Centro de Percepción Remota y SIG Carlos Pattillo B. [email protected] María Elena Pezoa...
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Centro de Percepción Remota y SIG
Carlos Pattillo [email protected]
María Elena Pezoa
Taller Regional “Cartografía Censal con Miras a la
Ronda de Censos 2010 en Latinoamérica”24 al 27 de Noviembre de 2008
Santiago, Chile
CONCEPTOS DE GEO-REFERENCIACION y USO DE IMAGENES
Centro de Percepción Remota y SIG
Necesidad deInformación
Acciones AccionesMundo
Real
AnálisisInterpretación
Mapas e Informes
Toma deDatos Percepción remota
S.I.G.
GPSTopografíaEncuestas
SIGREL
TerrestreAérea (Fotogrametría)Espacial (Espacio-Cartas Radargrametría)
Actualización
Actualización
EL CICLO DE LA INFORMACION
1
Centro de Percepción Remota y SIG
Cuando se habla de calidad de los datos, se debe tomar en cuenta y relacionar cinco factores, estos son:
Precisión: error asociado al instrumento utilizado y al almacenamiento del dato
Exactitud: error asociado al método de medición, el que afecta a la localización del dato.
Confiabilidad: la probabilidad de repetir la misma medición o el porcetanje de datos que deben caer dentro de un rango de valores determinado.
Escala de Trabajo: conocer la generalización de la información a través de la unidad mínima de cartografía y la relación entre la precisión, exactitud y confiabilidad del dato original con respecto a los mismos parámetros entregados a un usuario final, a través de una cartografía en papel.
Sistema de Referencia: que proyección y sus parámetros.
Centro de Percepción Remota y SIG
“United States National Map Accuracy Standars”
Exactitud Horizontal:
Para mapas publicados a escalas mayores que 1:20.000, no más del 10% de los puntos verificados, podrán tener un error mayor a 1/30 de pulgada, medido sobre una cartografía a esa escala. Para escalas 1:20.000 o menores, esten error debe ser menor a un 1/50 de pulgada. Estos límites de precisión son considerados para puntos bien definidos sobre la cartografía, es decir, elementos claramente identificados y que no cambien con el tiempo. Además, sobre esto también influye la precisión del instrumento utilizado al momento de realizar la medición sobre dichos elementos en el mapa, la cual debe tener una precisión de 1/100 de pulgada
Exactitud Vertical:
El estándar es igual para todas las escalas y corresponde a que no más de un 10% de las elevaciones verificadas, podrán exceder un error mayor a la mitad de un intervalo de curva de nivel o equidistancia
Exactitud del Dato:
Centro de Percepción Remota y SIG
Escala de Trabajo
Centro de Percepción Remota y SIG
Desde épocas remotas, el hombre ha tenido la necesidad de representar información de la Tierra (Geoide) en una superficie plana. Esto de por sí es un problema complejo y hasta la mejor solución es, al fin y al cabo, una aproximación. Sin embargo, dado que es absolutamente necesario generar estas representaciones, debemos conocer como se ha hecho y como se hace actualmente.
Datum
Proyección
Transformación de Coordenadas
Sistema de Referencia
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Un sistema de coordenadas define la localización espacial de los datos así como la relación de los elementos en la superficie. Un Sistema de Coordenadas Geográficas es un sistema de coordenadas esféricas (ángulo vertical, horizontal y distancia al centro) mediante el cual se localizan objetos en la Tierra.
El lugar donde el ecuador y el meridiano principal se intersectan define el origen 0,0.
Longitud
Latitud
Greenwich
Paralelos Meridianos
Sistema de Referencia
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La definición matemática de un sistema de coordenadas geográficas se realiza representando a la Tierra (Geoide) mediante una elipse de revolución o Elipsoide.
¿ Cuál Elipsoide (dimensiones)? ¿ Dónde se localiza el Elipsoide ?
La respuesta no es única, se han definido decenas de elipsoides y también un mismo elipsoide se ha localizado en muchas posiciones.
Por lo tanto, el “Sistema de Coordenadas Geográficas” NO ES ÚNICO, ya que depende de cómo se fije el elipsoide con respecto a la Tierra.
GeoideElipsoide 1Elipsoide 2
Superficie Real
Sistema de Referencia
Centro de Percepción Remota y SIG
DATUM: Punto de referencia que amarra el elipsoide utilizado a la Tierra.
Sistema de Referencia
Centro de Percepción Remota y SIG
Dos aspectos importantes que no se deben olvidar:
A) En la definición de los Datum se usaron diferentes tamaños de elipsoides y también, un mismo elipsoide pero puesto en diferentes posiciones.
B) El GPS mide altitudes sobre el elipsoide WGS84 y no sobre el Geoide, por lo tanto, es necesario conocer las diferencias de alturas entre geoide y elipsoide.
Geoide
Elipsoide WGS84
Superficie Real
¿ Como hacer calzar información con diferentes sistemas de referencia?
Sistema de Referencia
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SOLUCIÓN: CAMBIO DE DATUM
Cartografía UTM
DATUM PSAD56
Cartografía Sin Proyección
Coordenadas Geográficas a Coordenadas Geocéntricas
DATUM WGS84
Cartografía UTM
DATUM SAD69
Desproyectar Proyectar
Aquí se realiza el cambio de DatumPUNTO: X, Y, Z
ECUADOR
MERIDIANOPRINCIPAL: Greenwich
Coordenadas Geocéntricas
Sistema de Referencia
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EL CAMBIO DE DATUM:
LATITUDLONGITUDALTURA(Coord Geog.en datum A)
Xa, Ya, Za(Coord. Geocentricas)
Xb, Yb, Zb
LATITUDLONGITUDALTURA( Coord. Geográficas en datum B)
Datun de entrada (usando los parámetros del datum A
Datum de salida (usando los parámetros del datum B
Cambio al Datum B usando como referencia los delta X,Y,Z con respecto al Datum WGS84.
X84 = Xa + xAY84 = Ya + yAZ84 = Za + zA
Xb = X84 - xBYb = Y84 - yBZb = Z84 - zB
Sistema de Referencia
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30° 16’ 28,82’’ LATITUD NORTE WGS84
CAPEARC 1950
DATUM EUROPEO 1950
PSAD56PULKOVO 1952ADINDANSAD69WGS72
NAD27AUSTRALIANO 1984
INDIAN
TOKYO
ORDNANCE SURVEY 1936
97° 44’ 25,19’’ LONGITUD OESTE WGS84
Sistema de Referencia
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PROYECCIONES CÓNICAS
PROYECCIONES CILÍNDRICAS
PROYECCIONES PLANAS
Puesto que los mapas son superficies planas, algunas proyecciones simples se desarrollan sobre formas geométricas que pueden ser puestas en superficies planas sin comprimir su superficie. Un ejemplo común son los Conos, Cilindros y Planos.
PROYECCIONES
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El Factor de Escala es el grado de estrechamiento o alargamiento necesario para ajustar la curvatura de la superficie sobre una superficie plana.
a b c
PLANO DE PROYECCIÓN TANGENTE
FACTOR DE ESCALA
a = 1.00198b = 1.00000c = 1.00198
PROYECCIONES: proyección Tangente
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Representar la superficie de la Tierra en dos dimensiones causa distorsiones de las formas, distancias, ángulos y escala.
a b c
PLANO DE PROYECCIÓN SECANTE
FACTOR DE ESCALAa = 1.0008b = 0.9996c = 1.0008
d y e = 1.000
PLANO DE PROYECCIÓN
d e
PROYECCIONES: proyección Secante
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MERCATOR
TRANSVERSA MERCATOR o Gauss Krugger
UNIVERSAL TRANSVERSAL DE MERCATOR (UTM)
TangenteFactor de Escala: 1.0Franjas de 3° de Ancho
SecanteFactor de Escala: 0.9996Husos: 6° de AnchoFalso Este: 500.000 mFalso Norte (H. Sur): 10.000.000 m
PROYECCIONES: ejemplos
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Las coordenadas geográficas no corresponden a ningún tipo de proyección.
La importancia del WGS84 es que por fin se cuenta con un sistema de referencia en coordenadas geográficas que es único para todo el mundo.
Las coordenadas Geográficas no son únicas- 33º20’05’’S , 72º10’34’’W, Elipsoide Internacional de 1909 (1924), Datum PSAD56- 33º20’05’’S , 72º10’34’’W, Elipsoide Internacional de 1969, Datum SAD69, representan puntos diferentes sobre la Tierra
Un datum tiene asociado uno y sólo un elipsoide y por el contrario, un elipsoide puede ser usado en la definición de muchos datums
NUNCA OLVIDAR
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Puntos de Control sobre Cartografía en Proyección Cónica de Lambert
Coordenadas GeográficasGrilla de Referencia
Proyección de lasCoordenadas leídasa Cónica de Lambert(se deben conocer losparámetros de la proyección)
Puntos de Control a usar
-20
-25
-33
-40
-75 -69 -55 -45
DIGITALIZACION DE MAPAS:
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LATITUD LONGITUD X_mercator Y_mercator
-47.5000000 -75.0000000 275618.827278 5973702.736431
-47.5000000 -74.5000000 313015.689398 5973702.736431
-48.3333333 -74.5000000 313015.689398 5880982.826999
-48.3333333 -75.0000000 275618.827278 5880982.826999
Proyección: MercatorDatum: SAD69
Escaneo OriginalPuntos de CONTROL
Carta Geo-Referenciada
GEO-REFERENCIA de Carta Escaneada
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CAMBIO de PROYECCIÓN
IMAGEN en UTM IMAGEN en GEOGRÁFICA
Formato IMG: Peso: 69.7 Mb Formato MRSID: 2Mb PDA
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La orto-rectificación consiste en eliminar las distorsiones delocalización producidas por el relieve.
CARACTERISTICAS:
• Utiliza el modelo geométrico del sensor• Requiere de un modelo digital de elevación• Corrige sólo la posición planimétrica de la base de los objetos• Requiere de puntos de control X,Y,Z para orientar el sensor de manera absoluta (cabeceo, balanceo, deriva, altura) y dar la geo-referencia absoluta (UTM, WGS84, Huso xx).• Corrige los datos pixel a pixel• Requiere de pocos puntos de control (10 – 15, 9 como mín.)
ORTORECTIFICACÓN DE IMAGENES
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La orto-rectificación depende de:• Geometría de la imagen• Topografía del área
Sistemas Fotográficos Sistemas de Barrido
Sistemas RADAR
ORTORECTIFICACÓN DE IMAGENES
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Altura deVuelo (H)
Localización real u ortogonal
Plano de imagen f = dist. focal
Desplazamiento debidoal relieve.
ORTORECTIFICACÓN: Distorsión producida por el relieve
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La proyección en central produce un cambio de escala y posición de los objetos.
H’
H
f = dist. focal
Proyección Ortogonal
Proyección Central
ORTORECTIFICACÓN DE IMAGENES
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ORTORECTIFICACÓN DE IMAGENESLa Topografía de representa a través de un Modelo Digital de Elevación (MDE)
Se utilizan 9 a 11 puntos de control para fijar la geometría del sensoral MDE, cada punto tiene coordenadas X,Y,Z.
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ORTORECTIFICACÓN DE IMÁGENES: Resultado Final
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GEO-REFERENCIA DE IMÁGENES
Muchas veces se cuenta con una imagen orto-rectificada, pero que fuegrabada en un formato que no guarda la georreferencia (jpg, png, etc.).En estos casos, se les agrega un archivo de texto que incluye esta información y la mayoría de los software la leerán correctamente. Este archivo debe tener una extensión terminada en W, por ejemplo, jgw, sdw, pgw, tfw, etc. y su contenido es:
X (tamaño del pixel en X)0.00 (no se usa)0.00 (no se usa)-Y (tamaño del pixel en Y, con signo negativo)Georref X (valor de coordenada en X, superior izquierda)Georref Y (valor de coordenada en Y, superior izquierda)
Este archivo se escribe con cualquier procesador de Texto y debe tener elmismo nombre del archivo que acompaña.
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USANDO IMÁGENES DE GOOGLE EARTH
Si se hace una copia de pantalla de una imagen de Google, se debe tener encuenta lo siguiente:
• Proyección utilizada: MERCATOR Mundial• Datum: WGS84
Error: Vectores UTM sobre imagen Google
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Para dar geo-referencia a estas copias:1. Pasar la cartografía a MERCATOR
Mundial2. Tomar puntos de Control3. Generar archivo de Geo-referencia4. Proyectar la imagen a UTM
Correcto: Vectores Mercator sobre imagen Google
USANDO IMÁGENES DE GOOGLE EARTH
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TRUCOS, trucos y más trucos
FIN