Geomatica
-
Upload
margarita-farias -
Category
Documents
-
view
7 -
download
0
description
Transcript of Geomatica
-
1Instituto Geogrfico Nacional
Altimetra por lser (LiDAR). Fundamentos y datos disponibles CCAA Cantabria2014-07-03
S.G. de Geodesia y Cartografa. Unidad de Observacin del Territorio
Altimetra por lser (LiDAR). Fundamentos y datos disponibles en la CCAA de Cantabria
-
2Altimetra por lser (LiDAR). Fundamentos y datos disponibles CCAA Cantabria2014-07-03
1. Principios del sistema LiDAR2. Sistemas LiDAR aerotransportados3. Datos LiDAR4. Flujo de trabajo en un proyecto LiDAR5. PNOA-LiDAR6. Conclusiones
-
3Altimetra por lser (LiDAR). Fundamentos y datos disponibles CCAA Cantabria2014-07-03
Lidar (Light Detection And Ranging)Sensor activo muy similar al Radar, pero que mide la radiacin devuelta por la superficie terrestre o por las partculas que componen la atmsfera cuando se ilumina con una fuente de rayos lser (Sobrino, 2000). Propiedades:
Menor longitud de onda que radar, mayor detalle en la observacin. No penetra en capas espesas como nubes.
Tipos:- LiDAR Dispersmetro, rayo lser dispersado, reflejado o re-emitido proporciona
informacin del coeficiente de extincin de la capa atmosfrica.- LiDAR de Absorcin Diferencial, analiza retorno de un lser a diferentes ,
para determinar densidad de componentes atmosfricos, perfil atmosfrico del vapor de agua y de la temperatura.
- LiDAR Doppler, mide desfase doppler de la luz dispersada por los aerosoles transportados por el viento, para determinar la velocidad del viento.
- Altmetro LiDAR, medidas precisas de distancia (en funcin del tiempo de retorno) entre altura de referencia y posiciones concretas de la superficie.
1. PRINCIPIOS DEL SISTEMA LIDAR
-
4Altimetra por lser (LiDAR). Fundamentos y datos disponibles CCAA Cantabria2014-07-03
1. PRINCIPIOS DEL SISTEMA LIDAR
-
5Altimetra por lser (LiDAR). Fundamentos y datos disponibles CCAA Cantabria2014-07-03
Unidad de medida de distancia Scaner GPS INSS/IMU Unidad de control y seguimiento
Componentes de un sistema LiDAR
1. PRINCIPIOS DEL SISTEMA LIDAR
-
6Altimetra por lser (LiDAR). Fundamentos y datos disponibles CCAA Cantabria2014-07-03
El objetivo: obtener un Modelo Digital de Elevaciones (MDE) de forma directa
Cmo: utilizando un sensor LIDAR aerotransportado
Qu necesitamos?:Distancias y ngulos al terreno:Tiempo de regreso del pulso.Posicin del Sensor: GNSSOrientacin del Sensor: IMU
1. PRINCIPIOS DEL SISTEMA LIDAR
-
7Altimetra por lser (LiDAR). Fundamentos y datos disponibles CCAA Cantabria2014-07-03
Un LIDAR emite pulsos de luz lser en un haz muy estrecho y en una determinada longitud de onda, y recoge el eco (uno o varios) devuelto por elementos
Distancia = c*t
La georreferenciacin precisa de los ecos recibidos por el sensor se puede realizar a partir de la distanciacalculada por el LIDAR, la posicindel sensor, el ngulo de orientacindel haz de luz lser, los efectos atmosfricos sobre c, los parmetros de actitud de la plataforma.
1. PRINCIPIOS DEL SISTEMA LIDAR
-
8Altimetra por lser (LiDAR). Fundamentos y datos disponibles CCAA Cantabria2014-07-03
Frecuencia de repeticin de pulsos (PRF) o la frecuencia del pulso: nmero de pulsos por segundo enviados, se suele medir en KHz
Frecuencia de barrido es el tiempo que tarda el espejo en moverse de un lado a otro.
Ecos (algunos los llaman tambin pulsos): nmero de pulsos recibido como reflexiones registradas para un pulso enviado.
Distancia entre pasadas: distancia entre lnea de vuelo para que exista un recubrimiento transversal
Campo de visin (Field Of View, FOV) o ngulo de escaneo: ngulo transversal al eje de vuelo, en funcin del cual el Lser cubre o barre una determinado rea.
Definicin de algunos trminos utilizados en la planificacin de vuelos LIDAR
1. PRINCIPIOS DEL SISTEMA LIDAR
-
9Altimetra por lser (LiDAR). Fundamentos y datos disponibles CCAA Cantabria2014-07-03
El registro del primer pulso permite describir la superficie (parte ms alta) de los objetos, mientras que el registro del ltimo eco se usa para conocer la superfcie del sueloLa capacidad multiretorno se utiliza para detectar vegetacin y sualtura
Ultimo pulso, suelo.
Primer pulso, copas.
Pulsos intermedios, ramas.
Huella del pulso
Todas las superficies reflectantes dentro de la huella del pulso, generan una onda de retorno
1. PRINCIPIOS DEL SISTEMA LIDAR
-
10Altimetra por lser (LiDAR). Fundamentos y datos disponibles CCAA Cantabria2014-07-03
1. Principios del sistema LiDAR2. Sistemas LiDAR aerotransportados3. Datos LiDAR4. Flujo de trabajo en un proyecto LiDAR5. PNOA-LiDAR6. Conclusiones
-
11Altimetra por lser (LiDAR). Fundamentos y datos disponibles CCAA Cantabria2014-07-03
2. SISTEMAS LIDAR AEROTRANSPORTADOS
= 700-1550 nm
1 = 700-1300 nm2 = 500-600 nm
-
12Altimetra por lser (LiDAR). Fundamentos y datos disponibles CCAA Cantabria2014-07-03
Modos de escaneo o barrido
2. SISTEMAS LIDAR AEROTRANSPORTADOS
-
13Altimetra por lser (LiDAR). Fundamentos y datos disponibles CCAA Cantabria2014-07-03
2. SISTEMAS LIDAR AEROTRANSPORTADOS
-
14Altimetra por lser (LiDAR). Fundamentos y datos disponibles CCAA Cantabria2014-07-03
1. Principios del sistema LiDAR2. Sistemas LiDAR aerotransportados3. Datos LiDAR4. Flujo de trabajo en un proyecto LiDAR5. PNOA-LiDAR6. Conclusiones
-
15Altimetra por lser (LiDAR). Fundamentos y datos disponibles CCAA Cantabria2014-07-03
La gran mayora de aplicaciones trabajan con ficheros en formato las.
Este formato ha sido desarrollado por la American Society for
Phtogrammetry and Remote Sensing (ASPRS)
Los ficheros las son archivos binarios de formato estndar que
permiten el intercambio de este tipo de informacin. La ltima
especificacin aprobada es la 1.4 (Noviembre 2011)
Los ficheros las tienen la ventaja de mantener la informacin
capturada por el sensor
Formato las
5. DATOS LIDAR
-
16Altimetra por lser (LiDAR). Fundamentos y datos disponibles CCAA Cantabria2014-07-03
CABECERA DE UN FICHERO LAS
5. DATOS LIDAR
-
17Altimetra por lser (LiDAR). Fundamentos y datos disponibles CCAA Cantabria2014-07-03
GRABACIN DE PUNTOS
5. DATOS LIDAR
-
18Altimetra por lser (LiDAR). Fundamentos y datos disponibles CCAA Cantabria2014-07-03
1. Principios del sistema LiDAR2. Sistemas LiDAR aerotransportados3. Datos LiDAR4. Flujo de trabajo en un proyecto LiDAR5. PNOA-LiDAR6. Conclusiones
-
19Altimetra por lser (LiDAR). Fundamentos y datos disponibles CCAA Cantabria2014-07-03
1. Planificacin. En esta fase del proyecto consiste en obtener las
caractersticas de vuelo, y modo de operar del sensor, para cumplir
con las especificaciones tcnicas
2. Captura. En esta fase se captura toda la informacin necesaria, para
ser tratada en una fase posterior
3. Procesado de los datos. Tratamiento de la informacin obtenida en
fase de captura para obtener la nubes de puntos lidar que define la
superficie.
4. Control de calidad
4. FLUJO TRABAJO PROYECTO LIDAR
-
20Altimetra por lser (LiDAR). Fundamentos y datos disponibles CCAA Cantabria2014-07-03
1. FASE DE PLANIFICACIN
Planificacin de vuelo
Control de calidad de la planificacin
4. FLUJO TRABAJO PROYECTO LIDAR
-
21Altimetra por lser (LiDAR). Fundamentos y datos disponibles CCAA Cantabria2014-07-03
2. FASE DE CAPTURA DE DATOS
Vuelo de calibracin
Toma de datos de la estacin de referencia GNSS
Captura de la posicin de avin:
Datos GNSS, que permite la obtencin de coordenadas
Datos IMU/INS, que permite la obtencin de los giros del avin
Captura de la posicin de cada punto:
Distancia
ngulo de salida del haz
Intensidad
Tiempo de captura
Pasadas transversales de ajuste altimtrico
4. FLUJO TRABAJO PROYECTO LIDAR
-
22Altimetra por lser (LiDAR). Fundamentos y datos disponibles CCAA Cantabria2014-07-03
3. FASE DE PROCESADO DE LOS DATOS
Obtencin de la trayectoria del avin mediante los datos GPS de la
estacin de referencia, del avin y los datos inerciales
Obtencin de las coordenadas de cada punto. Como producto final se
obtiene un fichero en formato las
Postproceso de los ficheros las
Paso de alturas elipsoidales a cotas ortomtrica
Clasificacin automtica de la nube de puntos
Edicin de la clasificacin automtica con informacin auxiliar
Obtencin de productos derivados (curvados, MDT malla, etc..)
4. FLUJO TRABAJO PROYECTO LIDAR
-
23Altimetra por lser (LiDAR). Fundamentos y datos disponibles CCAA Cantabria2014-07-03
4. CONTROL DE CALIDAD
4. FLUJO TRABAJO PROYECTO LIDAR
-
24Altimetra por lser (LiDAR). Fundamentos y datos disponibles CCAA Cantabria2014-07-03
1. Principios del sistema LiDAR2. Sistemas LiDAR aerotransportados3. Datos LiDAR4. Flujo de trabajo en un proyecto LiDAR5. PNOA-LiDAR6. Conclusiones
-
25Altimetra por lser (LiDAR). Fundamentos y datos disponibles CCAA Cantabria2014-07-03
Por qu es necesaria una cobertura nacional de datos LIDAR?
Para actualizar los Modelos Digitales del Terreno (MDT), con datos de mayor precisin, debido en algunos casos a requerimientos legales:
RMSz < 0,20 m Realizacin de cartografa de zonas inundables,
pruebas de esfuerzo en centrales nucleares, deteccin de obstculos en zonas de influencia de aeropuertos.
Para obtener modelos 3D de vegetacin y edificaciones, que nunca haba sido capturados masivamente con una precisin altimtrica tan alta
Para satisfacer las necesidades de los usuarios respecto a informacin altimtrica de gran precisin
5. PNOA-LiDAR
-
26Altimetra por lser (LiDAR). Fundamentos y datos disponibles CCAA Cantabria2014-07-03
OBJETIVOS
Obtener una cobertura nacional con un RMSz < 0,20 m de todo el territorio, y actualizarla cada 6 aos
Satisfacer la necesidades de los usuarios, respecto a datos altimtrico de gran precisin, para su aplicacin en mbitos multidisciplinares
Fomentar la colaboracin entre las Administraciones para utilizar una base de datos altimtrica nica, precisa y con un modelo de produccin bottom-up
Buscar mejoras tecnolgicas en la captura y procesado de los datos, para reducir costes y tiempos de produccin
Promover la utilizacin de los datos LIDAR y los MDT derivados a partir de estos en mbitos multidisciplinares
5. PNOA-LiDAR
-
27Altimetra por lser (LiDAR). Fundamentos y datos disponibles CCAA Cantabria2014-07-03
MDT25 Restitucin Vs MDT05 Correlacin: H0261-1
Evolucin:
5. PNOA-LiDAR
-
28Altimetra por lser (LiDAR). Fundamentos y datos disponibles CCAA Cantabria2014-07-03
MDT05 Correlacin Vs MDT05 LiDAR: H0261-1
Evolucin:
5. PNOA-LiDAR
-
29Altimetra por lser (LiDAR). Fundamentos y datos disponibles CCAA Cantabria2014-07-03
MDT05 LiDAR Vs MDT01 LiDAR: H0261-1
Los elementos del terreno son claramente visibles y se identifican mejor
Evolucin:
5. PNOA-LiDAR
-
30Altimetra por lser (LiDAR). Fundamentos y datos disponibles CCAA Cantabria2014-07-03
636-4166 MDT 1x1m 636-4166 MDT 5x5mLos elementos del terreno son claramente visibles y se identifican mejor
MDT PNOA LiDAR 1m Vs MDT PNOA LiDAR 5m
Evolucin:
5. PNOA-LiDAR
-
31Altimetra por lser (LiDAR). Fundamentos y datos disponibles CCAA Cantabria2014-07-03
5. PNOA-LiDAR
Cobertura
-
32Altimetra por lser (LiDAR). Fundamentos y datos disponibles CCAA Cantabria2014-07-03
Tipo sensor
5. PNOA-LiDAR
-
33Altimetra por lser (LiDAR). Fundamentos y datos disponibles CCAA Cantabria2014-07-03
Productos y precisiones
Pixel:25cm
Pixel:10cm
PNOA 50 cm 45 50 RMSE X,Y 1,00 m RMSE z 2,00 m 5mx5m
PNOA 25 cm 22 25 RMSE X,Y 0,50 m RMSE X,Y 1,00 m 5mx5m
GSD Vuelo(cm)
GSD Ortofoto
(cm)
Precisin planimtrica de la ortofoto
Precisin altimtrica del Modelo Digital del
TerrenoPaso de malla
PNOA-LiDAR 0,5 1,4 RMSE z 0,20 m RMSE z 0,50 m
Densidad Nominal(p/m2)
Distancia nominal
entre puntos(m)
Precisin altimtrica de la nube de puntos
Precisin altimtrica del Modelo Digital del
TerrenoPaso de malla
5mx5m
5. PNOA-LiDAR
-
34Altimetra por lser (LiDAR). Fundamentos y datos disponibles CCAA Cantabria2014-07-03
NOMBRE PASO DE MALLA
PROCEDENCIA DISTRIBUCIN
MDT05-PNOA 5 Correlacin automtica del PNOA Hojas del MTN25
MDT05-lidar 5 Captura de datos lidar PNOA Hojas del MTN25
MDT25 25 Interpolacin del MDT05-PNOA Hojas del MTN25
MDT 50 50 Interpolacin del MDT25 Entorno provincial
MDT200 200 Interpolacin del MDT25 Entorno provincial
MDT01 1 Captura de datos lidar PNOA Hojas 1/5.000
MDS01 1 Captura de datos lidar PNOA Hojas 1/5.000
PRODUCTOS
5. PNOA-LiDAR
-
35Altimetra por lser (LiDAR). Fundamentos y datos disponibles CCAA Cantabria2014-07-03
APLICACIONES
LIDAR
SIOSE
MODELO DIGITAL DE ALTURAS
MDT
ORTOFOTO
CURVAS DE NIVEL
HIDROGRAFA
APLICACIONES
5. PNOA-LiDAR
-
36Altimetra por lser (LiDAR). Fundamentos y datos disponibles CCAA Cantabria2014-07-03
5. PNOA-LiDAR
PNOA-LiDAR en Cantabria
-
37Altimetra por lser (LiDAR). Fundamentos y datos disponibles CCAA Cantabria2014-07-03
5. PNOA-LiDAR
PNOA-LiDAR en Cantabria
-
38Altimetra por lser (LiDAR). Fundamentos y datos disponibles CCAA Cantabria2014-07-03
1. Principios del sistema LiDAR2. Sistemas LiDAR aerotransportados3. Datos LiDAR4. Flujo de trabajo en un proyecto LiDAR5. PNOA-LiDAR6. Conclusiones
-
39Altimetra por lser (LiDAR). Fundamentos y datos disponibles CCAA Cantabria2014-07-03
Se tiene capturada una cobertura con una granprecisin altimtrica. Es una informacin muy valiosa para proyectos deingeniera, aplicaciones forestales, Es necesario terminar de procesar estos datos lidarbrutos. Clasificaciones, obtencin de productosderivados, etc Para que el proyecto sea sostenible, es necesaria laparticipacin de todos los organismo susceptibles deutilizar esta informacin. Mejoras en el proyectos como captura de imgenescon cmaras de medio formato o aumento dedensidad
6. CONCLUSIONES
-
40
Instituto Geogrfico Nacional
Altimetra por lser (LiDAR). Fundamentos y datos disponibles CCAA Cantabria2014-07-03
Gracias por su atencin
Nombre y apellidos: Juan Carlos Ojeda ManriqueInstituto Geogrfico NacionalE-mail: [email protected]:+34 91- 597 93 78