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MANUAL TECNICO:

CREACIÓN DE FOTO-INTERPRETACIONESGEOMÉTRICAMENTE CORREGIDAS,

ORTOFOTOS, FOTOMOSAICOS Y MAPASBASE PARA UN PROYECTO SIG

Por:

DAVID. G. ROSSITER* y TOMISLAV HENGL**Soil Science Division, ITC

Traducido al español por:

RONALD VARGAS ROJAS***División Geo-información suelos y tierras-CLAS-UMSS

3ra Versión revisada (con figuras)26/03/2002 – Traducción Agosto del 2004.

Copyright © International Institute for Geo-information Science & Earth Observation (ITC) 2002.* rossiter@itc.nl, http://www.itc.nl/~rossiter** hengl@itc.nl, http://www.itc.nl/personal/hengl*** vargasrojas@itc.nl

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1 INTRODUCCIÓN

Este manual técnico está dirigido a profesionales que desean construir un proyecto enformato SIG con el propósito de inventariar, monitorear y manejar los recursos naturales deun área geográfica pequeña. Ejemplos de este tipo de proyectos son las tesis de maestriaprofesional y en ciencias del ITC, así como del CLAS. Si es posible, todos estos tipos deSIG’s deberían incluir:

- un mapa base, muchas veces referido a los mapas topográficos- un mosaico de fotografías aéreas- mapas temáticos, mapas tipo puntos, segmentos y polígonos, resultantes de las

fotografías aéreas.- una imagen satelite multiespectral y sus productos como composciones falso color

Todos ellos deben estar geo-referenciados y corregidos geométricamente en un sistema decoordenadas común. En este manual, no nos referimos a las imágenes de satelite, al contrarioesta dirigido hacia las fotografias aéreas, específicamente la fotointerpretación (FI) y suconversión en un mapa. Esto sera fácilmente cumplido a través de la producción de un mapabase digital y el fotomosaico.

Un par de fotografias aéreas no-rectificado es una fuente de datos de mucho valor, sobretodocuando una vista tridimensional detallada del paisaje es requerida, por ejemplo en el mapeo desuelo-paisaje (soil-landscape) de acuerdo al enfoque geo-pedologico [2]. Estos estereoparesson manualmente interpretados como interpretaciones en acetatos no-corregidos y no-referenciados1. Estos, no estan geométricamente corregidos, es decir, no tienen una escalauniforme y no conservan los ángulos, esto debido a los problemas conocidos dedesplazamiento (de relieve, radial e inclinación) en la fotografia, como se encuentra explicadoen textos de fotogrametría como [3, 4, 8]. Tampoco se encuentran geo-referenciadas, esto es,su ubicación con respecto a un sistema de coordenadas es desconocido2. Finalmente, lamayoría de proyectos requieren más de una fotografía aérea, por tanto las fotointerpretacionesy fotografías aéreas adyacentes deben ser combinadas para producir mapas que cubran toda elárea.

Aunque los principios explicados aqui pueden ser aplicados por varios programascomputacionales, las instrucciones siguientes son específicas para el programa ILWIS versión3 [5, 7] y se asume un conocimiento básico del mismo. ILWIS es un programa apto paraproyectos SIG pequeños a medianos y para su uso en muchos de los cursos del ITC y elCLAS en los principios de Teledetección y SIG.

Estos procedimientos estan totalmente cubiertos en otras fuentes, notablemente ILWIS help yotros textos. Nuestro propósito nuevamente en la presentación de este manual es proveer unprocedimiento teórico-práctico que usted puede seguir paso a paso para producir un productode alta calidad. Incluimos algunas ayudas claves fruto de nuestra experiencia y la de nuestroscolegas.

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1 Fotos no rectificadas pueden ser interpretadas monoscópicamente para rasgos generales como caminos,edificios y rasgos naturales como ríos.

2 MATERIALES

2.1 Material físico

Fotografías aéreas, con cobertura estereo si se requiere. Impresiones en papelfotográfico de alta calidad es prefrible. Si usted debe utilizar una fotocopia o una fotoescaneada, utilice la resolución más alta posible al escanear. Una escaneada de 2400d.p.i brindara una resolución visual razonable para la foto-interpretación; unaescaneada de menos de 300 d.p.i de resolución será díficil de interpretar.

Acetatos estables para realizar las interpretaciones

Un scanner A3 como mínimo; note que una dimensión inferior debe mantener unestandar de la fotografía aérea de 23x23 cm. mas un margen suficiente que permita vermarcas fiduciales. Un escaner A4 (29.7*21 cm) es muy pequeñoo. (Vea la sección 4.3si es su caso).

Un mapa topográfico del area de estudio, con una grilla métrica impresa sobrepuesta ysistema de coordenadas conocido. Este, será convertido a formato digital. Use unproducto lo más estable posible. Lo ideal es usar acetatos separados.

Una regla métrica (preferiblemente metálica) para medir las marcas fiduciales para latrasnformación ortofoto. No es necesaria para las transformaciones proyectiva o directlinear.

2.2 Programa computacional y datos

ILWIS versión 3.0 [5, 7]. Usted debe conocer como encontrar los detalles de lasoperaciones en el Help online.

Un sistema de coordenadas definido en ILWIS, que cubra el área de estudio con unaproyección y datum definido correspondiente a los datos geodésicos del mapatopográfico.

En áreas de relieve significante, se requiere un Modelo Digital de Elevación (DEM)del area de estudio en formato raster y con un sistema de coordenadas. No tiene queser muy preciso con este propósito ya que sólo la elevación es utilizada y noparámetros del relieve como el grado de pendiente; puede cubrir un área muy extensa.

La pregunta de como crear un DEM requiere su propio manual técnico. La ayuda delILWIS tiene información extensa en ello. En conección con el procedimiento presente,el punto importante es que cualquier DEM razonable producirá resultados aceptables;los requisitos para modelamiento y análisis de terreno son mucho más estrictos.

2 a menos que los puntos principales hayan sido guardados por un GPS.

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Si usted tiene un DEM en un sistema de coordenadas diferente, tendra queresamplearlo al sistema de coordenadas común. La georeferencia (tamaño de grilla yorientación), no tiene que ser compatible a otros mapas raster de acuerdo al propósitode este manual.

En las propiedades del DEM, asegurese que el cuadro Interpolate esté activado.

3 PROCEDIMIENTO

Los pasos que usted debe seguir, son los siguientes:

1. Interprete las fotografías aéreas (3.1)

2. Generar una versión digital del mapa topográfico (3.2)

3. Seleccionar un método de geo-referenciación (3.3)

4. Identificar tiepoints (3.4)

5. Preparación para la geo-referenciación (3.5)

6. Geo-referenciación, primero las fotografias en base al mapa topográfico y

después los acetatos en base a las fotografías. (3.6)

7. Digitalizar la fotointerpretación (3.7)

8. Crear un mapa temático de los acetatos (3.8)

9. Resamplear la fotografía para convertirla en mapa (3.9)

10. Crear un mapa fotomosaico (3.10)

Es muy importante evaluar la calidad de cada paso antes de pasar al siguiente. Recuerde“garbage in, garbage out” “basura entra, basura sale”.

Recuerde, siempre conserve un archico manual de todas las operaciones que realiza y quetienen un resultado. De esta forma, usted podra después escribir la descripción metadatasignificativa del conjuno de datos que esta creando.

3.1 Interpretar las fotograíias aéreas

En este paso, usted creara el contenido de información del mapa final haciendo unafotointerpretacion (FI).

1. Registre un acetato estable a la fotografía aérea, trazando la ruta principal y la redhidrográfica; esto provee un número de puntos bién definidos en la fotografía,principalmente intersecciones de ríos y calles, distribuyalos en la fotografía.Asegurese que el acetato se encuentre bien registrado sobre la fotografia aérea.

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2. Interprete las fotografías aéreas de casi la totalidad de la foto central usando lasfotografías adyacentes para generar una cobertura estereo. Utilice un lápiz con unancho mínimo de 0.3 mm para que realte al momento de ser escaneada lafotointerpretación. No es necesario restringirse a la parte central de la fotografía aérea;es más eficiente interpretar áreas más grandes de pocas fotos usando diferentesfotografías adyacentes que nos provean la vista tridimensional.

El resultado es un acetato con segmentos que representan la estratificación del paísaje.

Este es el paso en que usted esta creando información, por tanto recuerde “garbage ingarbage out”. Si tiene una fotointerpretación de baja calidad, usted tendrá un mapa debaja calidad también, sin importar si este tiene una buena geometría.

Asegurese que el área de estudio se encuentre encuadrada (cuadro exterior); no existela necesidad de dibujar líneas que separen las fotografías aéreas. La figura 1 muestraun fotografía aérea y el acetato con la fotointerpretación (FI).

3.2 Generar una versión digital del mapa topográfico

Un mapa topográfico representa la fuente geométrica de más alta calidad disponible para suproyecto, es asi que usted debe asegurar una conversión a formato digital con la más altaexactitud.

1. Escanear el mapa topográfico a la resolución suficiente para proveer ubicacionesexactas, usualmente a 300 d.p.i, la cual nos da una resolución de ~ 0.1 mm por pixel.Note que la exactitud más alta posible del ploteo de un mapa en formato analógicogenerado por métodos computarizados es 0.1 mm [6]; 300 d.p.i. es cerca de 15% deresolución más fina que este. Si el mapa fuese producido por métodos análogos, unaresolución de 100 d.p.i es suficiente para preservar la exactitud por ubicación (locationaccuracy), aunque su visualización no será buena.

Si usted quiere preservar la apariencia del mapa despues de varias ampliaciones,necesitará usar resoluciones más altas de escaneo; consultar Apendice 4.2 para sudeterminación.

Si el scanner es más pequeño que el mapa, la solución es escanear por secciones elmapa y geo-referenciarlos posteriormente de forma separada como si fuesen mapasseparados.

2. Asegúrese que el scanner este en el formato TIF (Tagged Imaged Format); esta debeser una opción que presenta su scanner o tendrá que utilizar culquier otro programa detransformación gráfica.

3. Importe el mapa escaneado usando el programa ILWIS de formato TIF a raster. Estocreara automáticamente un mapa raster con el mismo número de filas y columnascomo el formato TIF, con el sistema de coordenadas “unknown”.

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4. Cree una nueva georeferencia (create georeference). En la forma en que aparece elcuadro diálogo:

a) Seleccione en la Georeference method “Tiepoints”

b) Seleccione el sistema de coordenadas mencionado en la seccion materiales

c) Seleccione como mapa base (background map) el archivo raster que quiere

georeferenciar, en este caso el mapa topográfico escaneado.

El editor de georeferencia se abrira con el mapa topográfico como base. Existe mucha

ayuda en ILWIS en este paso (tópico “Georeference Tiepoints editor:Funcionality”) si

usted se confunde.

5. Existe una opción en el menu de herramientas para seleccionar el tipo detransformación; por defecto este es affine; este tipo de transformación es correcta parauna imagen geométricamente corregida (pero no geo-referenciada) como un mapatopográfico escaneado. Este requiere simplemente tres (tiepoints) puntos, pero almenos seis deben ser ingresados para evaluar la exactitud.

La transformación affine puede ajustar la escala independientemente en los dos ejes ypuede corregir la rotación. Estos son los dos tipos de distorsión que genera un buenscanner. Las distorsiones debido a la proyección son corregidos por la definición delsistema de coordenadas.

Sin embargo el scanner puede introducir distorsiones de barrido debido a que lacurvatura de las lentes no esta completamente corregida en las esquinas. Para sucorrección usted puede elegir la transformación full second order; esta requiere seistiepoints, pero al menos diez deben ser ingresados para poder evaluar la exactitud.

6. Utilize el editor tiepoint para digitalizar los tiepoints en intersecciones de grilla cerca alborde u orilla del mapa e ingrese las coordenadas reales (las cuales son conocidas porla grilla) para ese punto. Magnifique para encontrar el centro exacto de la interseccion.En un caso típico, la línea de grilla dibujada en el mapa es 0.3 mm de ancho lo cualrepresenta 4 pixeles a una resolucion de 300 d.p.i, encuentre el pixel central de laintersección. El mapa topográfico en la Figura 2 nos muestra la esquina de un mapatopográfico digital con las coordenadas claramente mostradas.

7. Despues de ingresar el numero mínimo de tiepoints, usted visualizara coordenadasgeográficas para cada punto nuevo, lo cual quiere decir que el mapa topográficoescaneado está geo-referenciado. Al adicionar extra tiepoints, podra ver una medidarealística de la exactitud de la transformación.

8. Usted debe evaluar la exactitud de la geo-referenciación tanto visual comonuméricamente.

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Para evaluarla visualmente, añada las líneas de grilla en un color resaltante (amarillo)sobre el mapa desplegado. Todos deben estar exactamente en el centro de las líneas degrilla como estan dibujadas en el mapa. El mapa inferior de la Figura 2 muestra adetalle una buena grilla registrada.

Para evaluar numéricamente, examine los campos Drow y Dcol para cada punto. Estosdeben ser valores relativamente bajos. Deben ser equivalentes a la máxima exactitudpor ubicación (maximum location accuracy) o menor a la escala de mapa, 0.1 mm si elmapa fue producido por métodos completamente automáticos o 0.25 por métodosanalógicos. Si el escaneo fue a 300 d.p.i esto es dentro uno a cuatro pixeles.

3.3 Seleccionar un método de geo-referenciación

En este paso, usted seleccionará el tipo de geo-referenciación a utilizar: existen tresposibilidades:

Proyectiva:

Corrije solo desplazamientos tipo inclinacion (tilt) y radial; apto para zonasrelativamente planas; no requiere de un DEM o marcas fiduciales. No debe ser utilizadosi es que existe un desplazamiento de relieve significativo. Muchas veces es óptimopara fotografías de formato pequeño (tomadas por una camara estandar pequeña de 35mm), incluso si existe relieve significante ya que las distancias radiales son pequeñas enel negativo 24*36 mm.

Referirse al apendice 4.1. para conocer como calcular el máximo desplazamiento derelieve permitido; una regla rápida para un mapa que reúne estandares de exactitud demapeo, para una fotografía aérea estandar es dividir la escala numérica de la fotografiapor 10000 y despues mutiplicarla por 2.5. Por ejemplo el máximo desplazamiento derelieve permitido en una fotografía aérea de escala 1:20000 es a grandes rasgos(20000/10000)*2.5= 5 m.

Este tipo tambien puede corregir inclinación en el paísaje (asi como inclinación en elavión), por ejemplo una planicie inclinada que va en una sola dirección.

Direct linear:

Corrije desplazamientos por inclinación (tilt), radial y relieve; requiere de un DEM; noutiliza marcas fiduciales. Utilice este método cuando no pueda encontrar las marcasfiduciales de la fotografía aérea o no tiene acceso a la distancia focal de la cámara.Según nuestra experiencia, este método da resultados similares a la Ortofoto siempre ycuando los tiepoints sean exactos.

Orthophoto:

Corrije desplazamientos tipo inclinación (tilt), radial y por relieve; requiere de un DEM,marcas fiduciales y la distancia focal de la camara. La geometría de la cámara provee un

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marco de referencia estable para los tiepoints, es asi que este debe arrojar la mayorexactitud.

Affine, second order y otras transformaciones lineares no pueden corregir el desplazamientoradial, por tanto no deben ser utilizados para fotografía aéreas.

Para su interés: la diferencia técnica entre georeferencia “orthophoto” y “direct linear” recaeen el hecho de que para la orthophoto existe la llamada inner orientation (orientación interna)que puede ser calculada por ILWIS en base a la geometría de la cámara. Este establece larelación en el plano de la fotografía con la cámara del avión cuando esta es tomada; de ahíque de los tiepoints, ILWIS puede calcular dónde estaba ubicada la cámara y el ángulo delplano de la fotografia en relación al terreno. Esto permite una reconstrucción muy precisa dela superficie terrestre original. En la georeferenciación direct linear, no existe innerorientation, por tanto el punto principal es desconocido. Esto significa que no conocemos quepunto de la fotografía estuvo directamente debajo de la cámara. Por tanto todos los datosdebén ser calculados de los tiepoints.

3.4 Identificar tiepoints

En este paso, usted identificara los puntos que seran utilizados para geo-referenciar lasfotografías y acetatos en los siguientes pasos. Esto es usualmente fácil en dos pasos:

1. Tiepoints en el mapa topográfico para geo-referenciar las fotografías2. Tiepoints en las fotografías para go-refereniar los acetatos.

La razón para lo anterior es que existe mucho más detalle en las fotografías que en el mapatopográfico, por tanto tiene mayor chance de seleccionar buenos puntos para marcar en elacetato. Estos pueden ser puntos que no estan claros en el mapa topográfico. De la mismaforma, ellos pueden ser marcados con una precisión más alta en la fotografía que en el mapatopográfico.

3.4.1 Tiepoints para la fotografía aérea

1. En cada fotografía, encuentre entre ocho a doce tiepoints, estos deben estar muy biendistribuidos (especialmente hacia las esquinas) y que pueden ser vistos claramente enel mapa topográfico. Cuidado en encontrar puntos que usted no este seguro de que sehayan movido en el tiempo, en caso de que las fuentes sean de diferetes periodos detiempo. Los ríos cambian sus cursos frecuentemente, los caminos son reconstruidos,etc. La Figura 3 nos muestra un tiepoint muy bien definido (un templo rural) que estaclaramente visible tanto en la fotografía como en el mapa topográfico.

Es muy importante que los puntos esten bién distribuidos en la fotografía en ladirección (x, y).

No seleccione puntos que esten próximos unos a otros; ellos sesgaran el resultado:cualquier error de medición será magnificado.

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En el caso de la transformación direct linear, los tiepoints deben también estar biendistribuidos en la dirección (z) altura. Mire la ayuda ILWIS “ILWIS objectsGeorefrence Direct Linear”.

2. Abra el mapa topográfico digital, haga zoom in para ubicar cada tiepoint y entonceslea la coordenada (E,N) en la pantalla. Esto no tiene que ser muy preciso, ya que luegolos localizara exactamente durante la georeferenciación actual.

Haga una lista de los tiepoints en cada fotografía con su número, coordenadasaproximadas y un dibujo (sketch) con la descripción de lo que ellos representan (porej. Intersección de las calles, centro del puente, etc.), de esa forma usted podraencontrarlos nuevamente pero en la fotografía.

3.4.2 Tiepoints para el acetato

1. En cada fotografía, encuentre entre ocho a doce tiepoints bien distribuidos(especialmente hacia las esquinas). No tiene que usar puntos del mapa topográfico.Utilice las mismas precauciones acerca de la distribución de puntos como se mencionoanteriormente.

2. Registre el acetato a la fotografía y marque los tiepoints muy precisamente en elacetato através de un círculo pequeño y un número, de esa forma los encontraradespues fácilmente en la fotografia aérea digital.

Haga una lista de los tiepoints para cada acetato con su número correspondiente ydibuje un sketch junto con la descripción de lo que ellos representan.

3.5 Preparación para la geo-referenciación

En este paso, usted preparara los materiales para ser digitalmente geo-referenciados

1. Escanear las fotografías aéreas a la resolución que usted quiere desplegarlas en sufoto-mosaico final, usualmente 300 d.p.i o mayor incluyendo las marcas fiduciales siintenta utilizar la transformación orthophoto. (Referirse a apendice 4.1 para calcular laresolución requerida). Utilice un scanner A3 o más grande para cubrir un área de25*25 cm. Almacenelos en el directorio del proyecto como archivos no comprimidosTIF. Puede programar el scanner a ese tipo de formato o convertirlos en un programaque soporta imágenes. ILWIS no puede importar archivos comprimidos. Existe unarelación entre resolución y tamaño: doblando la resolución de escaneo se cuadruplicael tamano del archivo y a cierto punto llega a ser impractico.

2. Escanear los acetatos; esto puede ser a una resolución mas gruesa que en la fotografíaya que simplemente necesita digitalizar sobre el actato escaneado; también, usted debedigitalizar la interpretacion contenida en el acetato con un ancho d elinea no menor a0.3 mm. Por tanto una resolución de 0.2 a 0.25 mm (150 o 100 d.p.i) esta bién.

3. Importe las fotografías y acetatos dentro ILWIS como fue explicado en 3.2.

3.5.1 Extra-preparación para la geo-referenciación ortofoto

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En el caso de que haya selecionado “orthophoto” como su método de geo-referenciación,debe hacer una preparación adicional.

Para cada fotografía:

1. Encuentre la distancia principal (distancia focal) de la cámara; esta esaproximadamente 152 mm para una cámara fotogramétrica estandar usada en unavión. La distancia exacta es calibrada en la fábrica y muchas veces incluida en elmárgen de la fotografía.

2. Encuentre y marque las marcas fiduciales en la fotografía. Estas son puntos diminutosdentro una área oscura, pueden estar ubicados tanto en las esquinas como en el mediode los bordes de la fotografía. Puede ser dificil encontrarlos; talvez requiera utilizaruna lupa.

3. Encuentre el punto principal sobre la fotografía, ello conectando las marcas fiducialesopuestas con líneas rectas (diagonales) y marcando su intersección. Este punto estabadirectamente debajo de la cámara cuando la foto fue tomada.

4. Mida las distancias (x,y) del punto principal a las marcas fiduciales en mm de lafotografía actual considerando el punto principal (en el centro d ela foto) como (0,0).Por tanto las coordenadas X a la izquierda del punto y las coordenadas Y debajo de élseran negativas. Utilice una regla de la más alta calidad posible, preferentemente unaregla de metal estable y trate de medir a 0.1mm de precisión.

Un ejemplo de marcas fiduciales en los cuatro lados, leyendo en el sentido de lasmanecillas del reloj del margen derecho, es: (0.08, 110.98), (-110.92, -0.92), (0.08, -110.92), (110.92, 0.08). Ver Figura 4.

Para cada acetato:

1. Registre el acetato como en 3.1 y sobre el acetato marque las marcas fiduciales queusted identifica en la fotografía.

3.6 Geo-referenciación

En este paso, usted especifica la relación entre las coordenadas reales y las imágenes raster(fotografias y acetatos escaneados), es decir los geo-referencia. Tiene que seguir elprocedimiento para cada fotografía y acetato, una por una.

Como se explico en el punto 3.4, es más dificil geo-referenciar la fotografía en base al mapatopográfico que el acetato en base a la fotografía, esto debido al mayor detalle contenido en lafoto. Para ello seguira dos pasos:

1. Geo-referencia las fotografias sobre la base del mapa topografico2. Geo-referecia los acetatos sobre la base de las fotografias aéreas.

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Asegurese antes de seguir que los pasos anteriores hayan producido buenos resultados, de locontrario el mapa temático resultante sera de baja calidad.

3.6.1 Geo-referenciar las fotografías aéreas sobre la base del mapa topográfico

Para cada fotografía separadamente:

1. Crear una nueva georeferencia (create georeference). En la forma en que aparece:

(a) Seleccione el método de georeferencia apropiado: “tiepoints” para la proyectiva,“direct linear” u “orthophoto”.

(b) Seleccione el sistema de coordenadas mencionado en Materiales.

(c) Seleccione el mapa base, el mapa raster conteniendo la fotografía que quiere geo-referenciar.

2. En el caso que usted hay seleccionado “direct linear” u “orthophoto” especifique elDEM.

3. En el caso de que usted haya seleccionado “orthophoto”, tendra que especificar lageometría de la fotografía: distancia focal y las marcas fiduciales. Ingreselas en orden,haciendo click en la fotografía para especificar su fila y columna en la imagen raster eingresando las coordenadas (medidas en mm de cada marca fiducial respecto al centro0,0) pertenecientes a la fotografía en el cuadro diálogo que aparece. La pantalla ILWISque corresponde a este paso se muestra en la Figura 4.

El editor de geo-referencia entonces se abrira con el mapa base desplegado.

4. En caso de que seleccione “tiepoints” notara que existe una opción en la barra deherramientas para el tipo de transformación; por defecto esta es “affine”; cambiela a“proyectiva”.

5. En la fotografía desplegada, incluya la grilla en una relativamente densa (ej. 1000 m).Estas no estaran desplegadas a un principio porque no existe la cantidad de puntossuficiente para establecere la georeferencia.

6. Abra el mapa topográfico en otra ventana.

7. Use el editor “tiepoint”, presione en un punto sobre la fotografía aérea y cambieinmediatamente a la ventana del mapa topográfico, presione en el mismo punto peroesta vez sobre el mapa topográfico, vuelva a la ventana de la fotografía y acepte elpunto.

8. Una vez que tenga los puntos suficientes, podra ver las coordenadas geográficas paracada punto nuevo y el tamaño de pixel en unidades reales, así como las líneas de lagrilla.

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La imagen ya esta georeferenciada; sin embargo, esta no es todavía la mejortransformación e incluso puede que esta sea de mala calidad, debido principalmente aque algunos puntos pueden registrar error. Esto puede deberse a varias razones: (1)porque no leyo sus coordenadas correctamente, (2) porque no los identificocorrectamente en la fotografía e incluso (3) porque estan incorrectamente dibujados enel mapa.

Una vez que haya ingresado todos los puntos, analice los campos Drow y Dcol; estosnos dan el error para cada punto en pixels. Conviertalos a mm_mapa utilizando laresolución de escaneo para ver si estos son aceptables. Dependiendo en la exactitud demapeo estandar, estos deben estar en el orden de 0.25 mm (analogo) o 0.1 mm(digital). Por ejemplo, si la resolución de escaneo fue de 300 d.p.i., este corresponde a3 y 1 pixels respectivamente.

Si algunos puntos son peores que otros, trate de deshabilitarlos marcando “False” yvea si el error general disminuye. Regrese a la fuente original (es decir, el lugar dondese encuentra el punto) para ver si cometio algun error. Este paso puede tomar muhotiempo. La Figura 5 muestra el editor de Geo-referencia de ILWIS en acción.

o Preste mucha atencion a la grilla desplegada. Las líneas deben sergeneralmente paralelas de E-O y N-S y perpendiculares en las intersecciones.Los cuadrados en el centro deben ser un poco más grandes que aquellos en lasesquinas (porque el centro estaba mas cerca a la cámara y mayor foto-aérea esutilizada para representar la misma área pero en el terreno) y en áreas másaltas. La grilla estara distorcionada si esta cruza serranias y valles: esdesplazada del punto principal en los valles (porque estuvieron lejanos a lacámara) y por medio de ellos en las serranías, con un despazamiento que seincrementa con el relieve y en las esquinas principalmente (Figura 6).

o Si usted ve líneas de grilla convergentes o un patrón que luce como unaplanicie inclinada, cometio un grave error en el marcado de uno o mástiepoints, por tanto la escala en una parte de la fotografía estara seriamentedistorcionada, por tanto afecta la transformación (Figura 7).

o No borre puntos simplemente para mejorar la georeferencia. ComoInvestigador, usted requiere de evidencias para borrar un punto. Por ejemplo,puede inferir que un punto se movio en el tiempo (un río despues de undesborde, un camino reconstruido, etc.) o que usted se equivocó al ubicarlo eincluso que el mapa original tenía errores. Establezca una jerarquia deconfiabilidad.

Clave: si usted tiene una mala geo-referencia, pruebe activando todos lospuntos como False y de ahí, comience a activarlos nuevamente uno por uno enorden de confiabilidad.

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9. Cuando haya ingresado todos los puntos y ajustado cualquiera que tenia error, cierre eleditor; ahora la imagen esta geo-referenciada y asociada a la nueva geo-referencia queusted acaba de crear.

Note que la fotografía no ha cambiado su geometría: esta aún tiene los mismos pixeles en lasmismas filas y columnas y aun tiene una escala variable (ej. los pixeles representan áreas deterreno diferente). Sin embargo, con la información que especificamos acerca de los tiepoints,ILWIS puede calcular para cada pixel su verdadera ubicación. Es asi que las líneas de grillaque siguen un E o N fijo aparecen distorcionadas en la imagen no corregida y la longitud delas líneas de grilla entre intersecciones son diferentes. De hecho es la otra forma: las líneas degrilla son rectas y con una escala verdadera y la fotografía esta distorsionada. Una vez que laimagen es resampleada a un mapa orientado al norte (3.9), las lineas de grilla serán rectas ylas áreas en la fotografía serán distorcionadas.

3.6.2 Geo-referenciar los acetatos en base a las fotografías aéreas

Este sigue el mismo procedimiento, pero no debería presentar ningún problema en laselección de puntos ya que estos son muy visibles en la fotografía.

Para cada acetato:

1. Cree una nueva geo-referencia, con el mismo tipo que usted utilizó para la fotografíacorrespondiente.

2. En el acetato desplegado, añada las líneas de grilla en una red relativamente densa (ej.1000 m). Estas no serán desplegadas a un principio porque no existe la cantidad depuntos suficientes para establecer la geo-referencia.

3. Abra la fotografía correspondiente (ya geo-referenciada) en otra ventana.

4. Utilice el editor tiepoint, marque un punto en el acetato y vaya despues a la fotografía,marque el mismo punto en la foto vuelva al acetato y acepte el punto.

5. Una vez que tenga la cantidad de puntos suficientes, usted visualizara las coordenadasgeográficas para cada nuevo punto y el tamaño de pixel en unidades del mundo real,asi como también vera las líneas de grilla.

Cuando haya ingresado todos los puntos analice los campos DRow y Dcol; ellosmuestran el error para cada punto en pixeles. Convierta estos en mm_mapa utilizandola resolución de escaneo para ver si estos son aceptables. Como estamos trabajandocon un acetato dibujado a mano, utilizaremos la exactitud de mapeo estandar de 0.25mm. Si la resolución de escaneo fue a 150 d.p.i (típico para un acetato), estecorresponde a 1.5 pixeles.

Realmente no deberian existir problemas con este paso; cualquier error significantesignifica que usted no ubicó los puntos con una precisión suficiente en el acetato:talvez no registro el acetato correctamente.

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6. Cuando haya ingresado todos los puntos y verificado la exactitud de la transformación,cierre el editor; ahora la imagen esta geo-referenciada y asociada con la nueva geo-referencia que usted creo.

Ahora tanto las fotografías como los acetatos están geo-referenciados y deben coincidir con elmapa topográfico: finalmente usted generó el comienzo de una base de datos SIG.

3.7 Digitalizar la fotointerpretación

Ahora que usted geo-referenció el acetato, puede crear un mapa temático. Primero usteddigitalizará los segmentos (el paso presente) y después creara la topología y etiquetascorrespondientes (próximo paso).

El ILWIS Help se refiere a este proceso como digitalización en pantalla sobre una imagengeo-referenciada pero no corregida (en este caso, el acetato) como monoploteo.

1. Crear un nuevo mapa de segmentos que utilice el de coordenadas del proyectomencionado en “materiales”.

2. Abra el editor de segmentos, despliegue cualquiera de las acetatos escaneados como laimagen base (a digitalizar).

3. Establezca el snap tolerance (en File, Customize.....) para ligar a la precisión delacetato. Esta tolerancia debe ser ingresada en unidades reales (de terreno), usualmentemetros. Como su exactitud al dibujar en la preparación del acetato no pudo haber sidomayor a 0.25 mm, convierta esto a metros e ingrese el valor. Por ejemplo a una escalade 1:50000, esto es 12.5 m.

4. Dibuje los segmentos del acetato por medio de la digitalización en pantalla (on screendigitizing).

Los códigos de línea no son importantes, a menos que quiera mostrar el origen de lalínea o su fuzzines (otro tema). En un caso normal, utilice una clase para todos lossegmentos.

5. Cuando termine de digitalizar un acetato, seleccione otro como su imagen base. Ustedvera los segmentos del primer acetato y un espacio vacío sobre el acetato actual.

(Nota: puede cerrar y re-abrir el editor de segmentos cualquier momento durante esteproceso; asegúrese de especificar el mismo archivo del mapa de segmentos).

6. Dibuje los segmentos de este acetato por medio de la digitalizacion en pantalla.Cuando se aproxime a segmentos de acetatos de adyacentes, ajústelos manualmentepara que estos se unan entre ellos. La geometría debe ser similar y coincidente siemprey cuando usted haya geo-referenciado correctamente los acetatos.

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7. Repita este proceso para cada acetato.

Ahora esta en la posición de analizar si la geo-referencia es en realidad correcta:

Despliegue el mapa topográfico y sobreponga los segmentos digitalizados. Visualizelos segmentos que deben coincidir con algunos elementos en el mapa topográfico, porejemplo: límites de algunos cuerpos de agua, los bordes de terrazas, valles, etc.Adicionalmente, muchas veces la forma general de los límites entre suelos siguen loslimites entre paísajes y pueden ser analizados viendo las curvas de nivel.

La Figura 9 muestra el mapa topográfico con los segmentos sobrepuestos. Note comoestos siguen de manera adecuada el paísaje: por ejemplo, vallecitos entre serranías(vistos del patrón de las curvas de nivel y los ríos) estan centralizados en lacorrespondiente unidad de fotointerpretación. Esto depende de una correcta foto-interpretación y por supuesto de una correcta geo-referenciación como indica estemanual técnico.

Si estas no corresponden, significa que usted geo-referenció incorrectamente lafotografía aérea o el acetato.

Ahora usted tiene un archivo simple geo-referenciado y geométricamente corregido con loslímites de los polígonos de todos los acetatos. Estos ya nose utilizaran más.

3.8 Crear un mapa temático

Ahora puede crear las etiquetas y la topología de los polígonos.

1. En el caso de que existan políonos abiertos, ciérrelos.

2. En el editor de segmentos, analize la calidad de los segmentos para los tipos de erroresexistentes como “dead ends”y otros (File, check segments).

3. Cree un nuevo archivo conteniendo un mapa de puntos con un nuevo dominio quecontiene las categorías de la leyenda, por ejemplo, unidades de mapeo representandola relación suelo-paisaje.

4. Utilizando el mapa de segmentos como base, establezca un punto identificador paracada segmento-polígono en base a las clases existentes en el dominio que usted creó(ej. codigo de la relacion suelo-paisaje).

5. Poligonize el mapa de segmentos, usando el mapa de puntos como etiquetas (optionLabel Points en el comando Poligonize).

La Figura 8 muestra los resultados de la digitalización en pantalla y el mapa final depoligónos.

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Ahora usted tiene un mapa de polígonos geo-referenciado, geométricamente corregidoresultado de su foto-interpretación, es decir tiene un mapa temático dentro su SIG.¡Felicidades!.

3.9 Resamplear la fotografía aérea

Usted puede convertir el juego de fotografías aéreas geo-referenciadas en mapasgeométricamente corregidos, de escala real y orientados al norte ejecutando la operaciónResampling.

Siga el siguiente procedimiento para cada fotografía; en el siguiente paso generaremos unmosaico para unir los mapas resultantes.

1. Cree una nueva geo-referencia “georeference corners” para el nuevo mapa.

2. Seleccione el sistema de coordenadas del proyecto anteriormente utilizado

3. Especifique el tamaño de pixel y las coordenadas límite (cuadro de coordenadas).Puede encontrar las coordenadas de los límites de la fotografía aérea geo-referenciada.Si usted quiere que la fotografía tenga la misma resolución que la original, debedeterminar el tamaño de pixel en la imagen geo-referenciada o puede calcularlaaproximádamente de la resolución de escaneo y escala aproximada de fotografíareportada (Consulte apéndice 4.2).

4. Seleccione la operación resample; el mapa de ingreso es la fotografía georeferenciada,el producto es un nuevo mapa (archivo) y la geo-referencia es la que usted acaba decrear.

5. La fotografia resampleada resultante es un mapa orientado al norte. Notara que ya noes más un cuadrado (el desplazamiento radial es corregido) y si utilizo latransformación “direct linear” u “orthophoto”, el efecto del relieve cerca a las esquinases obvio. Si añade las líneas de grilla, serán rectas y tendrán una escala real.

La Figura 10 muestra una fotografía aérea resampleada, la cual ahora es un mapa.

3.10 Crear un fotomosaico

Ahora puede generar un foto-mosaico geo-referenciado y geométricamente corregido de lasvarias fotos recientemente resampleadas. Puede que este limitado por la capacidad de lacomputadora; especialmente si las fotografías fueron escaneadas con alta resolución, talveztenga que crear varios foto-mosaicos, cada uno cubriendo una parte de su área de estudio.

(Si usted tiene acceso a una estación de trabajo con un programa de procesamiento deimágenes mas especializado como ERDAS), puede que le sea más facil exportar lasfotografías individuales a este programa, ejecute la generación de mosaicos y posteriormenteimporte a ILWIS.

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1. Utilice la operación “Glue Raster Maps” (glueras) para crear un mosaico de variasfotografías. ILWIS limita a un máximo de cuatro fotografías por cada operación, portanto si tiene más fotos, tendra que dividir el trabajo en partes.

2. Utilizando la operación “SubMap of Raster Map (subras) para personalizar el mosaicoal tamaño deseado (si el área de estudio sólo se encuentra en parte del mosaico).

También puede usar esta operación para generar foto-mosaicos correspondientes a loslímites exactos del mapa topográfico. En este caso, debe especificar los límites comocoordenadas exactas. Si el mapa tiene coordenadas tipo geográficas, estas deben sertransformadas a coordenadas métricas utilizando la herramienta interactivaporporcionada por ILWIS “Transformation Coordinates” (transform).

Ahora usted tiene un foto-mosaico geo-referenciado y geométricamente corregido de su áreade estudio (tiene otro mapa dentro su SIG). ¡Felicidades!.

4 APÉNDICE

4.1 Cálculo del máximo relieve para la transformación proyectiva

Vea la ecuación 7 para una rápida inspección “regla del dedo” (rule of thumb) que cubra elcaso común; lea la derivación si está interesado en detalles.

4.1.1 Derivación

La relación (derivada de varios autores como: [3, 4, 8])3 básica es la ecuación (1), lacual expresa el desplazamiento de relieve _ en metros como:

_ = r. (h/H) (1)

Donde r es la distancia del objeto desde el centro de la fotografía, h es la altura delobjeto encima del datum y H es la altura de vuelo encima del mismo datum, todos enmetros.Lo que queremos determinar es h, el máximo desplazamiento de relive permitido,dado un desplazamiento máximo permitido especificado _’. Primero , sin embargodebemos calcular r y H.

Distancia radial máxima:

La distancia radia maxima r en una fotografía aérea típica de 23x23 cm es:

(23/2)*√2 = 16.25 cm (2)

en lo negativo. Para convertir a metros en terreno, multiplique por (s/100), dónde s esel número de escala (es decir el denominador de la proporción escala).

Por ejemplo, en una fotografía de escala 1:20000, el número de escala es 20000, así ladistancia radial máxima es = 16.25 * 200 = 3250 m = 3.25 km.

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Usamos la máxima distancia para segurarnos que la fotografía completa reunaestandares de exactitud. Si los bordes exteriores de la fotografía no se usaran (engenración de mosaicos, si es que serán cubiertas por otras fotografías y si estas áreasno son objeto de su interpretación), usted debe reemplazar la operación (23/2)* √2 dearriba con la máxima distancia actual en mm.

Escala nominal:

Para determinar el número de escala nominal de la fotografía aérea s, una simplemedida entre algunos puntos conocidos tanto en la fotografía (distancia dp en mm)como el mapa topográfico (distancia dm en m) y calcule el radio:

s = dm * 1000 (3)dp

La fotografía no tiene una escala uniforme, entonces mediciones diferentes daránresultados escasamente diferentes. Esto no es importante para el siguiente cálculo.

Relieve máximo aceptable:

Tendiendo la distancia radial máxima r, entonces podemos calcular el relieve máximoaceptable h en base a la máxima distorsión aceptable _’ y la altura de vuelo H:

(h / H) = _’/ rh = H *( _’/ r) (4)

Note que ambas h y H son calculadas del mismo datum; si se toma como cero alcentro de la fotografia, la altura de vuelo H se encuentra encima del nivel de terreno alnadir y el relieve h es relativo al nivel de terreno.

Altura de vuelo:

Podemos calcular la altura de vuelo H del número de escala nominal s y de ladistancia focal de la cámara f:

H = f * s (5)

Por ejemplo, si f es el típico 152 mm y s es 20000, calculamos H = 152 * 20000 =3.04 x 10 6 mm = 3040 m.

Máximo desplazamiento permitido:

El desplazamiento máximo permitido puede estar relacionado a estandares deexactitud de mapa: la mayoría de los puntos bien definidos deben ser ploteados dentrode 0.25 mm en el mapa; esto es convertido a escala de mapa multiplicando por elnúmero de escala (si la escala es 1:20000, el máximo desplazamiento es 5 m.).

Entonces, si especificamos _’ como por ejemplo 5m, obtenemos a traves de laecuación (4), h = 3040 m * (5/3250) = 4.674 m. Este valor es muy pequeñoimplicando que para alcanzar los estandares de exactitud cartografica en las esquinasde las fotografías, el relieve local debe ser muy bajo. Si los estandares de exactitud

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estan flojos o la escala del mapa es más pequeña, el relieve local aceptable seramayor.

4.1.2 Fórmula final &regla del dedo(rule of thumb)

Podemos derivar una fórmula combinada (ecuación 6) usando simplemente ladistancia focal f en mm, estandar de exactitud de mapa a en mm y el númerode escala de mapa s:

(f * (s/1000)) * (a * (s/1000))h = (6)

23/2 * √2 * (s/100)

= (s / 10000)* 0.0615 * f * a

Utilizando el mismo ejemplo de arriba, con f = 152 mm, a = 0.25 mm y s =20000, calculamos h = 4.674 = 5 m.

Todo esto puede de manera simple resultar en lo siguiente, utilizando pordefecto a = 0.25, f =152 y tamano de la fotografia = a (23 cm)2.

h = (s / 10000) *2.5 (7)

4.1.3 Fotografías de formato pequeño

Estas son tomadas con una cámara estandar “35 mm” de un avión de bajo vuelo y son unaalternativa fotogramétrica por su bajo costo. El tamaño del negativo es de 2.4* 3.6 cm, así ladistancia radial máxima en la fotografía equivalente a la ecuación 2 es:

√(2.4/2)2 + (3.6/2)2 = 2.163 cm (8)

Ellas generalmente son tomadas con una cámara de distancia focal f = 50 mm. Una altura devuelo común de 1000 m y con sus lentes que resultan en una escala (segun ecuación 5) de:

50 mm/(1000 m * 1000 mm m-1) = 1:20000

El equivalente a ecuación 6 es:

(f * (s/1000)) * (a * (s/1000))h =

√(2.4/2)2 + (3.6/2)2* (s/100)

h = (s / 10000) *0.46225 * f * a (9)

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Tomando f = 50 mm, a = 0.25 mm y s = 20000, calculamos h = 11.55625 ≈ 12 m, cerca deldoble del relieve permitido en una fotografía de formato grande, pero por supuesto en un áreamas pequeña (para una fotografía 1:20000, 480 * 720 m = 34.56 ha). A esto se debe él porquelas fotografías aéreas de formato pequeño pueden ser resctificadas con una transformaciónproyectiva.

Todo esto puede de manera simple resultar en lo siguiente, utilizando por defecto a = 0.25, f=50.

h = (s / 10000) *5.8 (10)

Si la altura de vuelo es menor o la cámara tiene una distancia focal mayor, la fotografía cubremenor area (la escala es grande y el relieve vertival permitido también es grande).

4.2 Conversiones para el escaneo

Conversión para escaneo, de puntos por pulgada (dots per inch d.p.i.) a pixeles:

100 d.p.i _ 100 pixels en -1

= 100 pixels 25.4 mm-1

= 3.937 pixels mm-1

= 0.254 mm pixel-1 (11)

Resoluciones de escaneo comunes:

100 d.p.i _ .254 mm pixel -1

150 d.p.i _ .1693 mm pixel -1

300 d.p.i _ .0846 mm pixel -1

600 d.p.i _ .0423 mm pixel -1

1200 d.p.i _ .02116 mm pixel -1

2400 d.p.i _ .010583 mm pixel -1

Estas pueden ser multiplicadas por el número de escala del mapa (en miles) para obtenermetros en terreno por pixel. Por ejemplo si la escala nominal de una fotografía es 1:24000 yes escaneada a 1200 d.p.i., un pixel escaneado es .02116 mm * 50 mm m-1 = 1.0583 m ≈ 1 m.

Otra forma de ver esto es el número de pixeles por mm:

100 d.p.i _ ≈ 3.94 pixels mm-1 (13)150 d.p.i _ ≈ 5.91 pixels mm-1

300 d.p.i _ ≈ 11.81 pixels mm-1

600 d.p.i _ ≈ 23.62 pixels mm-1

1200 d.p.i _ ≈ 47.24 pixels mm-1

2400 d.p.i _ ≈ 94.49 pixels mm-1

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Para preservar por ejemplo una resolución de 0.1 mm, esta requiere una resolución de 300d.p.i.; para mayor detalle en un mapa topográfico, requerimos de una resolución de 0.01 mm,lo cual requiere 2400 d.p.i

Una simple regla del dedo para memorizar es que 300 d.p.i. corresponde a un tamaño de pixelalgo menor a 0.1 mm.

4.2.1 Resolución requerida

Existen dos requerimientos: visualización y ubicación

El primer requerimiento es estético: usted escanea a la resolución necesaria para preservar laapariencia del original. Si este es de alta calidad, como una fotografía de contacto o un mapaimpreso original, resoluciones muy altas son requeridas.

Si el original fue producido utilizando una baja resolución (impreso en una impresora laser a600 d.p.i), este es la máxima resolución de escaneado, mas sera un desperdicio.

Sin embargo, talvez no requiera una buena resolución para su proceso de visualización. Amenos que quiera imprimir a una alta resolución, no tiene sentido escanear a una resoluciónmayor que tu producto final. Por ejemplo, si usted imprimira a 300 d.p.i. y agrandara por unfactor de 2, necesitara escanear a 600 d.p.i.

El segundo requerimiento depende en la exactitud con la cual necesita ubicar puntos en elproducto digital. Esto esta limitado por la escala del mapa, tanto para la fuente (lo que seescaneara) como su produco final (producto SIG).

La exactitud de ubicación requerida no puede ser mayor a la escala de trabajo de su proyecto,la cual es usualmente determinada por la exactitud de su mapa base o receptor GPS,dependiendo en como esta haciendo su geo-referenciación. En el primer caso, el límite vienedel estandar de exactitud [6, 9], la cual para mapas medianos y pequeños es 0.25 mm en elmapa si es producido por métodos analogos y 0.1 mm si este es producido por métodoscompletamente automáticos. El valor 0.25 mm puede ser convertido a una resolución deescaneo con la ecuación inversa de (11), donde vemos que es casi igual a 100 d.p.i. En otraspalabras, un mapa que conforma el estandar de exactitud manual debe ser escaneado a 100 d.p.i.para propósitos de ubicación. La figura correspondiente para mapas completamente digitaleses 300 d.p.i. Estas resoluciones puede que no sean efectivas para visualización, por lo que serequieren resoluciones mayores.

Note que 0.25 mm en el mapa corresponde a 12.5 m en el terreno para un mapa escala1:50000 y a 5 m para un mapa escala 1:20000; las figuras correspondientes a 0.1 mm en elmapa son 5 m y 2m. Esto implica que la exactitud de ubicación de mapas impresos no sonparticularmente altos; valores como estos para 0.25 mm pueden ser obtenidos con GPSsimples (receptores); para la exactitud 0.1 mm, GPS diferenciales deben ser utilizados.

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4.2.2 Tamaño de archivos

Utilizando resoluciones de escaneado grandes lleva a la creación de archivos de tamaño noprácticos. Para determinar la capacidad de almacenamiento, multiplique una dimensión enmm por el número de pixeles mm-1; estos nos dan el número de filas o columnas. Multipliquelas dimensiones para determinar el número de pixeles y finalmente por el número de bytes porpixel para determinar la capacidad total de almacenamiento.

Por ejemplo, una fotografía de tamaño estandar 23x23 cm a una resolución de 300 d.p.i,requiere aproximadamente:

23cm x 10 mm cm-1 x 11.81 pixels mm-1 = 2716 filas 2716 filas x 2716 columnas = 7376656 pixels

≈ 7.035 Mb

Para 600 d.p.i esto se cuadrupla a ≈ 28.14 Mb, que es algo grande incluso hoy en día dentroel sistema operativo Windows. A 150 d.p.i. esto se reduce a una cifra mucho más manejablede ≈ 1.76 Mb.

4.3 ¿Que pasaría si algunos materiales son sub-estandar?

Existe la posibilidad de que no todos los materiales listados en materiales esten como tendríanque estar. En esta sección brindamos ayuda para los casos más comunes.

4.3.1 Scanner A4

Si usted solo puede encontrar un scanner A4 (29.7 x 21 cm) no-sera capaz de cubrir el tamañode una fotografía aérea estandar de 23 x 23 cm incluyendo espacio para los márgenes con lasmarcas fiduciales en una dimensión.

Lo mejor que puede hacer es escanear los 21 cm centrales en una dimensión y utilizar latransformación direct linear. Las áreas marginales que no pudo escanear deben ser incluidasen el escaneado de fotos adyacentes para el foto-mosaico final. No interprete en estas áreas.

4.3.2 Mapas topográficos de baja calidad

Desafortunadamente, algunas veces uno tiene que trabajar con mapas ripped, worn-out,multiply-folded, los cuales incluso pueden ser copias en papel inestable en lugar deimpresiones originales. En esos casos es imposible geo-referenciar una copia escaneada, yaque la escala estará lejos de ser uniforme a través del mapa.

Si el mapa tiene una grilla impresa, la solución es medir las coordenadas (E,N) de los puntosde control en un área específica del mapa utilizando una regla precisa (metálica conpreferencia). Como la distorción en un area pequeña del mapa es relativamente pequeña, lascoordenadas deben ser adecuadas.

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Especialmente con fotocopias pero también con originales de calidad pobre, preste muchaatención a la escala real, la cual no se empareja a la escala nominal. Utilice la regla métricapara establecer la escala real en el área específica midiendo los mm entre las líneas de grillaen una distancia conocida.

Usted debe ser capaz de leer con una buena regla metálica milimétrica a 0.25 mm (exactitudde mapa estandar) por ejemplo 12.5 m para un mapa a escala 1:50000 (ya que 1 mm=50m).En la práctica, esto significa que debe dividir 1 mm de unidad en 4 y leer al más cercano 0.25mm.

Por ejemplo, si la grilla impresa es 1x1km como es típico y la distancia actual entre líneas degrilla medida en el mapa de papel con un regla métrica es 37. mm (3.76 cm), la escala real es1x 106 /37.6 = 1:26596.

Si la escala nominal (impresa en el mapa) es 1:25000, nosotros expectamos que esta distanciasea 40 mm (4 cm). Esto nos muestra que el proceso de copiado arrugo el papel en ((40 –37.6)/40 = 6%, lo cual es común.

Entonces, cuando mide en el mapa, debe convertir el mapa en mm a m en terreno con la escalaactual. Utilizando el ejemplo anterior, si lee 12.25 mm a la derecha desde la linea de grillapara 325000 E, la coordenada es 325000 + (12.25 x 26596) = 325315 E.

4.3.3 Mapa topográfico sin grilla sobrepuesta

En algunos países (como en India) los mapas son impresos sin grilla, sin embargo, estostienen coordenadas conocidas en (latitud y longitud) las esquinas de cada mapa topográfico,porque las series de mapa se dividen de acuerdo a la grilla geográfica.

La solución es geo-referenciar en el sistema de coordenadas geográficas con la proyecciónapropiada y después transformar estas coordenadas a una grilla métrica seleccionada (por ej.la zona UTM local para un datum específico).

4.3.4 Mapa topográfico sin coordenadas confiables

El algunos países (como la Ex-Union Sovietica) y satélites, la grilla es deliberadamentedistorcionada e incluso las esquinas de la hoja topográfica no son confiables.

En este caso, la única buena solución es encontrar los tiepoints en el campo con la ayuda deun GPS utilizando el mismo sistema de coordenadas. Puede usar los mismos tiepoints parageo-referenciar el mapa topográfico escaneado.

4.3.5 Fotografía aérea sin marcas fiduciales

Como explicamos en 3.3 (seleccionando el método de geo-referencia), si la fotografía no tienemarcas fiduciales, debe utilizar la transformación direct linear si existe un desplazamiento derelieve significante, de lo contrario la transformación proyectiva.

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5 FIGURAS

Lista de figuras:

1. Una fotografía aérea y el acetato conteniendo su interpretación2. Un mapa topográfico geo-referenciado3. Un tiepoint bien definido4. Especificando las marcas fiduciales5. Especificando una transformación orthophoto en el editor de geo-referencia de ILWIS6. Desplazamiento debido al relieve7. Una geo-referencia incorrecta8. Creando el mapa de polígonos9. Limites de suelos digitalizados sobrepuestos en un mapa topográfico10. La fotografía aérea resampleada como mapa

Los datos utilizados en estas figuras corresponden a una Tesis de Maestría del ITC [1]; el áreade estudio es Osijek – Baranja, al este de Croacia.

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Figura 1: Arriba : Una fotografia aérea simple (FA). Abajo: su interpretación visual en acetato (FI).La información de la camara y el avión se encuentra a los costados.

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Figura 2: Arriba: Detalle de un mapa topográfico a escala 1:50000 mostrando las coordenadasmarginales. La intersección de grila en la esquina inferior izquierda debajo de “Knezevi Vinogradi”tiene las coordenadas (6560000 E, 5068000 N) en el sistema de coordenadas local usado para estemapa. Abajo: Detalle de un mapa topográfico georeferenciado; las líneas de grilla dibujadas porILWIS (líneas finas amarilla) se sobreponen exactamente a las impresas en el mapa (líneas negrasgruesas). La resolución de escaneo fue de 300 d.p.i., asi la resolución de pixel es 0.0846; las líneas degrilla son un poco mas anchas que un pixel, probablemente fueron 0.1 mm de espesor en el mapaoriginal equivalente a 5 m en el terreno.

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Figura 3: Un tipoint muy bien definido (aqui el templo St Peter) que es claramente visibletanto en la foto (arriba) como en el mapa topográfico (abajo). Un pequeño círculo amarilloha sido dibujado alrededor del templo en la fotografía. Note que el camino cerca al templo hasido movido desde que el mapa fue generado; sin embargo es mas díficil mover un templo.También note las coordenadas en el producto geo-referenciado; el mapa fué utilizado comoreferencia (6559404 E, 5079827 N), así las coordenadas en la foto (6559428 E, 5079829 N)fue ajustado durante al georeferenciación por (+24E, -2N). La exactitud más alta posible parael centro del templo es 12.5m a esta escala de mapa; el error observado es el doble de este.Talvez el templo fue ploteado muy lejos en el mapa topográfico.

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Figura 4: Especificando las marcas fiduciales en ILWIS, del número de pixeles en la imagen y eltamaño en la fotografía actual en mm, el programa fue capaz de calcular la resolución de escaneo.

Figura 5: El editor de geo-referencia de ILWIS mientras se especifica la transformación orthophoto.El programa fue capaz de calcular la posición de la cámara cuando la foto fue tomada (altura de vueloy nadir, el punto principal que estuvo directamente debajo de la cámara). Note como las líneas degrilla siguen el desplazamiento radial y de relieve.

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Figura 6: Detalle del desplazamiento radial y de relieve que son corregidos a través de latransformación orthophoto. Estos se muestran sobreponiendo las líneas de grilla orientadas al norte(rectas) en fotografia geo-referenciada no rectificadas.

Figura 7: El editor de geo-referencia de ILWIS para la transformación orthophoto con una geo-referencia incorrecta. Las coordenadas para los tres tiepoints estan muy cerca unos de otros, estoincrementa la escala para esa parte de la fotografía y origina el efecto de inclinación.

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Figura 8: Arriba: Segmentos digitalizados con etiquetas para separar polígonos representando laestratificación del paisaje,. Abajo: el mapa de poligonos resultante con leyenda.

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Figura 9: Límites digitalizados representando tipos de suelos sobre el mapa topográfico. Note comoestos siguen exactamente el paisaje.

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Figura 10: La fotografía aérea resampleada como un mapa. Note que las líneas de grilla ahora sonverticales y horizontales (asi la parte superior del mapa es de grilla norte) y estas son igualmentedistribuidas en espacio; la fotografía ha sido distorsionada de acuerdo a la ortho-corrección.

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6 REFERENCIAS

1. Hengl, Tomislav, 2000 Improving soil survey methodology using advanced mappingtechniques and grid-based modelling., Editor^Editors. International Institute for AerospaceSurvey & Earth Sciences (ITC): Enschede, NL.

2. J.A.Zinck1988Physiography and soils. Lecture Notes SOL 41 Physiography and soils.Lecture Notes SOL 41ITC

3. Lucas, L., F. Janssen and Gerrit C. Huurneman, ed. 2001 Principles of remote sensing:and introductory textbook. 2nd ed., International Institute for Aerospace Survey and EarthSciences (ITC): Enschede, NL.

4. Photogrammetry, American Society Of, 1980 Manual of Photogrammetry. 4th ed, ed.A.S.o. Phtogrammetry. Falls Church, VA.

5. R. Nijmeijer, a De Haas, R J J Dost and P E Budde, 2001 ILWIS 3.0 Academic: User'sguide. Enschede, NL: International Institute for Aerospace Survey and Earth Sciences (ITC).

6. Rossiter, David G2000Lecture Notes: Methodology for Soil Resource Inventories.Lecture Notes: Methodology for Soil Resource Inventories.International Institute forAerospace Survey and EarthScienceshttp://www.itc.nl/~rossiter/teach/ssm/SSM_LectureNotes2.pdf

7. Sciences, International Institute for Aerospace Survey and Earth 2001 ILWISAcademic http://www.itc.nl/ilwis/.

8. T.M., Lillesand and R.W., Kiefer, 1994 Remote sensing and image interpretation. 3rded. New York: John Wiley & Sons.

9. T.R.Forbes, D Rossiter, and a Van Wambeke, 1982 Guidelines for evaluating theadequacy of soil resource inventories. SMSS Technical Monograph 4. Ithaca, NY: CornellUniversity Department of Agronomy.