Topografía

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.

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 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, comenzaron a utilizarse técnicas e instrumentos modernos para la topografía. Jesse Ramsden presentó el primer teodolito de precisión en 1787. Era un instrumento para medir ángulos en los planos horizontal y vertical. Creó su gran teodolito utilizando una máquina divisora ​​precisa de su propio diseño. El teodolito de Ramsden representó un gran avance en la precisión del instrumento. William Gascoigne inventó un instrumento que utilizaba un telescopio con una retícula instalada como dispositivo de puntería, en 1640. James Watt desarrolló un medidor óptico para la medición de distancias en 1771; medía el ángulo paraláctico a partir del cual se podía deducir la distancia a un punto.

El matemático neerlandés Willebrord Snellius (también conocido como Snel van Royen) introdujo el uso sistemático moderno de la triangulación . En 1615, midió la distancia entre Alkmaar y Breda , aproximadamente 72 millas (116 km) . Subestimó esta distancia en un 3,5 %. El levantamiento topográfico consistió en una cadena de cuadriláteros que contenían 33 triángulos en total. Snell demostró cómo se podían corregir las fórmulas planas para tener en cuenta la curvatura de la Tierra . También demostró cómo resecar , o calcular, la posición de un punto dentro de un triángulo utilizando los ángulos trazados entre los vértices en el punto desconocido. Estos ángulos se podían medir con mayor precisión que los rumbos de los vértices, que dependían de una brújula. Su trabajo estableció la idea de realizar un levantamiento topográfico de una red primaria de puntos de control y, posteriormente, localizar puntos secundarios dentro de dicha red. Entre 1733 y 1740, Jacques Cassini y su hijo César llevaron a cabo la primera triangulación de Francia. Entre ellas se incluyó un nuevo levantamiento topográfico del arco meridiano , que condujo a la publicación en 1745 del primer mapa de Francia elaborado según principios rigurosos. Para entonces, los métodos de triangulación ya estaban bien establecidos para la cartografía local. 

No fue hasta finales del siglo XVIII que los estudios detallados de redes de triangulación cartografiaron países enteros. En 1784, un equipo del Servicio Cartográfico Británico del General William Roy inició la Triangulación Principal de Gran Bretaña . El primer teodolito de Ramsden se construyó para este estudio. El estudio se completó finalmente 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 mediciones de la anomalía geodésica. Nombró y cartografió el Monte Everest y otros picos del Himalaya. La topografía se convirtió en una profesión muy demandada a principios del siglo XIX con el inicio de la Revolución Industrial . La profesión desarrolló instrumentos más precisos para facilitar su trabajo. Los proyectos de infraestructura industrial emplearon a topógrafos para trazar canales , carreteras y vías férreas.

En Estados Unidos, la Ordenanza de Tierras de 1785 creó el Sistema Público de Levantamiento de Tierras (PLSS) . Este sistema sirvió de base para dividir los territorios occidentales en secciones y permitir la venta de terrenos. El PLSS dividió los estados en cuadrículas de municipios, que a su vez se subdividieron en secciones y fracciones de secciones. ^{[ 1 ]}

Napoleón Bonaparte fundó el primer catastro de Europa continental en 1808. Este sistema recopilaba datos sobre el número de parcelas de tierra, su valor, el uso del suelo y sus nombres. Pronto se extendió por toda Europa.

Robert Torrens introdujo el sistema Torrens en Australia Meridional en 1858. Su objetivo era simplificar las transacciones de tierras y proporcionar títulos de propiedad fiables mediante un registro centralizado. El sistema Torrens fue adoptado en varios otros países de habla inglesa. La topografía adquirió cada vez más importancia con la llegada del ferrocarril en el siglo XIX. Era necesaria para que las compañías ferroviarias pudieran planificar rutas viables desde el punto de vista tecnológico y financiero.

A principios de siglo, los topógrafos habían mejorado las antiguas cadenas y cuerdas, pero aún se enfrentaban al problema de medir con precisión largas distancias. Trevor Lloyd Wadley desarrolló el telurómetro durante la década de 1950. Este mide largas distancias utilizando dos transmisores/receptores de microondas. ^{[ 7 ]} A finales de la década de 1950, Geodimeter introdujo equipos de medición electrónica de distancias (EDM). ^{[ 8 ]} Las unidades EDM utilizan un desplazamiento de fase multifrecuencia de ondas de luz para determinar una distancia. ^{[ 9 ]} Estos instrumentos eliminaron la necesidad de días o semanas de medición con cadenas, ya que medían entre puntos separados por kilómetros en una sola medición.

Los avances en electrónica permitieron la miniaturización de la medición electrónica de distancias (EDM). En la década de 1970 aparecieron los primeros instrumentos que combinaban la medición de ángulos y distancias, conocidos como estaciones totales . Los fabricantes fueron incorporando gradualmente más equipos, lo que mejoró la precisión y la velocidad de medición. Entre los avances más importantes se incluyen los compensadores de inclinación, los registradores de datos y los programas de cálculo integrados.

El primer sistema de posicionamiento por satélite fue el sistema TRANSIT de la Armada de los Estados Unidos . Su primer lanzamiento exitoso tuvo lugar en 1960. El objetivo principal del sistema era proporcionar información de posición a los submarinos de misiles Polaris . Los topógrafos descubrieron que podían usar receptores de campo para determinar la ubicación de un punto. La escasa cobertura satelital y el gran tamaño de los equipos dificultaban y hacían imprecisas las observaciones. Su principal uso era establecer puntos de referencia en lugares remotos.

La Fuerza Aérea de los Estados Unidos lanzó los primeros prototipos de satélites del Sistema de Posicionamiento Global (GPS) en 1978. El GPS utilizaba una constelación de satélites más grande y mejoraba la transmisión de la señal, lo que aumentaba la precisión. Las primeras observaciones GPS requerían varias horas de observación con un receptor estático para alcanzar los requisitos de precisión necesarios. Las mejoras posteriores, tanto en los satélites como en los receptores, permitieron la realización de levantamientos cinemáticos en tiempo real (RTK). Los levantamientos RTK proporcionan mediciones de alta precisión mediante el uso de una estación base fija y una segunda antena móvil. La posición de la antena móvil se puede rastrear.

El teodolito , la estación total y el levantamiento topográfico con GPS RTK siguen siendo los métodos principales en uso.

La teledetección y las imágenes satelitales siguen mejorando y abaratándose, lo que permite un uso más generalizado. Entre las nuevas tecnologías más destacadas se encuentran el escaneo tridimensional (3D) y los levantamientos topográficos basados ​​en lidar . También está surgiendo la tecnología de vehículos aéreos no tripulados (UAV) y el procesamiento fotogramétrico de imágenes.

Equipos de topografía. En el sentido de las agujas del reloj, desde la parte superior izquierda: teodolito óptico, estación total robótica, estación base GPS RTK , nivel óptico.

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.

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 .

Before EDM (Electronic Distance Measurement) laser devices, distances were measured using a variety of means. In pre-colonial America Natives would use the "bow shot" as a distance reference ("as far as an arrow can slung out of a bow", or "flights of a Cherokee long bow").^[15] Europeans used chains with links of a known length such as a Gunter's chain, or measuring tapes made of steel or invar. To measure horizontal distances, these chains or tapes were pulled taut to reduce sagging and slack. The distance had to be adjusted for heat expansion. Attempts to hold the measuring instrument level would also be made. When measuring up a slope, the surveyor might have to "break" (break chain) the measurement- use an increment less than the total length of the chain. Perambulators, or measuring wheels, were used to measure longer distances but not to a high level of accuracy. Tacheometry is the science of measuring distances by measuring the angle between two ends of an object with a known size. It was sometimes used before the invention of EDM where rough ground made chain measurement impractical.

Historically, horizontal angles were measured by using a compass to provide a magnetic bearing or azimuth. Later, more precise scribed discs improved angular resolution. Mounting telescopes with reticles atop the disc allowed more precise sighting (see theodolite). Levels and calibrated circles allowed the measurement of vertical angles. Verniers allowed measurement to a fraction of a degree, such as with a turn-of-the-century transit.

The plane table provided a graphical method of recording and measuring angles, which reduced the amount of mathematics required. In 1829 Francis Ronalds invented a reflecting instrument for recording angles graphically by modifying the octant.^[16]

By observing the bearing from every vertex in a figure, a surveyor can measure around the figure. The final observation will be between the two points first observed, except with a 180° difference. This is called a close. If the first and last bearings are different, this shows the error in the survey, called the angular misclose. The surveyor can use this information to prove that the work meets the expected standards.

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. 

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.

Pocas posiciones de levantamiento topográfico se derivan de los principios fundamentales. En cambio, la mayoría de los puntos de levantamiento se miden en relación con puntos medidos previamente. Esto forma una red de referencia o control donde cada punto puede ser utilizado por un topógrafo para determinar su propia posición al iniciar un nuevo levantamiento.

Los puntos de referencia topográficos suelen marcarse en la superficie terrestre mediante objetos que van desde pequeños clavos incrustados en el suelo, en moldes de hormigón o aceras, hasta grandes balizas visibles desde la distancia. Los topógrafos pueden instalar sus instrumentos en esta posición y medir con respecto a objetos cercanos. En ocasiones, se utiliza como punto de referencia un elemento alto y distintivo, como un campanario o una antena de radio, para medir ángulos.

La triangulación es un método de localización horizontal muy utilizado antes de la llegada de la medición electrónica de distancias (EDM) y el GPS. Permite determinar distancias, elevaciones y direcciones entre objetos distantes. Desde los inicios de la topografía, fue el método principal para determinar la posición precisa de los objetos en los mapas topográficos de grandes áreas. El topógrafo primero necesita conocer la distancia horizontal entre dos de los objetos, denominada línea base . A partir de ahí, se pueden calcular las alturas, distancias y la posición angular de otros objetos, siempre que sean visibles desde alguno de los objetos originales. Se utilizaban teodolitos o tránsitos de alta precisión, y las mediciones angulares se repetían para mayor exactitud. Véase también Triangulación en tres dimensiones .

El método de compensación es una técnica alternativa para determinar la posición de los objetos, utilizada frecuentemente para medir elementos imprecisos como las riberas de los ríos. El agrimensor marcaba y medía dos posiciones conocidas en el terreno, aproximadamente paralelas al elemento, y trazaba una línea base entre ellas. A intervalos regulares, medía una distancia perpendicular desde la primera línea hasta el elemento. Estas mediciones se representaban en un plano o mapa, y los puntos en los extremos de las líneas de compensación se unían para mostrar el elemento.

El levantamiento topográfico es un método común para inspeccionar áreas pequeñas. Los topógrafos parten de un punto de referencia antiguo o una posición conocida y colocan una red de puntos de referencia que cubren el área de estudio. Luego miden rumbos y distancias entre los puntos de referencia y hasta los accidentes geográficos objetivo. La mayoría de los levantamientos topográficos forman un bucle o enlace entre dos puntos de referencia anteriores para que el topógrafo pueda verificar sus mediciones.

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 .

Una vez que el agrimensor ha calculado el nivel de errores en su trabajo, se realiza el ajuste . Este proceso consiste en distribuir el error entre todas las mediciones. Cada observación se pondera según la proporción del error total que probablemente haya causado, y se le asigna una parte proporcional de dicho error. Los métodos de ajuste más comunes son el método de Bowditch , también conocido como regla de la brújula, y el principio de mínimos cuadrados .

El topógrafo debe ser capaz de distinguir entre exactitud y precisión . En Estados Unidos, los topógrafos e ingenieros civiles utilizan pies como unidad de medida, donde un pie topográfico se divide en décimas y centésimas. Muchas descripciones de escrituras que incluyen distancias suelen expresarse en estas unidades (125,25  pies). En cuanto a la exactitud, los topógrafos suelen cumplir con un estándar de una centésima de pie; aproximadamente 1/8 de  pulgada. Las tolerancias de cálculo y cartografía son mucho menores cuando se busca una precisión casi perfecta. Si bien las tolerancias varían de un proyecto a otro, en el trabajo de campo y en el uso cotidiano, una precisión superior a una centésima de pie suele ser poco práctica.

En función de las consideraciones y la forma real de la Tierra, la topografía se clasifica generalmente en dos tipos.

La topografía plana presupone que la Tierra es plana. Se ignoran la curvatura y la forma esferoidal de la Tierra. En este tipo de topografía, todos los triángulos formados al unir líneas de levantamiento se consideran triángulos planos. Se emplea para trabajos de topografía pequeños donde los errores debidos a la forma de la Tierra son demasiado pequeños como para ser relevantes. ^{[ 18 ]}

En la topografía geodésica, se tiene en cuenta la curvatura de la Tierra al calcular cotas reducidas, ángulos, rumbos y distancias. Este tipo de topografía se suele emplear para grandes proyectos. Los trabajos de hasta 260 kilómetros cuadrados (100 millas cuadradas) se consideran planos, y los que superan esa superficie, geodésicos. ^{[ 19 ]} En la topografía geodésica, se aplican las correcciones necesarias a las cotas reducidas, los rumbos y otras observaciones. ^{[ 18 ]}

• Medición con cadena
• Topografía con brújula
• Topografía con plancheta
• Arrasamiento
• Levantamiento topográfico con teodolito
• Levantamiento topográfico de poligonales
• Levantamiento taquimétrico
• Levantamientos aéreos

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.

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.

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]

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.

Los topógrafos catastrales están autorizados por los gobiernos. La división de levantamientos catastrales de la Oficina de Administración de Tierras (BLM) realiza la mayoría de los levantamientos catastrales en los Estados Unidos. ^{[ 21 ]} Colaboran 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 otras entidades. La BLM antes se conocía como la Oficina General de Tierras de los Estados Unidos (GLO).

En los estados organizados según el Sistema de Levantamiento de Tierras Públicas (PLSS, por sus siglas en inglés), los topógrafos deben realizar los levantamientos catastrales de la Oficina de Administración de Tierras (BLM, por sus siglas en inglés) conforme a dicho sistema.

Los topógrafos catastrales a menudo tienen que lidiar con cambios en el terreno que borran o dañan los mojones de linderos. Cuando esto sucede, deben considerar evidencia que no está registrada en el título de propiedad. Esto se conoce como evidencia extrínseca. ^{[ 22 ]}

La medición de cantidades es una profesión que se ocupa de los costes y contratos de los proyectos de construcción. Un aparejador es un experto en estimar los costes de materiales, mano de obra y tiempo necesarios para un proyecto, así como en gestionar los aspectos financieros y legales del mismo. Un aparejador puede trabajar tanto para el cliente como para el contratista y participar en las distintas fases del proyecto, desde la planificación hasta la finalización. En el Reino Unido, a los aparejadores también se les conoce como topógrafos colegiados .

• Medición de arco , método histórico para determinar el radio local de la Tierra.
• Fotogrametría , un método para recopilar información mediante fotografía aérea e imágenes satelitales.
• Agrimensor catastral , utilizado para documentar la propiedad de la tierra mediante la elaboración de documentos, diagramas, planos y mapas.
  • El Catastro de Tierras del Dominio , método utilizado para dividir la mayor parte del oeste de Canadá en secciones de una milla cuadrada para fines agrícolas y de otra índole.
  • Sistema de Levantamiento de Tierras Públicas , un método utilizado en los Estados Unidos para inspeccionar e identificar parcelas de tierra.
  • Municipio catastral , una unidad cuadrada de terreno de seis millas (~9,7 km) de lado, realizada por el Sistema de Catastro de Tierras Públicas de los Estados Unidos.
• La topografía de construcción consiste en la localización de estructuras con respecto a una línea de referencia, y se utiliza en la construcción de edificios, carreteras, minas y túneles.
• Levantamiento de desviación , utilizado en la industria petrolera para medir la desviación de un pozo con respecto a la vertical.

• Servicio Cartográfico de la India , la agencia central de la India encargada de la cartografía y la topografía.
• Ordnance Survey , una agencia cartográfica nacional de Gran Bretaña.
• Servicio Geodésico Nacional de los Estados Unidos , que realiza levantamientos geográficos como parte del Departamento de Comercio de los Estados Unidos.
• Servicio Geodésico y Costero de los Estados Unidos , antigua agencia de topografía del Gobierno de los Estados Unidos.