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Fuentes de datos geográficos

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Fuentes de datos geográficos

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  1. Fuentes de datos geográficos Indice • Fuentes secundarias: mapas • Fuentes primarias: • Datos raster de imágenes de satélite • Datos vectoriales de satélites GPS E33: Sistemas de Información Geográfica

  2. Fuentes secundarias de datos • Datos recogidos por otros • Importados, convertidos de otros formatos • Digitalizados desde papel: • escaneo de mapas y planos (ficheros raster) • vectorización opcional • digitalización manual en mesa • proceso lento y tedioso • potencialmente mejor control de calidad E33: Sistemas de Información Geográfica

  3. Fuentes secundarias de datos (II) • Es todavía el método más común para la introducción de datos en el SIG • Problemas con los datos secundarios • Fiabilidad: ¿de quiénes son los datos? • Calidad: ¿cómo han sido recogidos? • Coste: frecuentemente precios de monopolio • Privacidad: ¿cuánto saben de nuestros datos? E33: Sistemas de Información Geográfica

  4. Fuentes primarias de datos • Datos recogidos por nosotros mismos • O que no han pasado por las manos de nadie. • Trabajo de campo, levantamiento topográfico • creación de mapas in situ • normalmente sobre papel • Los satélites nos ofrecen otra alternativa E33: Sistemas de Información Geográfica

  5. Satélites y datos raster • Obtención de ficheros raster • Digitalización de material impreso (escáner) • Conversión de ficheros vectoriales • Algoritmos de conversión al raster  Inf. Gráfica • Teledetección  Imágenes de satélite • La adquisición digital en los satélites facilita la integración entre Teledetección, S.I.G., y Sistemas de procesamiento de imágenes (S.P.I.) E33: Sistemas de Información Geográfica

  6. Conceptos básicos • Teledetección (percepción remota) • Obtener información “a distancia” • Medición de energía electromagnética • Sensores: activos y pasivos • Bandas del espectro electromagnético firmas Rayos Ultravioleta Visible Infrarrojo Ondas TV-Radio E33: Sistemas de Información Geográfica

  7. Firma o respuesta espectral • Imágenes pancromáticas--hiperespectrales • Respuesta de distintos tipos de terreno en las bandas del espectro • Aplicaciones: • Interpretación de las imágenes • Base de los procesos de clasificación • Creación de mapas raster E33: Sistemas de Información Geográfica

  8. E33: Sistemas de Información Geográfica

  9. Satélites multi espectrales • Uso de sensores fotográficos y espectrales • Satélites de observación de la tierra • Guardan el valor del resel (valores 8-bits) • Características: • Resolución espectral: rango bandas reconocidas • Resolución espacial: tamaño de resel y amplitud • Resolución temporal: frecuencia (revisita) E33: Sistemas de Información Geográfica

  10. Ejemplos de los satélites • LANDSAT Thematic Mapper (TM). 1974- • Satélite semi-comercial. Proporciona 7 bandas con resolución de 30-50 m. (B, G, R, IRc, 2 IRm, IRt), cubriendo una franja de 185 Km. • Landsat 7 lanzado hace un año. • SPOT (francés) • Satélite comercial. Menos bandas, más resolución espacial: 10 y 20 m. E33: Sistemas de Información Geográfica

  11. Ejemplos de los satélites • IRS-1C • Satélite semi-comercial del gobierno de la India • Multiespectral, resolución de 23,5 m. (25m) • NOAA AVHRR • Satélite “público”, para la climatología, estudios de vegetación (escala continental) • Resolución espacial de 1,1 Km. E33: Sistemas de Información Geográfica

  12. Procesamiento digital de imágenes • Aplicación de técnicas informáticas a las imágenes multi espectrales de satélite • Realce de imágenes: • Ajuste de contraste, composición y filtrado • Clasificación: • Obtención de categorías (mapa raster) • Supervisada y no supervisada E33: Sistemas de Información Geográfica

  13. E33: Sistemas de Información Geográfica

  14. Realce de imágenes • Ajuste de contraste • Interpretación de bandas aisladas. En IDRISI se implementa mediante HISTO y STRETCH • Composición • Color natural y composición falsa. En IDRISI se implementa mediante COMPOSITE • Filtrado • Filtros de media, mediana, etc. E33: Sistemas de Información Geográfica

  15. Clasificación • Interpretación asistida por ordenador • Necesidad de realizar visitas de campo • Clasificación supervisada: • Uso de ejemplos: clases de entrenamiento • Análisis de firmas y caracterización estadística • Clasificación no supervisada • Agrupación mediante métodos estadísticos E33: Sistemas de Información Geográfica

  16. Clasificación en IDRISI • Definición de clases de entrenamiento • Digitalización en pantalla, MAKESIG • Análisis de firmas • SCATTER, MINDIST, MAXLIKE • Clasificación no supervisada • CLUSTER E33: Sistemas de Información Geográfica

  17. E33: Sistemas de Información Geográfica

  18. Satélites de observación: Futuro • 2000: 10 satélites de alta resolución • 1 metro escalas de gris (foto aérea) • 3 metros multi espectral • Primero, IKONOS, lanzado (septiembre 99) • vistas disponible vía web • Cobertura global y 24 horas/día • www.Terraserver.microsoft.com • 4 terabytes de imágenes. E33: Sistemas de Información Geográfica

  19. E33: Sistemas de Información Geográfica

  20. E33: Sistemas de Información Geográfica

  21. Sistemas de Posicionamiento por Satélite • SPS: GPS, Glonass, GNSS • Repaso de conceptos del GPS • Modos cinemático y diferencial • Aplicaciones GPS • El futuro E33: Sistemas de Información Geográfica

  22. Sistemas de Posicionamiento por Satélite • También conocido genéricamente por GPS • Global Positioning System (GPS): EE.UU • Glonass: Rusia • GNSS-2: Europa • GPS es el término más conocido y utilizado... E33: Sistemas de Información Geográfica

  23. GPS • Proyecto “Navstar” del Depto Defensa (EE.UU.), creó el sistema GPS • Constelación de 24 satélites en 6 planos orbitales a 20.200 Km sobre el geocentro; órbita de 12 horas • Normalmente hay 4 o más satélites “visibles” desde cualquier lugar • Emiten señales de su posición por radio y el tiempo de emisión (según un reloj atómico de alta precisión...100 ns) E33: Sistemas de Información Geográfica

  24. E33: Sistemas de Información Geográfica

  25. GPS (II) • Receptores GPS • Tamaño de una calculadora • Antena, pantalla, teclado, puertos PC • De 40.000 a varios millones Pta. Según capacidades, precisión, interfaces • Reciben señales de >4 satélites y calculan por triangulación la posición x,y,z, t, sobre el datum internacional WGS-84 E33: Sistemas de Información Geográfica

  26. GPS (III) • Receptores • El tamaño de las unidades portátiles depende de la pantalla, teclado... • Recepción GPS: un chip de 3 cm2 • Recepción: estacionaria o cinemática • Precisión topográfica o para navegación E33: Sistemas de Información Geográfica

  27. GPS (IV) • Precisión y errores • Errores atmosféricos (difusión) • Errores por la degradación sistemática (selective availability, SA) • Errores pequeños entre los dos relojes • Errores “multipath” (reflectancia local) • Total: unos 15 metros error por satélite E33: Sistemas de Información Geográfica

  28. GPS: radio de error Promedio de 100 m E33: Sistemas de Información Geográfica

  29. GPS: radio de error (II) Promedio de 100 m E33: Sistemas de Información Geográfica

  30. GPS: error oficial • Un 95% (2 d.e.) de las señales tienen: • 100 metros precisión horizontal (con SA); 30 metros sin SA • 156 metros vertical • 340 nanosegundos en el tiempo • ...esto, en teoría. E33: Sistemas de Información Geográfica

  31. GPS: mejorando la precisión • Función “promedio”: calcular una posición media entre centenares de señales: 100 m  50 m • Métodos GPS diferencial • Uso de receptores móviles y fijos (base) • Mejora la precisión mediante más triangulaciones, con un punto conocido. • También existen datos para postprocesamiento.... E33: Sistemas de Información Geográfica

  32. E33: Sistemas de Información Geográfica

  33. Glonass • Sistema ruso, 1993 • Aceptado internacionalmente en 1996 • Similares fines que GPS, otra tecnología, otras frecuencias, otro datum • 24 satélites en 8 órbitas de 19.100 Km • Mayor precisión a priori, por no incluir ningúna señal degradante tipo SA E33: Sistemas de Información Geográfica

  34. GPS + Glonass • Existen receptores duales: los dos sistemas • Mejora la precisión: más satélites visibles • Mejora el “problema sombra”, por ejemplo de montañas, entre edificios, etc. E33: Sistemas de Información Geográfica

  35. GNSS-2 • Proyecto de la Agencia Espacial Europea (ESA), para su propia constelación de satélites para la navegación (mercado: 40.000 MegaEuro en 2005) • Se convierte en proyecto Galileo • 2000-2006 • 2.100 millones de Euro ! • www.esa.int/Press/99/press17.html E33: Sistemas de Información Geográfica

  36. Aplicaciones GPS • Colección in situ de datos geográficos • Permite digitalizar mapas en el campo, punto por punto • Normalmente por medio de métodos cinemáticos (desde coche, helicóptero) • Topografía: rapidez, sencillez, precisión • Medida del monte Everest E33: Sistemas de Información Geográfica

  37. Aplicaciones GPS (II) • La navegación • En carretera; París-Dakar, etc. • Control de flotas, logística • Barcos de todo tipo • Aviación civil: autonomía del sistema de torres de navegación • Agricultura de precisión • Control de tractores, reparto de químicos E33: Sistemas de Información Geográfica

  38. Aplicaciones GPS (III) • Sistemas móviles !!! • Teléfonos móviles con GPS en el año 2001 • PDAs, laptops, cámaras, coches, niños.... • Ingrediente clave en la Computación Ubíquita • Aparatos inteligentes, conectados en red, y localizados por GPS E33: Sistemas de Información Geográfica

  39. Repaso • Fuentes primarias más fáciles de controlar • Satélites de alta resolución para la observación de la tierra • Creación de mapas raster mediante la clasificación de imágenes • Satélites “GPS” para la colección de datos vectoriales (puntuales) E33: Sistemas de Información Geográfica