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Revista Científica Ciencias Ingenieriles (2025)
Vol. 5, Núm. 1, pp. 01 – 09
https://doi.org/ 10.54943/ricci.v5i1.833
ISSN: 2961-2357(En línea)
ISSN: 2961-2446(Impreso)
ARTÍCULO ORIGINAL
Comparación de volúmenes mediante levantamiento topográfico
(estación total y dron) en la carretera departamental JU-103
Comparison of volumes by topographic survey (total station and drone) on the JU-103 departmental road.
Danny Erick Perez Perez 1
1Universidad Nacional de Huancavelica (UNH), Huancavelica, Perú.
Correo electrónico: 2022902097@unh.edu.pe
ORCID: https://orcid.org/0000-0002-3149-1610
Recibido: 22 Julio del 2024 / Revisado: 07 de Septiembre del 2024 / Aprobado: 31 de Diciembre del 2024 / Publicado: 31 de Enero del 2025
RESUMEN
La investigación y redacción del presente artículo tuvo como principal objetivo comparar los volúmenes obtenidos
mediante el levantamiento topográfico (dron y estación total). Para ello se usó una estación total Leica TS06 Plus y
un dron Phamthon 4 PRO v2.0, para lo cual, se realizaron levantamientos topográficos utilizando ambas técnicas y se
calcularon los volúmenes de eliminación de material en la zona de esponjamiento km 10+630 de la carretera
departamental JU-103. Obteniendo como resultado que el volumen obtenido mediante levantamiento topográfico con
estación total es 141.65 m3, siendo menor que la que se obtuvo con el levantamiento topográfico con dron la cual fue
143.06 m3. La investigación realizada es de tipo aplicada, los resultados demostraron que existe una diferencia
pequeña pero significativa en el volumen calculado en la zona de esponjamiento.
Palabras claves: levantamiento topográfico, estación total, dron, volumen.
ABSTRACT
The main objective of the research and writing of this article was to compare the volumes obtained through
topographic surveying (drone and total station). To this end, a Leica TS06 Plus total station and a Phamthon 4 PRO
v2.0 drone were used to carry out topographic surveys using both techniques and calculate the volumes of material
removed in the sponging area at km 10+630 of the JU-103 departmental road. The result was that the volume obtained
by topographic survey with a total station was 141.65 m3, which was less than that obtained by topographic survey
with a drone, which was 143.06 m3. The research carried out is of an applied nature, and the results showed that there
is a small but significant difference in the volume calculated in the sponging zone.
Keywords: topographic survey, total station, drone, volume.
1. INTRODUCCIÓN
Los métodos tradicionales de levantamiento
topográfico con estación total pueden subestimar
los volúmenes de movimiento de tierras,
especialmente en tramos con curvas horizontales y
verticales pronunciadas. Esto se debe a que la toma
de datos con prismas no captura adecuadamente
las variaciones de la superficie entre puntos
medidos. Por otro lado, los drones equipados con
cámaras permiten generar modelos digitales de
elevación (DEM) de alta resolución que reflejan
mejor la topografía real. Sin embargo, es necesario
comparar la precisión de ambos métodos para
determinar cuál es más adecuado para cuantificar
movimientos de tierra en proyectos de
infraestructura vial. La topografía es la ciencia que
estudia la representación gráfica de la superficie
terrestre, incluyendo sus accidentes y obras
realizadas por el hombre. Los levantamientos
topográficos se realizan tradicionalmente con
estaciones totales, que miden distancias y ángulos
para calcular coordenadas de puntos. Rincón et al.
(2017) la fotogrametría con drones permite generar
modelos 3D de alta resolución a partir de imágenes
aéreas. Los drones capturan cientos o miles de
fotos que se procesan con software especializado
para producir nubes de puntos y modelos digitales
de elevación. Esto permite cuantificar volúmenes
de movimiento de tierras de manera más precisa
que los métodos tradicionales. Vásquez Castañeda
(2022) demostró que los volúmenes del
procedimiento con drone son mayores en 0.4% a
1.30% (15.98m3 a 22.80m3) a los obtenidos con
estación total; Cuenca Granados (2021) concluyó:
existe una pequeña exageración en el cálculo del
2 | P á g i n a
movimiento de tierras en una superficie generada
mediante aerofotogrametría con drones; así
también Jiménez et. al (2019) explica que los datos
obtenidos con dron y con estación total tienen
resultados muy similares. Comparar la precisión
de levantamientos topográficos con estación total
y dron permitirá determinar cuál método es más
adecuado para cuantificar movimientos de tierra en
proyectos viales. Además, la fotogrametría con
drones ofrece ventajas en cuanto a rapidez,
seguridad y detalle de la información capturada. A
medida que la construcción viene implementando
la tecnología BIM y se pone cada vez más estricta,
es importante continuar investigando sobre
movimiento de tierras y ver cual es mas apto para
dicha labor, el presente estudió nos permitirá
comparar los volúmenes obtenidos mediante el
levantamiento topográfico (dron y estación total).
2. MATERIALES Y MÉTODOS
Uno de los métodos tradicionales para calcular
volúmenes en movimiento de tierras es mediante
el levantamiento topográfico con estación total, sin
embargo, con el avance de la tecnología surgieron
nuevos equipos capaces de realizar la misma tarea,
con dron. El levantamiento topográfico aplicando
dron Phamton 4 Pro han demostrado ser una
herramienta versátil y eficaz en las operaciones de
movimiento de tierras, mejorando la eficiencia, la
precisión y la productividad, y reduciendo los
costos y el tiempo asociados con la recopilación de
datos.
Se inició colocando puntos de control para poder
asegurar la precisión en la toma de datos.
Figura 1
Puntos de control en zona de corte
Tabla 1
Puntos de control terreno natural 01
PUNTOS CONTROL
TERRENO NATURAL 01
1
8708068.6300
446168.3713
3613.0045
PC1
2
8708068.4200
446162.9329
3615.3042
PC2
3
8708073.3380
446161.7003
3615.7166
PC3
4
8708077.8210
446166.7344
3614.4286
PC4
5
8708079.7400
446162.6561
3616.2469
PC5
Figura 2
Puntos de control en zona de acopio
3 | P á g i n a
Tabla 2
Puntos de control terreno natural 02
PUNTOS CONTROL
TERRENO NATURAL 02
1
8708421.7270
446114.1354
3643.0453
PC1
2
8708416.5950
446113.7128
3643.1252
PC2
3
8708410.6290
446111.6376
3643.1612
PC3
4
8708409.8010
446104.2055
3643.3321
PC4
5
8708425.0160
446105.5098
3643.1643
PC5
Se realizaron 4 levantamientos topográficos con
estación total Leica TS 06 Plus:
• 1 en terreno natural en zona de corte
• 1 después de haber realizado el corte
• 1 en terreno de acopio
• 1 después de haber realizado el acopio
Figura 3
Levantamiento topográfico con estación total
Se realizaron 4 levantamientos topográficos con
dron Phamton 4 Pro V2.0:
• 1 en terreno natural en zona de corte
• 1 después de haber realizado el corte
• 1 en terreno de acopio
• 1 después de haber realizado el acopio
Figura 4
Levantamiento topográfico con dron
A continuación, se realizaron los siguientes
procedimientos para procesar la información
recopilada de la estación total Leica TS06 Plus en
el software AutoCAD Civil 3D:
• Se configuró el sistema de coordenadas
en UTM84-18S.
• Se importaron los puntos tomados para
posteriormente generar: una superficie,
un alineamiento para generar líneas de
muestreo, perfil longitudinal, secciones
transversales y cuantificación de
volúmenes.
4 | P á g i n a
• Finalmente se generó una tabla de
movimiento de tierras que servirá para
poder realizar la comparación de
volúmenes de la investigación.
Figura 5
Procesamiento de información de estación total en zona de corte - AutoCAD Civil 3D
Figura 6
Procesamiento de información de estación total en zona de acopio - AutoCAD Civil 3D
A continuación, se realizaron los siguientes
procedimientos para procesar la información
recopilada del dron Phamton Pro V2.0 en el
software Agisoft Metashape y luego en el
AutoCAD Civil 3D:
Agisoft Metashape
• Se importaron las imágenes tomadas por
el dron.
• Se realizó una conversión y configuró el
sistema de coordenadas en WGS84/UTM
zone 18S.
• Se importaron los puntos de control para
georreferenciar las fotos.
• Dentro de la pestaña flujo de trabajo se
realizaron los siguientes pasos: orientas
fotos, crear malla, crear textura, crear
nube de puntos, crear el modelo digital de
elevaciones (MDE).
• Finalmente se exportó el modelo digital
de elevaciones para procesar la superficie
en el AutoCAD Civil 3D.
5 | P á g i n a
Figura 7
Creación de MDE en Agisoft Metashape
AutoCAD Civil 3D
• Se configuró el sistema de coordenadas
en UTM84-18S.
• Se importaron las superficies generadas
en el Agisoft Metashape para generar: un
eje para generar líneas de muestreo, perfil
longitudinal, secciones transversales y
cuantificación de volúmenes.
• Finalmente se generó una tabla de
movimiento de tierras que servirá para
poder realizar la comparación de
volúmenes de la investigación.
Figura 8
Procesamiento de información del dron en zona de corte - AutoCAD Civil 3D
6 | P á g i n a
Figura 9
Procesamiento de información del dron en zona acopio- AutoCAD Civil 3D
3. RESULTADOS
Luego de haber realizado en procesamiento de la
información obtenida en campo en los softwares
Agisoft Metashape y AutoCAD Civil 3D respecto
a la cuantificación y comparación de volúmenes,
se obtuvieron los siguientes resultados.
Tabla 3
Resultados obtenidos de volumen en zona de corte con estación total
Volumen con estación total zona de corte
Progresiva
Área de
Corte
Volumen
de corte
Área de
Relleno
Volumen
de Relleno
Volumen
Acumulado
de Corte
Volumen
Acumulado
de Relleno
0+000.000
0
0
0
0
0
0
0+001.000
0.19
0.09
0
0
0.09
0
0+002.000
3.54
1.86
0
0
1.95
0
0+003.000
4.73
4.14
0
0
6.09
0
0+004.000
4.87
4.8
0
0
10.89
0
0+005.000
4.98
4.93
0
0
15.82
0
0+006.000
5.21
5.1
0
0
20.91
0
0+007.000
5.54
5.37
0
0
26.29
0
0+008.000
5.46
5.5
0
0
31.79
0
0+009.000
5.68
5.57
0
0
37.36
0
0+010.000
5.77
5.73
0
0
43.09
0
0+011.000
5.66
5.72
0
0
48.8
0
0+012.000
4.26
4.96
0
0
53.76
0
0+013.000
0.15
2.21
0
0
55.97
0
0+014.000
0
0.07
0
0
56.04
0
Tabla 4
Resultados obtenidos de volumen en zona de acopio 01 con estación total
Volumen con estación total - zona de acopio 01
Progresiva
Área de
Corte
Volumen
de corte
Área de
Relleno
Volumen
de Relleno
Volumen
Acumulado
de Corte
Volumen
Acumulado
de Relleno
0+000.000
0
0
0
0
0
0
0+001.000
0
0
0.13
0.06
0
0.06
0+002.000
0
0
2.54
1.34
0
1.4
7 | P á g i n a
0+003.000
0
0
5.04
3.79
0
5.19
0+004.000
0
0
5.33
5.18
0
10.38
0+005.000
0
0
4.55
4.94
0
15.32
0+006.000
0
0
5.47
5.01
0
20.33
0+007.000
0
0
6.66
6.07
0
26.4
0+008.000
0
0
6.36
6.51
0
32.91
0+009.000
0
0
5.1
5.73
0
38.64
0+010.000
0
0
3.95
4.52
0
43.16
0+011.000
0
0
5.49
4.72
0
47.87
0+012.000
0
0
5.42
5.45
0
53.33
0+013.000
0
0
4.33
4.88
0
58.21
0+014.000
0
0
3.2
3.76
0
61.97
0+015.000
0
0
1.55
2.37
0
64.34
0+016.000
0
0
0.03
0.79
0
65.13
0+017.000
0
0
0
0.02
0
65.15
Tabla 5
Resultados obtenidos de volumen en zona de acopio 02 con estación total
Volumen con estación total - zona de acopio 02
Progresiva
Área de
Corte
Volumen
de corte
Área de
Relleno
Volumen
de Relleno
Volumen
Acumulado
de Corte
Volumen
Acumulado
de Relleno
0+000.000
0
0
0
0
0
0
0+001.000
0
0
0.13
0.07
0
0.07
0+002.000
0
0
3.16
1.65
0
1.72
0+003.000
0
0
5.72
4.44
0
6.16
0+004.000
0
0
5.1
5.41
0
11.56
0+005.000
0
0
3.9
4.5
0
16.06
0+006.000
0
0
2.22
3.06
0
19.12
0+007.000
0
0
0.22
1.22
0
20.34
0+008.000
0
0
0
0.11
0
20.45
Tabla 6
Resultados obtenidos de volumen en zona de corte con dron
Volumen con dron - zona de corte
Progresiva
Área de
Corte
Volumen
de corte
Área de
Relleno
Volumen
de Relleno
Volumen
Acumulado
de Corte
Volumen
Acumulado de
Relleno
0+000.000
0
0
0
0
0
0
0+001.000
0.17
0.09
0
0
0.09
0
0+002.000
3.73
1.95
0
0
2.04
0
0+003.000
4.77
4.25
0
0
6.28
0
0+004.000
4.84
4.8
0
0
11.08
0
0+005.000
5.23
5.03
0
0
16.12
0
0+006.000
5.16
5.2
0
0
21.31
0
0+007.000
5.69
5.42
0
0
26.74
0
0+008.000
5.65
5.67
0
0
32.4
0
0+009.000
6.07
5.86
0
0
38.26
0
0+010.000
5.91
5.99
0
0
44.25
0
0+011.000
6.08
5.99
0
0
50.24
0
0+012.000
3.78
4.93
0
0
55.17
0
0+013.000
0.08
1.93
0
0
57.11
0
0+014.000
0
0.04
0
0
57.15
0
8 | P á g i n a
Tabla 7
Resultados obtenidos de volumen en zona de acopio 01 con dron
Volumen con dron - zona de acopio 01
Progresiva
Área de
Corte
Volumen
de corte
Área de
Relleno
Volumen
de Relleno
Volumen
Acumulado
de Corte
Volumen
Acumulado
de Relleno
0+000.000
0
0
0
0
0
0
0+001.000
0
0
0.11
0.06
0
0.06
0+002.000
0
0
2.53
1.32
0
1.37
0+003.000
0
0
5.21
3.87
0
5.24
0+004.000
0
0
5.53
5.37
0
10.61
0+005.000
0
0
4.56
5.05
0
15.66
0+006.000
0
0
5.38
4.97
0
20.63
0+007.000
0
0
6.64
6.01
0
26.64
0+008.000
0
0
6.57
6.61
0
33.25
0+009.000
0
0
5.09
5.83
0
39.08
0+010.000
0
0
3.87
4.48
0
43.56
0+011.000
0
0
5.46
4.67
0
48.23
0+012.000
0
0
5.61
5.53
0
53.76
0+013.000
0
0
4.49
5.05
0
58.81
0+014.000
0
0
3
3.75
0
62.55
0+015.000
0
0
1.57
2.28
0
64.84
0+016.000
0
0
0.03
0.8
0
65.64
0+017.000
0
0
0
0.02
0
65.65
Tabla 8
Resultados obtenidos de volumen en zona de acopio 02 con dron
Volumen con dron - zona de acopio 02
Progresiva
Área de
Corte
Volumen
de corte
Área de
Relleno
Volumen de
Relleno
Volumen
Acumulado
de Corte
Volumen
Acumulado de
Relleno
0+000.000
0
0
0
0
0
0
0+001.000
0
0
0.14
0.07
0
0.07
0+002.000
0
0
3.12
1.63
0
1.7
0+003.000
0
0
5.84
4.48
0
6.18
0+004.000
0
0
5.01
5.42
0
11.6
0+005.000
0
0
3.9
4.45
0
16.05
0+006.000
0
0
2.14
3.02
0
19.07
0+007.000
0
0
0.09
1.12
0
20.19
0+008.000
0
0
0
0.05
0
20.23
Con los valores obtenidos se realizó una tabla que nos ayudará a comprender de mejor manera los resultados.
Tabla 9
Resultados de volumen – estación total
Volúmenes – estación total
#
Volumen que ocupa el material en
banco – corte
Vc (m3)
Volumen que ocupa el material suelto
– acopio
Vs (m3)
1
56.05
85.60
Σ
= 141.65 m3
9 | P á g i n a
Tabla 10
Resultado de volumen - dron
Volúmenes – dron
#
Volumen que ocupa el material en
banco – corte
Vc (m3)
Volumen que ocupa el material suelto
– acopio
Vs (m3)
1
57.15
85.91
Σ
= 143.06 m3
4. DISCUSIÓN
Jiménez et al. (2019) concluyeron que los datos
obtenidos mediante dron y estación total presentan
resultados muy similares, indicando que no existe
una diferencia significativa en términos de
precisión entre ambos métodos de levantamiento
topográfico. En el presente estudio, los resultados
también muestran una diferencia pequeña entre los
volúmenes obtenidos con ambos métodos: 141.65
m³ con estación total y 143.06 m³ con dron. Esta
diferencia, aunque mínima, coincide con la idea de
que ambos métodos son confiables y ofrecen
resultados comparables.
Vásquez Castañeda (2022) concluyó que los
volúmenes obtenidos mediante levantamiento con
dron son entre un 0.4% y un 1.30% mayores
(equivalentes a 15.98 m³ a 22.80 m³) que los
obtenidos con estación total. En contraste, el
presente estudio muestra una diferencia de solo
1.41 m³ (aproximadamente 1%), lo que indica una
variación menor que la reportada por Vásquez
Castañeda, pero que sigue evidenciando una ligera
sobreestimación del volumen cuando se utiliza
dron.
Finalmente, Cuenca Granados (2021) concluye
que existe una pequeña exageración en el cálculo
del movimiento de tierras cuando se utiliza una
superficie generada mediante aerofotogrametría
con drones, en comparación con otros métodos
más tradicionales. Este hallazgo se refleja en el
presente estudio, donde el volumen calculado con
dron es ligeramente mayor (143.06 m³) que el
obtenido con estación total (141.65 m³), lo cual
respalda la idea de una leve sobreestimación
asociada a la tecnología de dron.
5. CONCLUSIÓN
Al concluir la comparación de volúmenes
obtenidos mediante levantamiento topográfico con
dron y estación total, se determinó que existe una
diferencia pequeña pero significativa en el
volumen calculado en la zona de esponjamiento. El
volumen obtenido con estación total fue de 141.65
m³, siendo ligeramente menor que el volumen
obtenido con dron, que fue de 143.06 m³.
Por lo tanto, se recomienda la aplicación de ambos
métodos para levantamientos topográficos siempre
que se usen los mismos puntos de control para
georreferenciar las fotos del dron y así garantizar
confiabilidad y precisión al momento de realizar
control de movimientos de tierras en los proyectos.
6. REFERENCIA BIBLIOGRAFICA
Cuenca Granados, B. (2021). Análisis comparativo
técnico-económico entre el levantamiento
topográfico aerofotogramétrico usando
drones y el método tradicional con estación
total. [Tesis de pregrado, Universidad
Peruana del Centro]. Huancayo, Perú.
Repositorio institucional:
http://hdl.handle.net/20.500.14127/275
Perez Perez, D. (2024). Análisis comparativo de
precisión con levantamiento topográfico
(dron y estación total) en zona de
esponjamiento de la carretera JU-103.
[Tesis de posgrado, Universidad Nacional de
Huancavelica]. Huancavelica, Perú.
Repositorio institucional:
https://hdl.handle.net/20.500.14597/8687
Jimenez, N., Magaña, A., y Soriano, E. (2019).
Análisis comparativo entre levantamientos
topográficos con estación total como método
directo y el uso de Drones y GPS como
métodos indirectos [Tesis de presgrado,
Universidad de el Salvador]. San Salvador.
Repositorio institucional:
https://ri.ues.edu.sv/id/eprint/20697/
Rincón, M., Vargas, W., y Gonzáles, C. (2017).
Topografía: conceptos y aplicaciones.
Ediciones ECOE.
Vásquez Castañeda, A. (2022). Análisis del volumen
de material apilado obtenido de un
levantamiento topográfico con drone
comparado con el volumen obtenido de un
levantamiento topográfico con estación total
[Tesis de pregrado, Universidad Nacional de
Cajamarca]. Cajamarca, Perú. Repositorio
Institucional:
http://hdl.handle.net/20.500.14074/4747
