Necesidad y Viabilidad de una Armonizacin Geomtrica de
Necesidad y Viabilidad de una Armonización Geométrica de los Datos Geográficos en Uruguay 4 de Noviembre, 2011 Carlos López-Vázquez Laboratorio Latin. GEO-Sede Uruguay
Agenda del día Necesidad (el qué) 1. Interoperabilidad e IDE 2. Qué es un Pro. MEP 3. Situación de Uruguay 4. Propuesta Viabilidad (el cómo) 5. Algo de matemática 6. Algún resultado preliminar 7. Preguntas
Palabras claves de una IDE • Adquirir – Descubrir, descargar, … • Compartir – Publicar, difundir, … • Comunicar – Metadatos, … • Intercambiar – Interoperabilidad
¿Interoperabilidad?
Hechos… • • • Hecho #1: se inventó el GIS Mapas existentes + GIS Mapas digitales (OK) Mapas digitales + GIS Más usuarios & usos Hecho #2: se inventó el GNSS Mapas digitales + usuarios + usos + GNSS ¡Sorpresa! Mapas existentes quedan inutilizados para ciertos propósitos – Ductos, desagües, etc. localizados con GNSS – Tráfico y tránsito • Exactitud requerida >> Exactitud suministrada
¿Qué puede hacer el productor? • Alternativa 1: Dejar todo como está • Alternativa 2: Hacer todo de nuevo – Mapas existentes tienen un gran valor “residual” • • Actualizados (±…) Populares (muchas veces únicos…) Muchísimos atributos (¡cierto!) Son base para otros mapas derivados (¡muy cierto!) – ¿Plazos? ¿Costos? • Alternativa 3: Intentar arreglar
Intentar arreglar… ¿pero cómo? • Modificar el mapa base para que se parezca más a la realidad – ¿Realidad? Quizá equivalente a GNSS – ¿Cómo hacerlo? ¿A mano? • ¿Qué hacer con mapas derivados? – ¿Cómo hacerlo? ¿Automáticamente? • Proceso o programa masivo de mejora Pro. MEP • ¿Cómo especificarlo? • ¿Cómo contratarlo?
Pero… ¿Qué es un Pro. MEP? • Idea: corregir masivamente la planimetría • Hay antecedentes (pocos) – OS GB – TIGER files USA • Problema internacional • Datos digitalizados… o no
Antecedentes… • Pocos (documentados…) – Quizá realizados informalmente – Quizá documentados… ¡pero inaccesibles! • Caso más conocido: OS-GB 2001 -2006 – Cartografía 1: 2500 – GNSS incompatible – Error inicial ~ 2. 8 m • ¡Pero había casos de hasta 13 m! – Error final ~ 1. 1 m • Mejora (2. 8 -1. 1)/2. 8*100=61%
Situación en Uruguay - 2011 Plan cartográfico Nacional SGM 1966 -1985 Actualizaciones SGM 1999 -2011 Vuelo 1966 -67 Cartografía Catastral CONEAT 1998 DINAMIGE 2007 CDP IDE-UY 1999 SIGNAC (MTOP)
Posible plan de acción… • Esfuerzo de capacitación/divulgación – (¡esta reunión!) • Definir Proyecto piloto – Toma de datos de campo – Investigación (¡o concurso!) • Etapa 1: Modificación geométrica masiva • Etapa 2: Actualización masiva
Propuesta para Uruguay – ¿ 2012? Plan cartográfico Nacional SGM 1966 -1985 Actualizaciones SGM 1999 -2011 Vuelo 1966 -67 Cartografía Catastral CONEAT 1999 SIGNAC (MTOP) 1998 DINAMIGE Pro. MEP 2007 CDP IDE-UY Integración ¿CDP 2. 0 IDE-UY?
Requerimientos propuestos(1) • Servicio WEB público – Sólo modifica geometría – Procesa coberturas a demanda – Resultado uniforme y repetible • Admite refinamientos posteriores – Dato + Pro. MEP 1. 0 – (Dato + Pro. MEP 1. 0) + Pro. MEP 2. 0 +…
Requerimientos propuestos(2) • Recopilar objetos homólogos – Puntos, Poligonales, Polígonos – Bien documentados y publicitados • Transformación matemática – Idealmente bien estudiada – Bien publicitada – Reducción significativa de las discrepancias ¿Y eso existe?
El cómo del Pro. MEP Algo de teoría matemática
Transformación matemática • Usualmente basadas en puntos homólogos – No manejan poligonales homólogas • Helmert, Transformación afín, Siete parámetros, Ocho parámetros … – Exactas si hay 2, 3 o 4 puntos… – Aproximadas en otros caso • Típicamente: cientos a miles de puntos • Se necesitan otros métodos más generales
Enfoque tradicional • Supóngase que • Dados N puntos de control, se deberá cumplir: • Hay multitud de métodos para elegir (u, v) – Todos son métodos de interpolación – Ej. : Rubber-sheeting, polinomios, etc. • Los resultados pueden ser buenos, malos, o muy malos. ¿Porqué?
Restricciones cartográficas • Se consultó a cartógrafos y otros expertos • No cualquier (u, v) es aceptable • Hay restricciones: • • Continuidad Mantener el sentido del plano Duras Preservar topología Mantener ángulos entre objetos Mantener proporciones de distancia Blandas Alineación mutua de algunos objetos Dilatación/contracción moderadas …
Matemática y restricciones Elementos a preservar C 0 C 1 det(J) Cauchy-Riemmann Ángulos entre objetos X X >0 X Proporcionalidad entre segmentos X Colinealidad de algunos objetos X X Orientación del mapa X X >0 Posición relativa entre objetos X X >0 Continuidad de líneas X X Orientación de las curvas X X Continuidad entre mapas adyacentes X X Áreas (quasi-isométricas) X X ~1. 0 Dilatación/contracción acotadas X X [a, b] ¿? X X >0
Restricciones… • Las Duras son innegociables • Las Blandas pueden cumplirse no exacta sino aproximadamente • Ha dado lugar a varias publicaciones • Idea: ¡divide y vencerás! • El primer sumando ajusta a los datos • El segundo sumando es a) pequeño y b) hace cumplir las restricciones
Algunos resultados preliminares
Datos disponibles • Zona de 27 x 39 km • Suroeste de Lavalleja • Tres datos vectoriales: – 1: 50. 000 CDP (en rojo) – Trazas GNSS – Parcelario CONEAT • Se medirá discrepancia en relación al GNSS
Pre-procesamiento • Identificar puntos notables en caminería, parcelario y trazas GNSS, y asociarlos • Construir tramos de alambrado a partir de los frentes de las parcelas • Identificar tramos de poligonal en caminería y alambrados con trazas GNSS • Control de calidad: – Detectar y corregir outliers – Asegurarse de la equivalencia de sentidos de recorrido
Caso del 1: 50. 000 • Se identificaron – Puntos de control (89) – Tramos de rutas (323 km) • Se seleccionaron y separaron 20 puntos de control (rojo)
Resultados preliminares: GNSS vs. 1: 50. 000 • NSSDA inicial 65 m (~58 m) • Con 69=89 -20 puntos dio 41 m – Mejora: (65 -41)/65*100=37% • ¿Con poligonales? – No es fácilmente comparable • Los de control son puntos notables de las propias poligonales (cruces, esquinas, etc. ) • Depende de cómo se definieron las poligonales – Con 69 puntos y 79 poligonales 45 m – Mejora: (65 -45)/65*100=31%
Caso del Catastro • Se utilizaron: – Puntos de control (10) – Frentes de parcelas (184 km) • Se controló con 20 puntos independientes (en rojo)
Resultados preliminares: GNSS vs. Catastro • NSSDA inicial: 121 m (~128 m) • Con 10 puntos: 115 m – ¡Son demasiado pocos! (tengo ~70) • Con 48 puntos: 88 m – Mejora: (121 -88)/121*100=27% • Con 10 puntos y 76 poligonales: 71 m – Mejora: (121 -71)/121*100=41% Esto hace quizá comparable el Catastro post-PRo. MEP con el 1: 50. 000 actual
Conclusiones(1) • En una IDE hay que asegurar: – Interoperabilidad – Convergencia a exactitud GNSS • “Tirar todo y comenzar de nuevo” tiene costos indirectos no desdeñables • Hay alternativas – Recorridas en UK, USA y otros – Aseguran una transición suave
Conclusiones(2) • • Una primer prueba con datos del CDP Con un único método, única zona, etc. Usando datos de trazas GNSS 1: 50. 000 – Mejora del 30 -35%, error final 40 m • Catastro – Mejora del 40%, error final 71 m
¿Preguntas? carlos. lopez@thedigitalmap. com
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