georefenciar_AV_2009

5/8/2018 georefenciar_AV_2009 - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/georefenciarav2009 1/28

i

GEOREFERENCIACIÓN DE

IMÁGENES GOOGLE

EARTH CON ARCVIEW GIS

Y SANTITOOLS

UNIVERSIDAD NACIONALESCUELA DE CIENCIAS AMBIENTALES

GEOAMBIENTE

TECNOLOGÍAS DE LA INFORMACIÓN

GEOESPACIAL

2009



ii

Índice1. Introducción 1

2. Procedimiento 1

2.1. Seleccionar puntos de control en Google Earth 1

2.2. Convertir datos del formato KML a Shape 3

2.3. Proyectar rutas de lat, long a Lambert Norte utilizando la extensiónCr_proy_datum_2008 4

2.4. Georeferenciar imagen de la isla Chira con la extensión Santitools 4

2.5. Evaluación del error planimétrico de la imagen georeferenciada 11

2.5.1. Raíz cuadrada del error medio cuadrático (REMC) 12

2.6. A ¿cual escala es válida la imagen georeferenciada? 13

3. Comentario final 15

4. Referencias 16

Anexo 1: Ecuaciones de georeferenciación 17

Anexo 2: Métodos de remuestreo 17

Anexo 3: Formatos de imágenes compatibles con ArcView GIS 18

Anexo 4: Georeferenciación con la extensión ImageWarp 20

4.1. Evaluación del error planimétrico de la imagen georeferenciada 26

Escuela de Ciencias Ambientales http://www.edeca.una.ac.cr/

; http://www.edeca.una.ac.cr/educa.htm Facultad de Ciencias Tierra y Mar http://www.tierraymar.una.ac.cr/

Universidad Nacional http://www.una.ac.cr/ Heredia, Costa Rica

Teléfono (506) 277 3290 • Fax (506) 277 32

Este material puede descargarse de http://www.smetube.com/smestorage//users/jfallas56

([email protected])

http://www.edeca.una.ac.cr/



http://www.edeca.una.ac.cr/educa.htm



http://www.tierraymar.una.ac.cr/



http://www.una.ac.cr/



http://www.smetube.com/smestorage/users/jfallas56



mailto:[email protected]











1

1. Introducción

Google Earth (http://earth.google.es/ ) y Google Maps (http://maps.google.es/ ) son

dos excelentes fuentes de imágenes gratuitas, actualizadas y de alta resolución. Enotro documento he explicado cómo descargar dichas imágenes y en el presentetutorial se muestra cómo georeferenciar dichas imágenes. El proceso degeoreferenciación permite asignar coordenadas a una imagen utilizando puntos decontrol cuya posición se conoce tanto en la imagen con el sistema de coordenadasutilizado en la geobase de datos. Si desea conocer más sobre los Sistemas dereferencia de coordenadas utilizados en Costa Rica lo remito al documento“Cr_proy_datum_2008.avx: Transformación de datum y proyecciones de Costa Rica (CRLN, CRLS, CRTM98 y CRTM05) utilizando ArcView GIS. Teoría ”.

Objetivos:

Utilizar las extensiones Santitools e ImageWarp para georeferenciar imagenes.Evaluar el error planimétrico en la imagengeoreferenciada.

2. Procedimiento

2.1. Seleccionar puntos de control en GoogleEarth

Los puntos de control son elementos visiblestanto en la imagen a georeferenciar como en unmapa, una ortofoto ó en el campo. Dichos

elementos proveen las coordenadas del Sistemade Referencia Cartográfico al cual se deseageoreferenciar la imagen.

En la imagen de la derecha se muestran dosejemplos de potenciales puntos de control: crucesde caminos y la esquina de una edificación.

Otros puntos de control pueden ser copas de árboles, puentes y cercas vivas.

A continuación usted utilizará Google Earth para seleccionar los puntos de controlque utilizará para georeferenciar una imagen de la isla Chira descargada de Google Maps .

Ejecute el programa GoogleEarth ynavegue hasta la isla Chira.

Una vez en la isla, acérquese hastala salina ubicada en el extremooeste de la Isla.

Seleccione la carpeta “lugarestemporales” y añada una ruta.

http://earth.google.es/



http://maps.google.es/







2

Designe esta primera ruta como número 1. Luego dibuje con el puntero del cursor elborde superior izquierdo de la salina como se muestra a continuación.

Repita nuevamente el procedimiento y ahora digite la línea que se observa en lasalina. Designe esta ruta como 2.

Ahora navegue hasta la seccióncentral de la isla (10.0931; -85.1469),y digite las siguientes rutas:

Estas rutas le permiten obtener almenos tres puntos de control(intersección de caminos).

Para guardar sus rutas seleccione“Guardar lugar como”

Navegue hasta su carpeta trabajo yguarde el archivo como:

Vias_gdwgs84.kml

Ruta 1

Ruta 2



3

Nota: El sistema de coordenadas de Google Earth y Google Maps es geodésico(Latitud, Longitud, elipsoide WGS84).

2.2. Convertir datos del formato KML a ShapePara convertir los datos digitados en Google Earth y guardados como un KML

utilizaremos el programa gratuito que se encuentra en la carpeta

“Software”. Navegue hasta la carpeta “Software” y haga un doble clic sobre el programa.

Haga un clic sobre Open KML y seleccione el archivo.. trabajo/vias_gdwgs84.kml



4

Luego haga un clic sobre Export SHP para exportar las rutas como un archivoshape . Denomine el archivo vías_gdwgs84.shp y guárdelo en su carpeta de trabajo.

2.3. Proyectar rutas de lat, long a Lambert Norte utilizando la extensiónCr_proy_datum_2008

Active el programa ArcView y adicione el tema vias_gdwgs84.shp.

Luego cargue la extensión cr_proy_datum_2008.

A. Realice una proyección de datum (WGS84 a Ocotepeque). Denomine su

archivo vias_gdocote.shp.

B. Proyecte el archivo vias_gdocote.shp a Lambert Norte. Denomine el archivo

vías_ln.shp

Nota: Si no recuerda cómo utilizar la extensión ver el tutorial titulado“Cr_proy_datum_2008.avx: Transformación de datum y proyecciones de Costa Ricautilizando ArcView GIS”.

2.4. Georeferenciar imagen de la isla Chira con la extensión Santitools

Cargue la extensión Santitools. La extensión adiciona tres nuevos menús y cuatrobotones. En el presente tutorial solo utilizaremos el menú ST Warp .

Ahora, cree una nueva vista (View 3 ) y adicione la imagen a georeferenciar en estavista (Navegue hasta datos y adicione chira_2006.tif).

La vista 2 contiene eltema vías_ln.shp, el cualutilizaremos como puntosde control parageoreferenciar la imagen.El sistema decoordenadas de este temaes Lambert Norte,elipsoide Clarke 1866 ydatum Ocotepeque. Sidesea más detalles sobrelos sistemas de referenciade coordenadas utilizados



5

en Costa Rica debe leer el documento “Cr_proy_datum_2008.avx: Transformación de datum y proyecciones de Costa Rica (CRLN, CRLS, CRTM98 y CRTM05) utilizando ArcView GIS. Teoría ”. Seleccione la vista que contiene tema a georeferenciar

Para nuestros datos, la vista tres (View 3) contiene la imagen a georeferenciar.Haga un clic sobre ST Warp y seleccione Set From View

Seleccione la vista 3 (View 3) y OK.

Seleccione la vista que contiene el tema georeferenciadoPara nuestros datos, la vista dos (View 2 ) contiene el tema georeferenciado

(coordenadas Lambert Norte).

Haga un clic sobre ST Warp y seleccione Set To View y seleccione la vista 2 (View 2 )

y OK.

Crear tabla que guardará vínculos entre la imagen y el tema georeferenciadoHaga un clic sobre ST Warp y seleccione Create Link Table..

Denomine la tabla a crear vínculos.dbf y guárdela en su directorio de trabajo.

La tabla recién creada tiene cinco columnas sin datos.

Link: Vinculo, valor adicionado por el programaFrom_x: coordenadas del eje X de la imagen no proyectado (Columna)



6

From_Y: coordenadas del eje Y de la imagen no proyectado (Fila)To_X: coordenadas del eje X del tema proyectado (Este)To_y: coordenadas del eje Y del tema proyectado (Norte)

Crear vínculo entre posición en la imagen no georeferenciada y en el temageoreferenciado

Amplié el área que contiene su primer punto de control como se muestra a

continuación:

Nota: puede iniciar el proceso de georeferenciación en cualquier punto de control.

Haga un clic sobre la vista 3Haga otro clic sobre el icono (From Link ) y luego con el cursor del ratón haga unclic sobre el cruce de las dos líneas de la Vista 3 (imagen).

Observe que el programa automáticamente cambia a la visa dos y activa el icono(To Link ).

Con el cursor del ratón haga un clic sobre el cruce de las dos líneas de la Vista 2(vias).

Observe que el programa le asigna el valor 1 a este primer punto de control.



7

Repita el mismo procedimiento para el sitio donde la línea cambia de dirección. Elprograma le asigna el valor dos a este segundo punto de control.

Observe que la tabla vínculos.dbf registró la posición de los dos puntos. From representa las posiciones en la imagen y To las posiciones en Lambert Norte.

Repita el mismo procedimiento para los otros puntos de control.

Calcular parámetros de ajuste entre la imagen y el tema georeferenciadoUna vez que usted haya digitado al menos cuatro puntos de control es posible

calcular los parámetros de transformación entre la imagen y el tema georeferenciado.

Haga un clic sobre la ventana 3 (From View ) y seleccione del menú de ST Warp laopción Calculate Fit…



8

En la siguiente ventana seleccione 1 y OK. En este caso el programa utiliza unaecuación lineal para determinar la relación entre filas y columnas y las coordenadasdel tema georeferenciado. El anexo 1 brinda una explicación sobre el método utilizadopor ArcView para ajustar las ecuaciones utilizadas en el proceso de georeferenciación.

Una vez ajustado el modelo lineal, el programa le muestra la raíz cuadrada del errormedio cuadrático para sus puntos de control. En este caso el error radial esperadopara la imagen georeferenciada es de 1.1 m. Para mayores detalles sobre lainterpretación de este valor ver páginas 10 y 11.

OK

¿Qué es el “RMS”? ¿Para qué se utiliza? _____________________________________________________________________

_____________________________________________________________________

_____________________________________________________________________

_____________________________________________________________________

Seleccione del menú de ST Warp la opción Warp … para aplicar la ecuación detransformación derivada por el programa a la imagen.



9

Seleccione el método de interpolación Bilinear (porque se trata de una imagen convalores cuantitativos). El anexo 2 explica los diferentes métodos disponibles enArcView para remuestrear la imagen.

Seleccione el formato de archivo deseado para la imagen georeferenciada. Serecomienda utilizar el formato TIF. Denomine el nuevo archivo chira_ln.TIF.

OK

El anexo 3 describe los formatos de imágenes compatibles con ArcView GIS.

Antes de continuar guarde el proyecto en su directorio de trabajo.

Notas:A. El tamaño del pixel en X y Y se define en función de la resolución de la imagena remuestrear. Por ejemplo, para una foto aérea puede ser 1 ó 2 metros entanto que para una imagen TM es 30m.

B. La extensión Santitools selecciona automáticamente la resolución a utilizar enel proceso de remuestreo.

C. Cuanto más pequeño sea el tamaño del pixel (mayor resolución) y mayortiempo tomará el proceso de remuestreo.

¿Cuál es el tamaño del archivo chira.tif? __________ ¿Cuál es el tamaño delarchivo chira_ln.tif?___________.



10

Imagen georeferenciada

Cuando se trabaja con imágenes georeferenciadas ArcView utiliza un archivoauxiliar denominado World File para obtener los parámetros que le permiten

transformar las coordenadas de la imagen (columnas y filas a las coordenadas delmapa aplicando una transformación afine de seis parámetros. ArcView puede obtenerla información sobre georeferenciación de los siguientes tipos de archivos (en ordende prioridad):

1. World file Este archivo es creado cuando la imagen es georeferencia con el comando

Register de Arc Info o con cualquier otra extensión que genere este tipo de archivo (Ej.Santitools , Image Warp ). El nombre del world file es el mismo que el de la imagen, conla diferencia de que se le añade la letra “w”. Este archivo tiene precedencia sobre losotros tipos de archivos. Por ejemplo, el world file de chira_ln.tif es chira_ln.tifw. El

contenido de este archivo es el siguiente:Valor Parámetro Descripción1.01688103806719 A Dimensión del pixel en el eje X0.00000000000000 B Rotación0.00000000000000 D Rotación-1.01688103806719 E Dimensión del pixel en el eje Y405457.66023218306 C Traslación en el eje X con respecto al centro del

pixel superior izquierdo233959.22079971121 F Traslación en el eje Y con respecto al centro del

pixel superior izquierdoA partir de los parámetros anteriores ArcView utiliza la siguiente fórmula para

convertir las coordenadas de la imagen (columna, fila) a las coordenadas del mapa(Este, Norte).

x1 = Ax + By + C

y1 = Dx + Ey + F

Donde,

x1 = coordenada x del pixel el mapay1 = coordenada y del pixel el mapax = Número de la columna correspondiente al pixel en la imageny = Número de la fila correspondiente al pixel en la imagen



11

La imagen tiene su origen en la esquina superior izquierda (A) en tanto que el mapaen la esquina inferior izquierda (B).

Nota: El programa ArcView no rota ni deforma la imagen por esta razón los valores deB y D son creo.

2. Archivo de encabezado (header file, *.hdr) Los formatos ERDAS (*.lan y *.gis), ERDAS IMAGE BSQ, BIL, BIP, GeoTIFF y

archivos raster de Arc Info (grids) poseen un archivo de encabezado.

2.5. Evaluación del error planimétrico de la imagen georeferenciadaNingún producto digital está exento de errores planimétricos, por esta razón debe

realizarse una evaluación independiente de la calidad geométrica de la imagengeoreferenciada. Lo ideal es comparar la posición de puntos visibles tanto en elterreno como en la imagen y cuyas posiciones se conozcan con mayor exactitud quela imagen georeferenciada. Por ejemplo, si el error estimado de la imagen es 5 metrosdebemos utilizar una fuente con un error de de 2 a 3 metros. Estos puntos seutilizarían como controles independientes para el cálculo del error planimétrico de laimagen. En ausencia de dichos valores, usted puede utilizar la cartografía digitalescala 1:25.000 ó mayor del área de estudio para estimar el error de georeferenciaciónde su imagen. Utilice criterios de evaluación razonables, considerando la exactitud ydistribución de los puntos de verificación, la calidad de su imagen original y el uso queusted planea hacer de la nueva imagen. Usted NO debe esperar buenos resultados sisu imagen no posee rasgos distintivos que puedan servir como puntos de verificaciónó cuando su calidad geométrica sea pobre.

Procedimiento

1. Ahora adicione la imagen chira_ln.TIF a la vista 2 y verifique visualmente el gradode concordancia espacial entre su imagen y el tema de vías_ln.shp utilizado en elproceso de georeferenciación. ¿Cuál es su veredicto?

_____________________________________________________________________

_____________________________________________________________________

_____________________________________________________________________

2. Ahora, adicione a la vista 2 los siguientes temas:chira_vias25k_ln.shp



12

verificacion_ln.shpverificacion_tif_ln.shp

Notas:

A. El archivo chira_vias25k_ln.shp proviene de la cartografía TERRA escala1:25000.B. El archivo verificación_ln.shp corresponde a puntos digitados de la imagen de

la isla Chira en Google Earth.C. El archivo verificacion_tif_ln.sh corresponde a los puntos homólogos del

archivo verificación_ln digitados de la imagen georeferenciada.

Realice una unión espacial entre los temas verificacion_ln.shp yverificacion_tif_ln.shp. La columna distance indica el error planimétrico (m) entrepuntos homólogos.

2.5.1. Raíz cuadrada del error medio cuadrático (REMC)

La raíz cuadrada del error medio cuadrático (RMS, por sus siglas en inglés) es unestimador del grado de ajuste entre las coordenadas de la imagen y del “mapa.

La valor de REMCxy para los 14 puntos de verificación es 8.3 m; en tanto que parael eje X (RCEMCx) es de 5.7 m y para el eje Y (RCEMCy) 6.3 m. En la carpeta \software usted encontrará una hoja de Excel denominada error_horizontal.xls que lepermite calcular los siguientes errores: radias (x,y), ejes X, Y y raíz cuadrada del errormedio cuadrático.

Ubicación de 14 puntos de verificación en Google Earth.



13

Estimación del error radial (m) para los 14 puntos de verificación. La distancia entrepunto homólogos se calculó con la función unión espacial de ArcView GIS.

Observe que los errores de los puntos ubicados en el sur de la imagen son muysuperiores a los ubicados en la parte norte. Esto se debe a que solo utilizamos cuatropuntos de control y ninguno de ellos se encuentra en el extremo sur de la imagen (verpag. 7). Si eliminamos los tres puntos de verificación ubicados en el extremo sur de laimagen el error radial se reduce a 4.8 m (RCEMCx = 3.5 y RCEMCy 3.3 m).

2.6. A ¿cual escala es válida la imagen georeferenciada? En Costa Rica (y en muchos otros países de América Latina) no existen estándares

cartográficos oficiales y por lo tanto no es posible afirmar que la imagengeoreferenciada cumple con el estándar planimétrico de una escala particular. Poresta razón y como referencia se presentan a continuación los estándares de exactitudcartográfica utilizados en los Estados Unidos de América(http://erg.usgs.gov/isb/pubs/pubslists/fctsht.html). Para mayores detalles sobre estetema se recomienda leer el documento “Normas y estándares para datosgeoespaciales”.

Estándares de cartografía analógica de los Estados Unidos de AméricaLa exactitud circular de la cartografía analógica de los Estados Unidos de América

fue definida por la Oficina de Presupuesto en 1947 y se utilizan todavía en dicho país(Bureau of the Budget, 1947). El estándar considera dos casos; el primero para

Obviamente, la solución no es eliminar estos puntos de verificación,sino más bien volver al proceso de georeferenciación y adicionar puntosde control en esta sección de la imagen.

http://erg.usgs.gov/isb/pubs/pubslists/fctsht.html






14

cartografía con una escala mayor a 1:20.000 y el segundo para cartografía con unaescala inferior a 1:20.000. En ambos casos se deben muestrear al menos 20 puntospara calcular el error planimétrico.

Mapas con escalas mayores a 1:20.000Para aquellos mapas con una escala mayor a 1:20.000 (Ej. 1:10.000) el 90% de lospuntos evaluados no deben exceder un error horizontal de 0,846mm a escala delmapa.

Error permitido para mapas con escalas entre 1:1000 y 1:10 000escala error mm error m1:1000 0,846 0,81: 3000 0,846 2,51: 5000 0,846 4,21: 10000 0,846 8,5

Fuente: basado en estándares de exactitud cartográfica de los Estados Unidos deAmérica (http://erg.usgs.gov/isb/pubs/pubslists/fctsht.html).

Los puntos que se seleccionen para la evaluación deben estar claramente definidostanto en el “mapa” como en el terreno (Ej. Cruce de carreteras). Si aplicáramos esteestándar a la imagen georeferenciada de los 14 puntos seleccionados sólo uno podríaexceder 8.5 metros a una escala 1:10.000. En nuestro caso, 4 puntos exceden dichovalor y por lo tanto la imagen no cumple con el estándar para esta escala. Sinembargo, si observamos la distribución de los errores notaremos que los valoresmayores se concentran en la parte inferior de la imagen.

Recomendación:

Mapas con escalas inferiores a 1:20.000Para mapas con una escala inferior a 1:20.000 (Ej. 1:50.000) el 90% de los puntos

evaluados no deben exceder 0,508 mm a escala del mapa. Para la serie 1:50.000 deCosta Rica esto equivale a 25.4m y para la serie 1:200.000 a 101.6m. Si aplicáramoseste estándar a la imagen georeferenciada de los 14 puntos seleccionados sólo unopodría exceder 25.4 metros a una escala 1:50.000. En nuestro caso ningún puntoexcede dicho valor y por lo tanto la imagen cumple con el estándar planimétrico paraesta escala.

Para termina cierre su proyecto; si lo desea puede guardar los cambios realizados alproyecto.

Las imágenes de alta resolución utilizadas en Google Earth y Google Mapspermiten crear cartografía con escalas superiores a 1:5000 y por lo tanto lasolución es adicionar puntos de control en la sección sur de la imagen y volvera calcular el error planimétrico.







15

3. Comentario final

Las imágenes de Google Maps y Google Earth han sido sometidas al proceso deortorectificación y por lo tanto se ha removido de las mismas el efecto deldesplazamiento del relieve. La ausencia de dicho efecto es lo que permite utilizar el

método de georeferenciación utilizado en el presente tutorial, el cual asume que lageometría de la imagen es equivalente a la de un mapa.

Si usted requiere georeferenciar fotos aéreas debe utilizar el proceso deortorectificación y no el utilizado en el presente tutorial. El programa gratuito ILWISOPEN le permite crear ortoimágenes. Normalmente, las ortoimágenes creadas porespecialistas en fotogrametría son muy costosas y por tanto ILWIS OPEN es unaexcelente alternativa cuando el proyecto no requiere ortorectificar una gran cantidadde imágenes. Si desea mayores detalles sobre este tema lo remito al tutorial“Ortorectificación de fotos aéreas con ILWIS OPEN”

Finalmente, recuerde que la herramienta no puede compensar datos pobres ni

puntos de control inadecuados. Algunas fuentes de error son:

A. Imágenes pobres: granulosas, de baja resolución, que difieren en el contraste ybrillo (quizás fueron tomadas en fechas o bajo circunstancias diferentes).

B. Puntos de control pobres: los puntos de control con errores altos soncandidatos de revisión.

C. Ausencia de puntos de control en algunos sectores de la imagen.



16

4. Referencias

Fallas, Jorge. 2008. Cr_proy_datum_2008.avx: Transformación de datum y

proyecciones de Costa Rica (CRLN, CRLS, CRTM98 y CRTM05) utilizandoArcView GIS. Teoría. GeoAmbiente. Escuela de Ciencias Ambientales.Universidad Nacional. 20p.

Fallas, Jorge. 2008. Cr_proy_datum_2008.avx: Transformación de datum yproyecciones de Costa Rica (CRLN, CRLS, CRTM98 y CRTM05) utilizandoArcView GIS. Tutorial. GeoAmbiente. Escuela de Ciencias Ambientales.Universidad Nacional Tutorial. 11p.

Fallas, Jorge. 2008. Proyecciones cartográficas y datum. GeoAmbiente. Escuelade Ciencias Ambientales. Universidad Nacional. 30p.

Fallas, Jorge. 2008. ArcView GIS 3.3: Tutorial. GeoAmbiente. Escuela deCiencias Ambientales. Universidad Nacional. 95p.

Fallas, Jorge. 2008. ¿Cómo descargar imágenes de alta resolución de “GoogleMaps”? GeoAmbiente. Escuela de Ciencias Ambientales. Universidad NacionalTutorial. 4p.

Fallas, Jorge. 2008. Ortorectificación de fotos aéreas con ILWIS OPEN.GeoAmbiente. Escuela de Ciencias Ambientales. Universidad Nacional Tutorial.63p.

Fallas, Jorge. 2007. Normas y estándares para datos geoespaciales en Costa Rica.Ponencia Congreso Geoprocesamiento 2007. PRIAS-CENAT. Universidad Estatal aDistancia. San José, Costa Rica. 74p.

Iscan L, et. al. 2004. Accuracy assesment of high resolution satellite images. Geo-Imagery Bridging Continents. XXth ISPRS Congress, 12-23 July 2004 Istanbul,Turkey. 4p.http://www.isprs.org/istanbul2004/comm4/papers/416.pdf. (visitado 12 junio 2008)

Bektas, F. and C. Goksel. 2004. Remote sensing and GIS integration for land coveranalysis,a case study: gokceada island. Geo-Imagery Bridging Continents. XXthISPRS Congress, 12-23 July 2004 Istanbul, Turkey. 4p.http://www.isprs.org/istanbul2004/comm4/papers/441.pdf (visitado 12 junio 2008)

Şahin, H., Oruç, M., Büyüksalih, G. 2004. Temporal analysis of multi epochlandsat geocover images in zonguldak testfield.

http://www.isprs.org/commission1/ankara06/makaleler/Sahin_Temporal_Analysis.doc (visitado 12 junio 2008)

http://www.isprs.org/istanbul2004/comm4/papers/441.pdf


http://www.isprs.org/commission1/ankara06/makaleler/Sahin_Temporal_Analysis.doc








17

Anexo 1: Ecuaciones de georeferenciación

A continuación se describen las funciones polinomiales utilizadas por ArcView GIS

para determinar los parámetros de las ecuaciones que describen la relación entre laposición de las columnas y filas y el Este y Norte, respectivamente del sistema ereferencia utilizado para georeferenciar la imagen.

1. Lineal (primer orden): En lo posible de debe tratar de utilizar una ecuación lineal ode primer orden. Para utilizar esta ecuación se requiere de un mínimo de 3 puntos decontrol; sin embargo, es deseable tener al menos 6 puntos para lograr un ajusterazonable.

2. Cuadrático (segundo orden): Este es un polinomio de segundo grado. Para utilizaresta ecuación se requiere de un mínimo de 6 puntos de control; sin embargo, es

deseable tener al menos 12 puntos para lograr un ajuste razonable. Esta ecuacióndeforma la imagen y por lo tanto solo debe utilizarse cuando la ecuación de orden 1brinda un ajuste inaceptable. La ecuación también es apropiada para georeferenciarmaterial escaneado; ya que tiende a corregir los patrones no lineales de error delescáner.

3. Cúbica (tercer orden): Este es un polinomio de tercer grado. Para utilizar estaecuación se requiere de un mínimo de 10 puntos de control; sin embargo, es deseabletener al menos 20 puntos para lograr un ajuste razonable. Esta ecuación deforma laimagen y por lo tanto solo debe utilizarse cuando la ecuación de orden 1 ó 2 brindanun ajuste pobre. La ecuación también es apropiada para georeferenciar materialescaneado, dado los patrones no lineales de error del escáner.

Anexo 2: Métodos de remuestreo

A continuación se describen las opciones que le ofrece ArcView GIS para crear losvalores de brillantés/color de cada pixel en la imagen georeferenciada.

1. Vecino más cercano o próximo : El valor del pixel más cercano en la antigua celdaes utilizado para establecer el valor de dicha celda en el nuevo sistema de referencia.Esta opción es apropiada cuando la variable mapeada es un atributo (Ej. tipos debosque, tipos de suelo, etc.).

2. Interpolación bilineal : El valor de brillantés/color de cada pixel en la nueva imagenes una media ponderado por distancia del valor de las 4 celdas más cercanas a dichopixel en la imagen no georeferenciada. Esta opción es apropiada cuando la variablemapeada es discreta o continua (Ej. Foto aérea escaneada, valores de precipitación,reflectancia en una imagen de satélite, etc.). El proceso de cálculo es más lento que elanterior.

3. Convolución cúbica : El valor de brillantés/color de cada pixel en la nueva imagen esuna media ponderado por distancia del valor de los 16 pixeles más cercanos a dichopixel en la imagen no georeferenciada. Esta opción es apropiada cuando la variablemapeada es discreta o continua (Ej. valores de precipitación, reflectancia en una

imagen de satélite, foto aérea escaneada etc.). Genera valores muy cercanos a los dela imagen original; sin embargo requiere de mayor tiempo de cómputo.



18

Anexo 3: Formatos de imágenes compatibles con ArcView GIS

Archivos BMPLos archivos BMP almacenan información utilizando 1 bit (21 = blanco y negro),

4bits (24 = 64 colores), 8bits (28 = 256 colores) y 24bits (224 = 16.7 millones decolores) por pixel. ArcView asume que los archivos tienen una terminación *.bmp. Losarchivos BMP comprimidos no son compatibles con ArcView; tampoco soncompatibles las imágenes BMP de OS/2.

Archivos BSQ, BIL y BIPArcView puede leer archivos no comprimidos en los formatos de banda intercalada

por línea (BIL), banda intercalada por pixel (BIP) y bandas secuenciales (BSQ). Estosformatos son comunes en la comunidad de usuarios de imágenes satelitales digitales.ArcView puede leer tanto imágenes de una banda (Ej. tonos de grises) comomultibanda (Ej. compuesta de color natural).

Archivos en formato de ERDASArcView puede visualizar archivos en formato *.lan, *.gis y *.img de ERDAS. La

estructura de los archivos de ERDAS es propietaria y por lo tanto para visualizarlosdebe cargar la extensión IMAGE Image Support .

Formato GRID de ArcInfoEl formato GRID es propietario de ESRI y puede contener tanto datos enteros como

de punto flotante en 32-bit. El formato raster es apropiado para representar superficiesque varían a lo largo del área de estudio (Ej. Temperatura y pendiente). Si usteddispone de Analista Espacial puede visualizar temas en formato raster. En caso de nodisponer de Analista Espacial, ArcView leerá un tema en formato GRID como unaimagen de una banda. La paleta utilizada para representar la imagen es obtenida enprimera instancia de un archivo con el mismo nombre del archivo GRID. Por ejemplo,si usted tiene un archivo denominado Pend, ArcView buscará un archivo de colordenominado Pend.clr Este archivo es creado por el comando IMGAGRID deARC/INFO; sin embargo también puede crearse con cualquier editor de texto (Ej.Bloque de Notas). La estructura del archivo es la siguiente:

Cada línea define un color. Por ejemplo, el valor 0 corresponde al blanco, el 1corresponde al rojo, el 2 al verde y el 3 al azul. Las combinaciones de Rojo, Azul yVerde dan como resultado los diferentes colores en la imagen.

Si ArcView no encuentra un archivo de colores (*.clr) asignará la paleta de colores

nominal a archivos grid con valores enteros y la paleta de tonos de grises a grids convalores decimales.

Formato JPEG (Requiere de la extensión JPEG (JFIF) Image Support )Este es un formato estándar para almacenar imágenes a color o en tonos de grises

comprimidas. ArcView sólo reconoce imágenes comprimidas utilizando el formatoJFIF.

Formato TIFF (Tag Image File Format )Este es un formato utilizado con mucha frecuencia en teledetección y en diseño

gráfico. El formato TIFF incluye imágenes en blanco y negro (1 bit), tonos de grises (4,8, 16, 24, o 32bits), seudocolor (4, 8 o 16 bits) y color verdadero (24bits); y pueden

almacenarse como archivos comprimidos o sin comprimir. También puede aceptar



19

imágenes multi banda con 8 bits por banda. ArcView es compatible con los siguientesmétodos de compresión:

1) CCITT Grupo 4 (Esquema 4 de compresión para imágenes TIFF en blanco y

negro).2) CCITT Grupo 3, Codificación 1-D (Esquema 2 de compresión para imágenesTIFF de bits compactados en blanco y negro).

Las siguientes extensiones son reconocidas por ArcView como archivos TIFF: .tif, .tff,.tiff.

Formato TIFF 6.0:(Requiere de la extensión TIFF 6.0 Image Support )Si la imagen se encuentra comprimida utilizando el método de compresión conocidocomo LZW, ArcView no podrá visualizarla. Para visualizar imágenes comprimidasusted requiere una licencia de LZW.

Formato TIFF/LZWEstas son imágenes TIFF comprimidas utilizando el método LZW (Lempel-Ziv yWelch).

GeoTIFF 1.0Este formato es compatible con ArcView. El formato GeoTiff incluye información sobregeoreferenciación de la imagen.

MrSID (Requiere de la extensión MrSID Image Support )Este es un formato de compresión propietario de la compañía LizardTech(www.lizardtech.com), el cual puede lograr tasas de compresión de 20-50 a 1.

http://www.lizardtech.com/






20

Anexo 4: Georeferenciación con la extensión ImageWarp

El objetivo de este ejercicio es aprender cómo georeferenciar una imagen utilizando

la extensión "ImageWarp v2.0" (www.esri.com). Esta extensión requiere de la extensión Analista Espacial.

Instalación 1. Copie ShapeWarp.avx en su subdirectorio EXT322. Esta extensión fue creada utilizando Dialog Designer y por lo tanto requiere de losarchivos avdlog.dll y avdlog.dat . El primero debe copiarse en el subdirectorio BIN32 yel segundo en el sub directorio Lib32.

Procedimiento

1. Inicie un nuevo proyecto en ArcView

2. Active la extensión ImageWarp (File, Extensions...., ImageWarp)

3. Iniciar sesión de trabajo Desde la ventana del proyecto, seleccione el menú ImageWarp, ImageWarp

Session para iniciar la sesión de trabajo. La opción Import Table le permite importar unarchivo dbf con coordenadas del archivo a geroreferenciar, del archivogeoreferenciado o de ambos.

En la ventana de diálogo seleccione los siguientes archivos:

OK

Nota: Con esta extensión usted puede adicionar dos o más archivos georeferenciados.Estos archivos se utilizarán como fuente del sistema de referencia a transferirse a laimagen a georeferenciar.

Imagen a georeferenciar

Archivo georeferenciado

http://www.esri.com/






21

El programa el pregunta que si desea definir la proyección de la Vista “to” o sea lavista proyectada. En este caso el archivo se encuentra en metros de la proyecciónLambert Norte y por lo tanto no es necesario definir la proyección de la vista.

NO

4. Seleccionar fuente de los puntos de controlLa extensión le permite cargar un archivo con puntos de control ó crear sus propiospuntos de control. En este caso, crearemos nuestros propios puntos de control.

Seleccione New GCP Table , haga un clic sobre el icono de abrir carpeta y naveguehasta el directorio trabajo; denomine el archivo pts_control.dbf.

OK

Una vez concluida esta primera fase de configuración, el programa le muestra tresventanas. Minimice la ventana TO***ROAM y amplié las ventanas “FROM” y “TO”.

FROM : Esta ventana muestra el archivo a georeferenciar.TO : Esta ventana muestra el archivo georeferenciado.TO***ROAM : Esta ventana muestra el tema georeferenciado. Usted puede ampliar unasección en esta ventana y el resultado se observará también en la ventana TO.El menú flotante ImageWarp 2.0 muestra las herramientas que provee la extensión.



22

A continuación se describe la función de cada una de los botones del menú.

Menú y botones

Usted puede interaccionar con el programa mediante la ventana de diálogo flotante.

Puntero, este icono permite seleccionar un punto de control.

Este icono permite mover un punto de control una vez que se ha sidoseleccionado con el puntero.

Este icono se utiliza para crear puntos de control. El orden de selección es elsiguiente: Primero en la ventana TO y luego en la ventana FROM.

Estas herramientas cumplen las mismas funciones que en elprograma ArcView. Ej. Ampliar (Zoom in ), reducir (Zoom out ),visualizar la tabla con los puntos de control. Cuando se amplía / reduce una área en la ventana TO*** ROAM, el efecto se visualizará

en la ventana TO. Visualiza y oculta la tabla de contenidos (TOC ) deltema activo. Usted debe activar TOC para simbolizar los temas.

Intercambia las vistas principales (TO, FROM y TO***ROAM) con la tabla quecontiene los puntos de control.

Calcula la raíz del error medio cuadrático (REMC). El usuario debe indicar elgrado del polinomio a utilizar para realizar la georeferenciación. El polinomio degrado 1 requiere de al menos 3 puntos de control, el de grado 2 al menos 6 y el

de grado 3 al menos 10 puntos.

Este botón permite borrar varios puntos de control simultáneamente. Al activarel ícono el programa le mostrará una ventana con los puntos de control activos;usted debe seleccionar los puntos que desea eliminar.

Activa y desactiva el punto de control seleccionado. Este ícono permitedesactivar temporalmente un punto de control. Los puntos de control activos

son representados con una cruz roja y los no activos con una cruz azul.

Define ambiente de autoengarse (Snap). Si usted desea utilizar estaherramienta debe seleccionar un tema, definir el tipo de snap deseado y latolerancia deseada.

Crea nueva imagen georeferenciada



23

Termina sesión de georeferenciación.

5. Digitar puntos de control

Amplíe el área alrededor del primer punto de control (punto en la esquina superiorizquierda)

Haga un clic sobre el primer punto de control en la ventana TO y luego haga otroclic el punto homólogo en la ventana FROM.

Repita el mismo proceso para los oros puntos de control.

Nota: Una vez seleccionados 3 puntos de control, usted puede utilizar el botón

para ayudarse a ubicar, en la ventana FROM , el punto de control seleccionado en laventana TO.

Conforme aumenta el número de puntos de control, la ubicación estimada para elpróximo punto de control en la vista FROM será cada vez más cercana al real.

Una vez digitados los cuatro puntos de control haga un clic sobre el icono paravisualizar la tabla con los puntos de control Observe que las columnas X_error yY_error tienen el valor 0 porque aún no se ha ajustado ninguna ecuación a los datos.

6. Calcular raíz del error medio cuadrático (RMS) Una vez elegidos todos los puntos de control presione el ícono de la calculadora

para estimar la raíz del error medio cuadrático asociado a sus puntos de control.Recuerde que su error dependerá de la concordancia espacial entre la posición de suspuntos de control en la imagen y en el archivo georeferenciado, el número de puntosde control y el orden del polinomio seleccionado. Para el presente caso seleccione 1 yOK.



24

Presione OK para continuar.

El error en X es 0.000016 m y en Y 0.000012 m.

Desea crear un reporte. Responda NO

Notas:Para evaluar la ubicación de cualquier punto, utilice la herramienta de acercamiento(+) en las vistas TO y FROM . Si el punto se encontrara desplazado, utilice el icono de

mover punto de control para desplazar el punto y recalcule el RMS . Si el error nose reduce, elimine el punto (Selecciónelo y luego bórrelo).

En la ilustración que se presenta a continuación se muestra la ubicación incorrectade un punto de control tanto en la vista TO como en la vista FROM . Dicho punto debeestar ubicado en la intercepción de las líneas.

Ubicación correcta de los puntos de control. Los puntos deben estar ubicados en laintercepción de las líneas.

Mover punto de control

Para mover un punto de control, selecciónelo con el puntero y luego active el

ícono de mover punto de control , posicione el cursor en el lugar deseado y haga unclic.

7. Remuestrear imagen

Una vez aceptado el error de cada uno de los puntos de control, presione el botóny seleccione chira_2006.tif.



25

Seleccione Bilinear interpolation, OK.Este es el método de remuestreo que utilizará el programa crear la imagengeoreferenciada. Para mayores detalles ver anexo 1.

Seleccione el formato del archivo a crear.Seleccione TIF y OK.

Seleccione el tamaño de lacelda en la nueva imagen. OK

Seleccione 1 y OK.

Denomine su nuevo archivo chira_iw_ln.TIF y guárdela en su directorio de trabajo.

Si todo funciona sin problemas, el programa le muestra la siguiente ventana de estatus

Close para terminar.

Ahora haga un clic sobre el icono para visualizar la tabla de contenidos de las

vistas. Adicione en la vista TO la imagen georeferenciada.



26

4.1. Evaluación del error planimétrico de la imagen georeferenciadaUtilice el procedimiento descrito en las páginas 10-13 para evaluar el error planimétricode la imagen georeferenciada.

Nota: Posiblemente deberá reubicar los puntos del tema Verificacion_tif_ln.shp parahacerlos coincidir con las posiciones en la imagen georeferenciada.

¿Cuál es el error radial medio (REMC)?__________m¿Cuál es el error medio en X?__________m¿Cuál es el error medio en Y?__________m

¿Porqué estos datos no coinciden con el error estimado por la extensión en la pagina23?

Si su cliente requiere elaborar un mapa escala 1:5000 con la imagen georeferenciadaque debe hacer?

_____________________________________________________________________

_____________________________________________________________________

_____________________________________________________________________

Antes de terminar guarde el proyecto en su directorio de trabajo y luego haga un

clic sobre el icono

georefenciar_AV_2009

Documents

Transcript of georefenciar_AV_2009