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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. Carlos Pattillo B. Carlos.Pattillo@cprsig.cl María Elena Pezoa Mony@cprsig.cl.

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Presentation Transcript
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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

Carlos Pattillo B.

Carlos.Pattillo@cprsig.cl

María Elena Pezoa

Mony@cprsig.cl

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EL CICLO DE LA INFORMACION

Terrestre

Aérea (Fotogrametría)

Espacial (Espacio-Cartas

Radargrametría)

Actualización

Toma de

Datos

Percepción remota

Mundo

Real

Acciones

Necesidad de

Información

Actualización

GPS

Topografía

Encuestas

Análisis

Interpretación

S.I.G.

Mapas e Informes

SIGREL

1

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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.
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Exactituddel Dato:

“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

ExactitudVertical:

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

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Sistema de Referencia

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

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Sistema de Referencia

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 Geográficases 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.

Greenwich

Latitud

Longitud

Paralelos

Meridianos

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Sistema de Referencia

Superficie Real

Geoide

Elipsoide 1

Elipsoide 2

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.

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Sistema de Referencia

DATUM: Punto de referencia que amarra el elipsoide utilizado a la Tierra.

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Sistema de Referencia

  • Dos aspectos importantes que no se deben olvidar:
  • 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.

Superficie Real

Geoide

Elipsoide WGS84

¿ Como hacer calzar información con diferentes sistemas de referencia?

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Sistema de Referencia

SOLUCIÓN: CAMBIO DE DATUM

Coordenadas Geocéntricas

Aquí se realiza el cambio de Datum

Cartografía Sin Proyección

Coordenadas Geográficas a Coordenadas Geocéntricas

DATUM WGS84

MERIDIANO

PRINCIPAL:

Greenwich

PUNTO: X, Y, Z

Desproyectar

Proyectar

Cartografía UTM

DATUM PSAD56

Cartografía UTM

DATUM SAD69

ECUADOR

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Sistema de Referencia

Datun de entrada (usando los parámetros del datum A

LATITUD

LONGITUD

ALTURA

(Coord Geog.

en datum A)

Xa, Ya, Za

(Coord. Geocentricas)

Cambio al Datum B usando como referencia los delta X,Y,Z con respecto al Datum WGS84.

X84 = Xa + DxA

Y84 = Ya + DyA

Z84 = Za + DzA

Datum de salida (usando los parámetros del datum B

Xb, Yb, Zb

LATITUD

LONGITUD

ALTURA

( Coord. Geográficas

en datum B)

Xb = X84 - DxB

Yb = Y84 - DyB

Zb = Z84 - DzB

EL CAMBIO DE DATUM:

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Sistema de Referencia

97° 44’ 25,19’’ LONGITUD OESTE WGS84

CAPE

ARC 1950

DATUM EUROPEO 1950

PSAD56

PULKOVO 1952

ADINDAN

SAD69

WGS72

30° 16’ 28,82’’

LATITUD NORTE WGS84

NAD27

AUSTRALIANO 1984

ORDNANCE SURVEY 1936

INDIAN

TOKYO

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PROYECCIONES

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 CÓNICAS

PROYECCIONES CILÍNDRICAS

PROYECCIONES PLANAS

slide15

PLANO DE PROYECCIÓN TANGENTE

b

c

a

FACTOR DE ESCALA

a = 1.00198

b = 1.00000

c = 1.00198

Centro de Percepción Remota y SIG

PROYECCIONES: proyección Tangente

El Factor de Escala es el grado de estrechamiento o alargamiento necesario para ajustar la curvatura de la superficie sobre una superficie plana.

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PLANO DE PROYECCIÓN SECANTE

PLANO DE

PROYECCIÓN

b

c

a

e

d

FACTOR DE ESCALA

a = 1.0008

b = 0.9996

c = 1.0008

d y e = 1.000

Centro de Percepción Remota y SIG

PROYECCIONES: proyección Secante

Representar la superficie de la Tierra en dos dimensiones causa distorsiones de las formas, distancias, ángulos y escala.

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PROYECCIONES: ejemplos

MERCATOR

TRANSVERSA MERCATOR o Gauss Krugger

Tangente

Factor de Escala: 1.0

Franjas de 3° de Ancho

UNIVERSAL TRANSVERSAL DE MERCATOR (UTM)

Secante

Factor de Escala: 0.9996

Husos: 6° de Ancho

Falso Este: 500.000 m

Falso Norte (H. Sur): 10.000.000 m

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NUNCA OLVIDAR

  • 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
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DIGITALIZACION DE MAPAS:

Puntos de Control sobre Cartografía en Proyección Cónica de Lambert

Coordenadas Geográficas

Grilla de Referencia

-20

-25

Puntos de Control a usar

-33

-40

-55

-45

-75

-69

Proyección de las

Coordenadas leídas

a Cónica de Lambert

(se deben conocer los

parámetros de la

proyección)

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GEO-REFERENCIA de Carta Escaneada

Puntos de CONTROL

Escaneo Original

Carta Geo-Referenciada

Proyección: Mercator

Datum: SAD69

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CAMBIO de PROYECCIÓN

IMAGEN en GEOGRÁFICA

IMAGEN en UTM

Formato IMG: Peso: 69.7 Mb Formato MRSID: 2Mb  PDA

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ORTORECTIFICACÓN DE IMAGENES

  • La orto-rectificación consiste en eliminar las distorsiones de
  • localización 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.)
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ORTORECTIFICACÓN DE IMAGENES

  • La orto-rectificación depende de:
    • Geometría de la imagen
    • Topografía del área

Sistemas Fotográficos

Sistemas de Barrido

Sistemas RADAR

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ORTORECTIFICACÓN: Distorsión producida por el relieve

f = dist. focal

Plano de imagen

Desplazamiento debido

al relieve.

Altura de

Vuelo (H)

Localización real u ortogonal

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ORTORECTIFICACÓN DE IMAGENES

La proyección en central produce un cambio de escala y posición de los objetos.

Proyección Ortogonal

Proyección Central

f = dist. focal

H’

H

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ORTORECTIFICACÓN DE IMAGENES

La 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 sensor

al MDE, cada punto tiene coordenadas X,Y,Z.

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GEO-REFERENCIA DE IMÁGENES

Muchas veces se cuenta con una imagen orto-rectificada, pero que fue

grabada 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 el

mismo 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 en
  • cuenta lo siguiente:
    • Proyección utilizada: MERCATOR Mundial
    • Datum: WGS84

Error: Vectores UTM sobre imagen Google

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USANDO IMÁGENES DE GOOGLE EARTH

  • Para dar geo-referencia a estas copias:
    • Pasar la cartografía a MERCATOR Mundial
    • Tomar puntos de Control
    • Generar archivo de Geo-referencia
    • Proyectar la imagen a UTM

Correcto: Vectores Mercator sobre imagen Google