los principales instrumentos de topografía que se utilizan en todo el mundo son el teodolito , la cinta métrica , la estación total , los escáneres 3D , el GPS / GNSS , el nivel y la mira . La mayoría de los instrumentos se atornillan a un trípode durante su uso. Las cintas métricas se utilizan a menudo para medir distancias cortas. También se utilizan escáneres 3D y diversas formas de imágenes aéreas.
El teodolito es un instrumento para la medición de ángulos. Utiliza dos círculos , transportadores o alidades para medir ángulos en los planos horizontal y vertical. Un telescopio montado sobre pivotes se alinea verticalmente con el objeto a medir. La sección superior gira para la alineación horizontal. El círculo vertical mide el ángulo que forma el telescopio con respecto a 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 fija la placa inferior. El instrumento puede entonces girar para medir el rumbo con respecto a otros objetos. Si no se conoce el rumbo o se desea una medición directa del ángulo, el instrumento se puede poner a cero durante la observación inicial. En ese caso, medirá el ángulo entre el objeto inicial, el propio teodolito y el objeto con el que se alinea el telescopio.
El giroteodolito es un tipo de teodolito que utiliza un giroscopio para orientarse en ausencia de marcas de referencia. Se utiliza en aplicaciones subterráneas.
La estación total es una evolución del teodolito con un dispositivo electrónico de medición de distancias (EDM). Una estación total puede utilizarse para nivelación cuando se ajusta al plano horizontal. Desde su introducción, las estaciones totales han pasado de ser dispositivos óptico-mecánicos a dispositivos totalmente electrónicos. [ 10 ]
Las estaciones totales modernas de última generación ya no necesitan un reflector o prisma para devolver los pulsos de luz utilizados para las mediciones de distancia. Son totalmente robóticas e incluso pueden enviar datos de puntos por correo electrónico a una computadora remota y conectarse a sistemas de posicionamiento por satélite , como el Sistema de Posicionamiento Global (GPS) . Los sistemas GPS cinemáticos en tiempo real han aumentado significativamente la velocidad de los levantamientos topográficos y ahora tienen una precisión horizontal de 1 cm ± 1 ppm en tiempo real, mientras que verticalmente es aproximadamente la mitad, con una precisión de 2 cm ± 2 ppm. [ 11 ]
La topografía GPS se diferencia de otros usos del GPS en el equipo y los métodos empleados. El GPS estático utiliza dos receptores colocados en una posición fija durante un tiempo considerable. Este largo periodo permite que el receptor compare las mediciones a medida que los satélites orbitan. Los cambios en la órbita de los satélites también proporcionan a la red de medición una geometría bien definida. Esto genera una línea base precisa que puede superar los 20 km de longitud. La topografía RTK utiliza una antena fija y una antena móvil. La antena fija registra los cambios en la posición de los satélites y las condiciones atmosféricas. El topógrafo utiliza la antena móvil para medir los puntos necesarios para el levantamiento. Ambas antenas utilizan un enlace de radio que permite a la antena fija enviar correcciones a la antena móvil. Esta última aplica dichas correcciones a las señales GPS que recibe para calcular su propia posición. La topografía RTK cubre distancias menores que los métodos estáticos, ya que las condiciones de divergencia a mayor distancia de la base reducen la precisión.
Los instrumentos de topografía poseen características que los hacen adecuados para ciertos usos. En los países desarrollados, los teodolitos y niveles suelen ser utilizados por constructores en lugar de topógrafos. El constructor puede realizar tareas topográficas sencillas con un instrumento relativamente económico. Las estaciones totales son herramientas indispensables para muchos topógrafos profesionales debido a su versatilidad y fiabilidad en cualquier condición. Las mejoras en la productividad que ofrece el GPS en levantamientos a gran escala las hacen populares para grandes proyectos de infraestructura o de recopilación de datos. Las estaciones totales robóticas operadas por una sola persona permiten a los topógrafos realizar mediciones sin necesidad de personal adicional para apuntar el telescopio o registrar datos. Una forma rápida, aunque costosa, de medir grandes áreas es mediante un helicóptero, utilizando un GPS para registrar su ubicación y un escáner láser para medir el terreno. Para aumentar la precisión, los topógrafos colocan balizas en el suelo (a unos 20 km de distancia) . Este método alcanza precisiones de entre 5 y 40 cm (dependiendo de la altura de vuelo). [ 12 ]
Los topógrafos utilizan equipos auxiliares como trípodes y soportes para instrumentos; miras y balizas para fines de puntería; EPI ( Equipos de Protección Individual); equipos para desbrozar vegetación; herramientas de excavación para encontrar marcadores topográficos enterrados con el tiempo; martillos para colocar marcadores en diversas superficies y estructuras; y radios portátiles para comunicarse a través de largas líneas de visión.
Software
Los topógrafos, profesionales de la construcción, ingenieros geomáticos e ingenieros civiles que utilizan estaciones totales , GPS , escáneres 3D y otros recolectores de datos emplean software de topografía para aumentar la eficiencia, la precisión y la productividad. El software de topografía es fundamental en la topografía contemporánea. [ 13 ]
Por lo general, gran parte, si no la totalidad, del dibujo y parte del diseño de planos y parcelas de la propiedad catastrada lo realiza el topógrafo, y casi todos los que trabajan en el área de dibujo hoy (2021) utilizan software y hardware CAD tanto en PC como, cada vez más, en recolectores de datos de nueva generación en el campo. [ 14 ] Otras plataformas y herramientas informáticas comúnmente utilizadas hoy en día por los topógrafos son ofrecidas en línea por el Gobierno Federal de los EE. UU. y otras agencias de topografía gubernamentales, como el Servicio Geodésico Nacional y la red CORS , para obtener correcciones y conversiones automatizadas para los datos GPS recopilados y los propios sistemas de coordenadas de datos .
Técnicas
Los topógrafos determinan la posición de los objetos midiendo ángulos y distancias. También 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 los cálculos. Las mediciones GPS y astronómicas también requieren la medición del tiempo.
Medición de distancias

Antes de los dispositivos láser EDM (Medición Electrónica de Distancia), las distancias se medían utilizando diversos métodos. En la América precolonial, los nativos usaban el "disparo de arco" como referencia de distancia ("tan lejos como se puede lanzar una flecha desde un arco", o "vuelos de un arco largo Cherokee"). [ 15 ] Los europeos usaban cadenas con eslabones de longitud conocida, como la cadena de Gunter , o cintas métricas de acero o invar . Para medir distancias horizontales, estas cadenas o cintas se tensaban para reducir la holgura y la flacidez. La distancia debía ajustarse por la dilatación térmica. También se intentaba mantener el instrumento de medición nivelado. Al medir en una pendiente, el agrimensor podía tener que "romper" (romper la cadena) la medición, es decir, usar un incremento menor que la longitud total de la cadena. Los perambuladores , o ruedas de medición, se usaban para medir distancias más largas, pero no con un alto nivel de precisión. La taquimetría es la ciencia de medir distancias midiendo el ángulo entre los dos extremos de un objeto de tamaño conocido. En ocasiones, antes de la invención de la electroerosión, se utilizaba en terrenos irregulares donde la medición con cadena resultaba poco práctica.
Medición de ángulos
Históricamente, los ángulos horizontales se medían utilizando una brújula para obtener un rumbo magnético o acimut. Posteriormente, discos grabados más precisos mejoraron la resolución angular. El montaje de telescopios con retículas sobre el disco permitió una puntería más precisa (véase teodolito ). Los niveles y los círculos calibrados permitieron medir ángulos verticales. Los nonios permitieron mediciones con una precisión de fracciones de grado, como en el caso de los teodolitos de principios de siglo .
La plancheta proporcionó un método gráfico para registrar y medir ángulos, lo que redujo la cantidad de cálculos matemáticos necesarios. En 1829, Francis Ronalds inventó un instrumento reflectante para registrar ángulos gráficamente modificando el octante . [ 16 ]
Al observar la orientación desde cada vértice de una figura, un topógrafo puede medir su circunferencia. La última observación se encontrará entre los dos primeros puntos observados, con una diferencia de 180°. Esto se denomina cierre . Si la primera y la última orientación son diferentes, esto indica el error en el levantamiento, denominado error de cierre angular . El topógrafo puede utilizar esta información para demostrar que el trabajo cumple con los estándares esperados.
Arrasamiento

El método más sencillo para medir la altura es con un altímetro, que utiliza la presión del aire para determinarla. Cuando se requieren mediciones más precisas, se utilizan instrumentos como los niveles de precisión (también conocidos como nivelación diferencial). En la nivelación de precisión, se toman varias mediciones entre dos puntos con un instrumento y una mira. Las diferencias de altura entre las mediciones se suman y se restan sucesivamente para obtener la diferencia neta de elevación entre los dos puntos. Con el Sistema de Posicionamiento Global (GPS), la elevación se puede medir con receptores satelitales. Generalmente, el GPS es algo menos preciso que la nivelación de precisión tradicional, pero puede ser similar en largas distancias.
Al usar 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. El término "girar" se usa para referirse al movimiento del nivel para tomar una medición de elevación desde una ubicación diferente. Para "girar" el nivel, primero se debe tomar una lectura y registrar la elevación del punto donde se encuentra la mira. Mientras la mira se mantiene exactamente en la misma ubicación, el nivel se mueve a una nueva ubicación donde la mira aún sea visible. Se toma una lectura desde la nueva ubicación del nivel y la diferencia de altura se usa para encontrar la nueva elevación del nivel, por lo que este método se conoce como nivelación diferencial . Esto se repite hasta completar la serie de mediciones. El nivel debe estar horizontal para obtener una medición válida. Por lo tanto, si la cruz horizontal del instrumento está más baja que la base de la mira, el topógrafo no podrá apuntar a la mira y obtener una lectura. La varilla se puede elevar normalmente hasta 7,6 metros (25 pies ) de altura, lo que permite ajustar el nivel mucho más alto que la base de la varilla.
Determinación de la posición
La principal forma de determinar la posición en la superficie terrestre cuando no se dispone de puntos de referencia conocidos es mediante observaciones astronómicas. Las observaciones del Sol, la Luna y las estrellas podían realizarse utilizando técnicas de navegación. Una vez determinada la posición del instrumento y su rumbo hacia una estrella, este rumbo podía transferirse a un punto de referencia en la Tierra. Dicho punto podía utilizarse como base para observaciones posteriores. Las posiciones astronómicas con precisión topográfica eran difíciles de observar y calcular, por lo que solían servir de base para muchas otras mediciones. Desde la llegada del GPS, las observaciones astronómicas son cada vez menos frecuentes, ya que este sistema permite determinar posiciones adecuadas en la mayor parte de la superficie terrestre.
Redes de referencia

Few survey positions are derived from the first principles. Instead, most survey points are measured relative to previously measured points. This forms a reference or control network where each point can be used by a surveyor to determine their own position when beginning a new survey.
Survey points are usually marked on the earth's surface by objects ranging from small nails driven into the ground, into concrete castings or sidewalks, to large beacons that can be seen from long distances. The surveyors can set up their instruments in this position and measure to nearby objects. Sometimes a tall, distinctive feature such as a steeple or radio aerial has its position calculated as a reference point that angles can be measured against.
Triangulation is a method of horizontal location favoured in the days before EDM and GPS measurement. It can determine distances, elevations and directions between distant objects. Since the early days of surveying, this was the primary method of determining accurate positions of objects for topographic maps of large areas. A surveyor first needs to know the horizontal distance between two of the objects, known as the baseline. Then the heights, distances and angular position of other objects can be derived, as long as they are visible from one of the original objects. High-accuracy transits or theodolites were used, and angle measurements were repeated for increased accuracy. See also Triangulation in three dimensions.
Offsetting is an alternate method of determining the position of objects, and was often used to measure imprecise features such as riverbanks. The surveyor would mark and measure two known positions on the ground roughly parallel to the feature, and mark out a baseline between them. At regular intervals, a distance was measured at right angles from the first line to the feature. The measurements could then be plotted on a plan or map, and the points at the ends of the offset lines could be joined to show the feature.
Traversing is a common method of surveying smaller areas. The surveyors start from an old reference mark or known position and place a network of reference marks covering the survey area. They then measure bearings and distances between the reference marks, and to the target features. Most traverses form a loop pattern or link between two prior reference marks so the surveyor can check their measurements.
Datum and coordinate systems
Muchos levantamientos topográficos no calculan posiciones en la superficie terrestre, sino que miden las posiciones relativas de los objetos. Sin embargo, a menudo es necesario comparar los elementos levantados con datos externos, como líneas de límite u objetos de levantamientos anteriores. La forma más antigua de describir una posición es mediante latitud y longitud, y a menudo con una altura sobre el nivel del mar. Con el desarrollo de la profesión topográfica, se crearon sistemas de coordenadas cartesianas para simplificar los cálculos matemáticos en levantamientos de áreas pequeñas de la Tierra. Los sistemas de coordenadas más simples asumen que la Tierra es plana y miden desde un punto arbitrario, conocido como "datum" (forma singular de datum). El sistema de coordenadas permite calcular fácilmente las distancias y la dirección entre objetos en áreas pequeñas. Las áreas grandes se distorsionan debido a la curvatura de la Tierra. El norte se define a menudo como el norte verdadero en el datum.
Para regiones más extensas, es necesario modelar la forma de la Tierra mediante un elipsoide o un geoide. Muchos países han creado sistemas de coordenadas personalizados para minimizar el margen de error en sus representaciones de la superficie terrestre.
Errores y precisión
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 topográficos:
- Errores graves o equivocaciones: Errores cometidos por el topógrafo durante el levantamiento. Desviar el instrumento, apuntar mal a un objetivo o anotar una medida errónea son ejemplos de errores graves. Un error grave de gran magnitud puede reducir la precisión a un nivel inaceptable. Por lo tanto, los topógrafos utilizan mediciones redundantes y verificaciones independientes para detectar estos errores al inicio del levantamiento.
- Errores sistemáticos: Errores que siguen un patrón consistente. Algunos ejemplos son los efectos de la temperatura en una medición de cadena o de distanciómetro electrónico, o un nivel de burbuja mal ajustado que provoca la inclinación del instrumento o del poste de puntería. Los errores sistemáticos con efectos conocidos pueden compensarse o corregirse.
- Errores aleatorios: Los errores aleatorios son pequeñas fluctuaciones inevitables. Se deben a imperfecciones en los equipos de medición, la vista y las condiciones ambientales. Se pueden minimizar mediante la redundancia de mediciones y evitando condiciones inestables. Los errores aleatorios tienden a compensarse entre sí, pero es necesario verificar que no se propaguen de una medición a otra.
Los topógrafos evitan estos errores calibrando sus equipos, utilizando métodos consistentes y diseñando adecuadamente su red de referencia. Se pueden promediar las mediciones repetidas y descartar las atípicas. Se emplean verificaciones independientes, como medir un punto desde dos o más ubicaciones o utilizar dos métodos diferentes, y se pueden detectar errores comparando los resultados de dos o más mediciones, aprovechando así la redundancia .
Once the surveyor has calculated the level of the errors in their work, it is adjusted. This is the process of distributing the error between all measurements. Each observation is weighted according to how much of the total error it is likely to have caused and part of that error is allocated to it in a proportional way. The most common methods of adjustment are the Bowditch method, also known as the compass rule, and the principle of least squares method.
The surveyor must be able to distinguish between accuracy and precision. In the United States, surveyors and civil engineers use units of feet wherein a survey foot breaks down into 10ths and 100ths. Many deed descriptions containing distances are often expressed using these units (125.25 ft). On the subject of accuracy, surveyors are often held to a standard of one one-hundredth of a foot; about 1/8 inch. Calculation and mapping tolerances are much smaller where achieving near-perfect closures are desired. Though tolerances will vary from project to project, in the field and day-to-day usage beyond a 100th of a foot is often impractical.
Types
Local organisations or regulatory bodies classify specializations of surveying in different ways. Broad groups are:
- As-built survey: a survey that documents the location of recently constructed elements of a construction project. As-built surveys are done for record, completion evaluation and payment purposes. An as-built survey is also known as a 'works as executed survey'. As-built surveys are often presented in red or redline and laid over existing plans for comparison with design information.
- Cadastral or boundary surveying: a survey that establishes or re-establishes boundaries of a parcel using a legal description. It involves the setting or restoration of monuments or markers at the corners or along the boundaries of a parcel. These take the form of iron rods, pipes, or concrete monuments in the ground, or nails set in concrete or asphalt. The ALTA/ACSM Land Title Survey is a standard proposed by the American Land Title Association and the American Congress on Surveying and Mapping. It incorporates elements of the boundary survey, mortgage survey, and topographic survey.
- Control surveying: Control surveys establish reference points to use as starting positions for future surveys. Most other forms of surveying will contain elements of control surveying.
- Construction surveying and engineering surveying: topographic, layout, and as-built surveys associated with engineering design. They often need geodetic computations beyond normal civil engineering practice.
- Deformation survey: a survey to determine if a structure or object is changing shape or moving. First the positions of points on an object are found. A period of time is allowed to pass and the positions are then re-measured and calculated. Then a comparison between the two sets of positions is made.
- Dimensional control survey: This is a type of survey conducted in or on a non-level surface. Common in the oil and gas industry to replace old or damaged pipes on a like-for-like basis, the advantage of dimensional control survey is that the instrument used to conduct the survey does not need to be level. This is useful in the offshore industry, as not all platforms are fixed and are thus subject to movement.
- Foundation survey: a survey done to collect the positional data on a foundation that has been poured and is cured. This is done to ensure that the foundation was constructed in the location, and at the elevation, authorized in the plot plan, site plan, or subdivision plan.
- Hydrographic survey: a survey conducted with the purpose of mapping the shoreline and bed of a body of water. Used for navigation, engineering, or resource management purposes.
- Leveling: either finds the elevation of a given point or establishes a point at a given elevation.
- LOMA survey: Survey to change base flood line, removing property from a Special Flood Hazard Area.
- Measured survey: a building survey to produce plans of the building. Such a survey may be conducted before renovation works, for commercial purposes, or at the end of the construction process.
- Mining surveying: Mining surveying includes directing the digging of mine shafts and galleries and the calculation of the volume of rock. It uses specialised techniques due to the constraints on survey geometry such as vertical shafts and narrow passages.
- Mortgage survey: A mortgage survey or physical survey is a simple survey that delineates land boundaries and building locations. It checks for encroachment, building setback restrictions and shows nearby flood zones. In many places a mortgage survey is a precondition for a mortgage loan.
- Photographic control survey: A survey that creates reference marks visible from the air to allow aerial photographs to be rectified.
- Stakeout, layout or setout: an element of many other surveys where the calculated or proposed position of an object is marked on the ground. This can be temporary or permanent. This is an important component of engineering and cadastral surveying.
- Structural survey: a detailed inspection to report upon the physical condition and structural stability of a building or structure. It highlights any work needed to maintain it in good repair.
- Subdivision: A boundary survey that splits a property into two or more smaller properties.
- Topographic survey: a survey of the positions and elevations of points and objects on a land surface, presented as a topographic map with contour lines.
- Existing conditions: Similar to a topographic survey but instead focuses more on the specific location of key features and structures as they exist at that time within the surveyed area rather than primarily focusing on the elevation, often used alongside architectural drawings and blueprints to locate or place building structures.
- Underwater survey: a survey of an underwater site, object, or area.
Plane vs. geodetic surveying
Based on the considerations and true shape of the Earth, surveying is broadly classified into two types.
Plane surveying assumes the Earth is flat. Curvature and spheroidal shape of the Earth is neglected. In this type of surveying all triangles formed by joining survey lines are considered as plane triangles. It is employed for small survey works where errors due to the Earth's shape are too small to matter.[18]
In geodetic surveying the curvature of the Earth is taken into account while calculating reduced levels, angles, bearings and distances. This type of surveying is usually employed for large survey works. Survey works up to 100 square miles (260 square kilometers ) are treated as plane and beyond that are treated as geodetic.[19] In geodetic surveying necessary corrections are applied to reduced levels, bearings and other observations.[18]
based on the instrument used
- Chain Surveying
- Compass Surveying
- Plane table Surveying
- Levelling
- Theodolite Surveying
- Traverse Surveying
- Tacheometric Surveying
- Aerial Surveying
Profession


The basic principles of surveying have changed little over the ages, but the tools used by surveyors have evolved. Engineering, especially civil engineering, often needs surveyors.
Los topógrafos ayudan a determinar la ubicación de carreteras, vías férreas, embalses, presas, oleoductos , muros de contención , puentes y edificios. Establecen los límites de las descripciones legales y las divisiones políticas. También brindan asesoramiento y datos para los sistemas de información geográfica (SIG) que registran las características y los límites del terreno.
Los topógrafos deben tener un conocimiento profundo de álgebra , cálculo básico , geometría y trigonometría . También deben conocer las leyes que rigen los levantamientos topográficos, la propiedad inmobiliaria y los contratos.
La mayoría de las jurisdicciones reconocen tres niveles diferentes de cualificación:
- Los ayudantes de topografía , o aparejadores, suelen ser trabajadores no cualificados que asisten al topógrafo. Colocan reflectores, localizan puntos de referencia antiguos y marcan puntos en el terreno. El término «aparejador» deriva del uso antiguo de cadenas de medición . El ayudante movía el extremo de la cadena siguiendo las instrucciones del topógrafo.
- Los técnicos topógrafos suelen operar instrumentos de medición, realizar levantamientos topográficos, efectuar cálculos o elaborar planos. Generalmente, un técnico no tiene autoridad legal ni puede certificar su trabajo. No todos los técnicos están cualificados, pero existen titulaciones a nivel de certificado o diploma.
- Los topógrafos titulados, registrados o colegiados suelen tener un título universitario o una cualificación superior. A menudo, deben superar exámenes adicionales para afiliarse a una asociación profesional o para obtener la certificación. Los topógrafos son responsables de la planificación y gestión de los levantamientos topográficos. Deben garantizar que sus levantamientos, o los realizados bajo su supervisión, cumplan con la normativa vigente. Muchos directivos de empresas de topografía poseen esta titulación.
Entre las profesiones relacionadas se incluyen cartógrafos , hidrógrafos , geodestas , fotogrametristas y topógrafos , así como ingenieros civiles e ingenieros geomáticos .
Licencias
Los requisitos para obtener la licencia varían según la jurisdicción y suelen ser uniformes dentro de las fronteras nacionales. Los aspirantes a topógrafos generalmente deben obtener un título en topografía, seguido de un examen detallado de sus conocimientos sobre la legislación y los principios topográficos específicos de la región donde desean ejercer, y completar un período de formación práctica o de elaboración de un portafolio antes de obtener la licencia para ejercer. Los topógrafos licenciados suelen recibir un título adicional , que varía según el lugar donde se hayan titulado. Este sistema ha sustituido a los antiguos sistemas de aprendizaje.
A licensed land surveyor is generally required to sign and seal all plans. The state dictates the format, showing their name and registration number.
In many jurisdictions, surveyors must mark their registration number on survey monuments when setting boundary corners. Monuments take the form of capped iron rods, concrete monuments, or nails with washers.
Surveying institutions

Most countries' governments regulate at least some forms of surveying. Their survey agencies establish regulations and standards. Standards control accuracy, surveying credentials, monumentation of boundaries and maintenance of geodetic networks. Many nations devolve this authority to regional entities or states/provinces. Cadastral surveys tend to be the most regulated because of the permanence of the work. Lot boundaries established by cadastral surveys may stand for hundreds of years without modification.
Most jurisdictions also have a form of professional institution representing local surveyors. These institutes often endorse or license potential surveyors, as well as set and enforce ethical standards. The largest institution is the International Federation of Surveyors (Abbreviated FIG, for French: Fédération Internationale des Géomètres). They represent the survey industry worldwide.
Building surveying
Most English-speaking countries consider building surveying a distinct profession. They have their own professional associations and licensing requirements. A building surveyor can provide technical building advice on existing buildings, new buildings, design, and compliance with regulations such as planning and building control. A building surveyor normally acts on behalf of their client ensuring that their vested interests remain protected. The Royal Institution of Chartered Surveyors (RICS) is a world-recognised governing body for those working within the built environment.[20]
Cadastral surveying
One of the primary roles of the land surveyor is to determine the boundary of real property on the ground. The surveyor must determine where the adjoining landowners wish to put the boundary. The boundary is established in legal documents and plans prepared by attorneys, engineers, and land surveyors. The surveyor then puts monuments on the corners of the new boundary. They might also find or resurvey the corners of the property monumented by prior surveys.
Cadastral land surveyors are licensed by governments. The cadastral survey branch of the Bureau of Land Management (BLM) conducts most cadastral surveys in the United States.[21] They consult with Forest Service, National Park Service, Army Corps of Engineers, Bureau of Indian Affairs, Fish and Wildlife Service, Bureau of Reclamation, and others. The BLM used to be known as the United States General Land Office (GLO).
In states organized per the Public Land Survey System (PLSS), surveyors must carry out BLM cadastral surveys under that system.
Cadastral surveyors often have to work around changes to the earth that obliterate or damage boundary monuments. When this happens, they must consider evidence that is not recorded on the title deed. This is known as extrinsic evidence.[22]
Quantity surveying
Quantity surveying is a profession that deals with the costs and contracts of construction projects. A quantity surveyor is an expert in estimating the costs of materials, labor, and time needed for a project, as well as managing the financial and legal aspects of the project. A quantity surveyor can work for either the client or the contractor, and can be involved in different stages of the project, from planning to completion. Quantity surveyors are also known as Chartered Surveyors in the UK.
Notable surveyors
Some U.S. Presidents were land surveyors. George Washington[23] and Abraham Lincoln[24]surveyed colonial or frontier territories early in their career, before serving in office.
Ferdinand Rudolph Hassler is considered the "father" of geodetic surveying in the U.S.[25]
David T. Abercrombie practiced land surveying before starting an outfitter store of excursion goods. The business would later turn into the Abercrombie & Fitch lifestyle clothing store.
Percy Harrison Fawcett was a British surveyor who explored the jungles of South America attempting to find the Lost City of Z. His biography and expeditions were recounted in the book The Lost City of Z and were later adapted on film screen.
Inō Tadataka produced the first map of Japan using modern surveying techniques starting in 1800, at the age of 55.
See also
Types and methods
- Arc measurement, historical method for determining Earth's local radius
- Photogrammetry, a method of collecting information using aerial photography and satellite images
- Cadastral surveyor, used to document land ownership by the production of documents, diagrams, plats, and maps
- Dominion Land Survey, the method used to divide most of Western Canada into one-square-mile sections for agricultural and other purposes
- Public Land Survey System, a method used in the United States to survey and identify land parcels
- Survey township, a square unit of land, six miles (~9.7 km) on a side, done by the U.S. Public Land Survey System
- Construction surveying, the locating of structures relative to a reference line, used in the construction of buildings, roads, mines, and tunnels
- Deviation survey, used in the oil industry to measure a borehole's departure from the vertical
Geospatial survey organizations
- Survey of India, India's central agency in charge of mapping and surveying
- Ordnance Survey, a national mapping agency for Great Britain
- U.S. National Geodetic Survey, performing geographic surveys as part of the U.S. Department of Commerce
- United States Coast and Geodetic Survey, a former surveying agency of the United States Government
Other
- Burt's solar compass – Surveying instrument that uses the Sun's direction instead of magnetism
- Cartography – Study and practice of making maps
- Exsecant – Trigonometric function defined as secant minus one
- International Federation of Surveyors – Global organization for the profession of surveying and related disciplines
- Prismatic compass – Navigation and surveying instrument to measure magnetic bearing
- Royal Institution of Chartered Surveyors
- Survey camp – Civil engineering training course
- Surveying in early America – Mapping Indian land cessionsPages displaying short descriptions of redirect targets
- Surveying in North America – Survey methods in North America
References
- 12United States Department of the Interior, Bureau of Land Management Technical Bulletin (1973). Manual of Instructions for the Survey of the Public Lands of the United States 1973. Washington, DC: United States Government Printing Office. p. 1. ISBN 978-0910845601.
- ↑"Definition". fig.net. Retrieved 17 February 2016.
- ↑Hong-Sen Yan & Marco Ceccarelli (2009), International Symposium on History of Machines and Mechanisms: Proceedings of HMM 2008, Springer, p. 107, ISBN 978-1-4020-9484-2
- ↑Johnson, Anthony, Solving Stonehenge: The New Key to an Ancient Enigma. (Thames & Hudson, 2008) ISBN 978-0-500-05155-9
- ↑Lewis, M. J. T. (23 April 2001). Surveying Instruments of Greece and Rome. Cambridge University Press. ISBN 9780521792974. Retrieved 30 August 2012.
- ↑Turner, Gerard L'E. Nineteenth Century Scientific Instruments, Sotheby Publications, 1983, ISBN 0-85667-170-3
- ↑Sturman, Brian; Wright, Alan. "The History of the Tellurometer"(PDF). International Federation of Surveyors. Retrieved 20 July 2014.
- ↑Cheves, Marc. "Geodimeter-The First Name in EDM". Archived from the original on 10 March 2014. Retrieved 20 July 2014.
- ↑Mahun, Jerry. "Electronic Distance Measurement". Jerrymahun.com. Archived from the original on 29 July 2014. Retrieved 20 July 2014.
- ↑Key, Henk; Lemmens, Mathias. "Robotic Total Stations". GIM International. Retrieved 17 October 2020.
- ↑"Real-Time Kinematic (RTK): Chapter 5- Resolving Errors". Hexagon. Retrieved 5 September 2021.
- ↑"Toni Schenk, Suyoung Seo, Beata Csatho: Accuracy Study of Airborne Laser Scanning Data with Photogrammetry, p. 118"(PDF). Archived from the original(PDF) on 25 March 2009.
- ↑"View DigitalGlobe Imagery Solutions @ Geospatial Forum". 4 June 2010.
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- ↑"National Register of Historic Places - Registration form for Antietam Village Historic District"(PDF).
- ↑Ronalds, B.F. (2016). Sir Francis Ronalds: Father of the Electric Telegraph. London: Imperial College Press. ISBN 978-1-78326-917-4.
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- 12BC Punmia (2005). Surveying by BC Punmia. Firewall Media. p. 2. ISBN 9788170088530. Retrieved 9 December 2014.
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- ↑"Building Surveyors London - ZFN Chartered Surveyors". ZFN. Retrieved 12 March 2021.
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- ↑Richards, D., & Hermansen, K. (1995). Use of extrinsic evidence to aid interpretation of deeds. Journal of Surveying Engineering, (121), 178.
- ↑"George Washington and Surveying". www.mountvernon.org. Retrieved 7 March 2026.
- ↑Kent, David J. (17 February 2021). "Lincoln the Surveyor". David J. Kent. Retrieved 7 March 2026.
- ↑Joe Dracup (1997) "A new age of geodesy begins: 1970-1990", History of Geodetic Survey – Part 7, ACSM Bulletin. American Congress on Surveying and Mapping.
Further reading
- Brinker, Russell C; Minnick, Roy, eds. (1995). The Surveying Handbook. doi:10.1007/978-1-4615-2067-2. ISBN 978-1-4613-5858-9.
- Keay J (2000), The Great Arc: The Dramatic Tale of How India was Mapped and Everest was Named, Harper Collins, 182pp, ISBN 0-00-653123-7.
- Pugh J C (1975), Surveying for Field Scientists, Methuen, 230pp, ISBN 0-416-07530-4
- Genovese I (2005), Definitions of Surveying and Associated Terms, ACSM, 314pp, ISBN 0-9765991-0-4.
External links
- Géomètres sans Frontières : Association de géometres pour aide au développement. NGO Surveyors without borders (in French)
- The National Museum of Surveying The Home of the National Museum of Surveying in Springfield, Illinois
- Land Surveyors United Support Network Global social support network featuring surveyor forums, instructional videos, industry news and support groups based on geolocation.
- Natural Resources Canada – SurveyingArchived 29 October 2010 at the Wayback Machine Good overview of surveying with references to construction surveys, cadastral surveys, photogrammetry surveys, mining surveys, hydrographic surveys, route surveys, control surveys and topographic surveys
- Table of Surveying, 1728 Cyclopaedia
- Surveying & Triangulation The History of Surveying And Survey Equipment
- NCEES National Council of Examiners for Engineering and Surveying (NCEES)
- NSPS National Society of Professional Surveyors (NSPS)
- Ground Penetrating Radar FAQArchived 22 December 2019 at the Wayback Machine Using Ground Penetrating Radar for Land Surveying
- Survey Earth A Global event for professional land surveyors and students to remeasure the planet in a single day during the summer solstice as a community of land surveyors.
- Surveyors – Occupational Employment Statistics
- Public Land Survey System Foundation (2009), Manual of Surveying Instructions For the Survey of the Public Lands of the United States
- Surveying
- Ancient Egyptian technology
- Civil engineering
- Land use