Taller Regional Cartografa Censal con Miras a la

Taller Regional “Cartografía Censal con Miras a la Ronda de Censos 2010 en Latinoamérica” 24 al 27 de Noviembre de 2008 Santiago, Chile CONCEPTOS DE GEO-REFERENCIACION y USO DE IMAGENES Carlos Pattillo B. Carlos. Pattillo@cprsig. cl María Elena Pezoa Mony@cprsig. cl Centro de Percepción Remota y SIG

EL CICLO DE LA INFORMACION Terrestre Aérea (Fotogrametría) Espacial (Espacio-Cartas Radargrametría) Actualización Toma de Datos Percepción remota Mundo Real Acciones 1 Necesidad de Información Actualización GPS Topografía Encuestas S. I. G. Mapas e Informes Centro de Percepción Remota y SIG Análisis Interpretación SIGREL

Cuando se habla de calidad de los datos, se debe tomar en cuenta y relacionar cinco factores, estos son: ØPrecisión: error asociado al instrumento utilizado y al almacenamiento del dato ØExactitud: error asociado al método de medición, el que afecta a la localización del dato. ØConfiabilidad: la probabilidad de repetir la misma medición o el porcetanje de datos que deben caer dentro de un rango de valores determinado. ØEscala de Trabajo: conocer la generalización de la información a través de la unidad mínima de cartografía y la relación entre la precisión, exactitud y confiabilidad del dato original con respecto a los mismos parámetros entregados a un usuario final, a través de una cartografía en papel. ØSistema de Referencia: que proyección y sus parámetros. Centro de Percepción Remota y SIG

Exactitud del Dato: “United States National Map Accuracy Standars” Exactitud Horizontal: Para mapas publicados a escalas mayores que 1: 20. 000, no más del 10% de los puntos verificados, podrán tener un error mayor a 1/30 de pulgada, medido sobre una cartografía a escala. Para escalas 1: 20. 000 o menores, esten error debe ser menor a un 1/50 de pulgada. Estos límites de precisión son considerados para puntos bien definidos sobre la cartografía, es decir, elementos claramente identificados y que no cambien con el tiempo. Además, sobre esto también influye la precisión del instrumento utilizado al momento de realizar la medición sobre dichos elementos en el mapa, la cual debe tener una precisión de 1/100 de pulgada Exactitud Vertical: El estándar es igual para todas las escalas y corresponde a que no más de un 10% de las elevaciones verificadas, podrán exceder un error mayor a la mitad de un intervalo de curva de nivel o equidistancia Centro de Percepción Remota y SIG

Escala de Trabajo Centro de Percepción Remota y SIG

Sistema de Referencia Desde épocas remotas, el hombre ha tenido la necesidad de representar información de la Tierra (Geoide) en una superficie plana. Esto de por sí es un problema complejo y hasta la mejor solución es, al fin y al cabo, una aproximación. Sin embargo, dado que es absolutamente necesario generar estas representaciones, debemos conocer como se ha hecho y como se hace actualmente. ØDatum ØProyección ØTransformación de Coordenadas Centro de Percepción Remota y SIG

Sistema de Referencia Un sistema de coordenadas define la localización espacial de los datos así como la relación de los elementos en la superficie. Un Sistema de Coordenadas Geográficas es un sistema de coordenadas esféricas (ángulo vertical, horizontal y distancia al centro) mediante el cual se localizan objetos en la Tierra. Greenwich Paralelos Latitud Meridianos Longitud El lugar donde el ecuador y el meridiano principal se intersectan define el origen 0, 0. Centro de Percepción Remota y SIG

Sistema de Referencia La definición matemática de un sistema de coordenadas geográficas se realiza representando a la Tierra (Geoide) mediante una elipse de revolución o Elipsoide. ¿ Cuál Elipsoide (dimensiones)? ¿ Dónde se localiza el Elipsoide ? La respuesta no es única, se han definido decenas de elipsoides y también un mismo elipsoide se ha localizado en muchas posiciones. Por lo tanto, el “Sistema de Coordenadas Geográficas” NO ES ÚNICO, ya que depende de cómo se fije el elipsoide con respecto a la Tierra. Superficie Real Geoide Elipsoide 1 Elipsoide 2 Centro de Percepción Remota y SIG

Sistema de Referencia DATUM: Punto de referencia que amarra el elipsoide utilizado a la Tierra. Centro de Percepción Remota y SIG

Sistema de Referencia Dos aspectos importantes que no se deben olvidar: A) En la definición de los Datum se usaron diferentes tamaños de elipsoides y también, un mismo elipsoide pero puesto en diferentes posiciones. B) El GPS mide altitudes sobre el elipsoide WGS 84 y no sobre el Geoide, por lo tanto, es necesario conocer las diferencias de alturas entre geoide y elipsoide. Superficie Real Geoide Elipsoide WGS 84 ¿ Como hacer calzar información con diferentes sistemas de referencia? Centro de Percepción Remota y SIG

Sistema de Referencia SOLUCIÓN: CAMBIO DE DATUM Coordenadas Geocéntricas Aquí se realiza el cambio de Datum MERIDIANO PRINCIPAL: Greenwich PUNTO: X, Y, Z Cartografía Sin Proyección Coordenadas Geográficas a Coordenadas Geocéntricas DATUM WGS 84 Desproyectar ECUADOR Proyectar Cartografía UTM DATUM PSAD 56 DATUM SAD 69 Centro de Percepción Remota y SIG

Sistema de Referencia EL CAMBIO DE DATUM: Datun de entrada (usando los parámetros del datum A LATITUD LONGITUD ALTURA (Coord Geog. en datum A) Xa, Ya, Za (Coord. Geocentricas) Centro de Percepción Remota y SIG Cambio al Datum B usando como referencia los delta X, Y, Z con respecto al Datum WGS 84. X 84 = Xa + Dx. A Y 84 = Ya + Dy. A Datum de salida (usando los Z 84 = Za + Dz. A parámetros del datum B Xb, Yb, Zb Xb = X 84 - Dx. B Yb = Y 84 - Dy. B Zb = Z 84 - Dz. B LATITUD LONGITUD ALTURA ( Coord. Geográficas en datum B)

Sistema de Referencia 97° 44’ 25, 19’’ LONGITUD OESTE WGS 84 CAPE ARC 1950 DATUM EUROPEO 1950 PSAD 56 PULKOVO 1952 ADINDAN SAD 69 WGS 72 30° 16’ 28, 82’’ LATITUD NORTE WGS 84 NAD 27 AUSTRALIANO 1984 ORDNANCE SURVEY 1936 INDIAN TOKYO Centro de Percepción Remota y SIG

PROYECCIONES Puesto que los mapas son superficies planas, algunas proyecciones simples se desarrollan sobre formas geométricas que pueden ser puestas en superficies planas sin comprimir su superficie. Un ejemplo común son los Conos, Cilindros y Planos. PROYECCIONES CÓNICAS PROYECCIONES CILÍNDRICAS PROYECCIONES PLANAS Centro de Percepción Remota y SIG

PROYECCIONES: proyección Tangente El Factor de Escala es el grado de estrechamiento o alargamiento necesario para ajustar la curvatura de la superficie sobre una superficie plana. PLANO DE PROYECCIÓN TANGENTE a b FACTOR DE ESCALA a = 1. 00198 b = 1. 00000 c = 1. 00198 Centro de Percepción Remota y SIG c

PROYECCIONES: proyección Secante Representar la superficie de la Tierra en dos dimensiones causa distorsiones de las formas, distancias, ángulos y escala. PLANO DE PROYECCIÓN SECANTE PLANO DE PROYECCIÓN b a d Centro de Percepción Remota y SIG FACTOR DE ESCALA a = 1. 0008 b = 0. 9996 c = 1. 0008 d y e = 1. 000 c e

PROYECCIONES: ejemplos MERCATOR TRANSVERSA MERCATOR o Gauss Krugger Tangente Factor de Escala: 1. 0 Franjas de 3° de Ancho UNIVERSAL TRANSVERSAL DE MERCATOR (UTM) Secante Factor de Escala: 0. 9996 Husos: 6° de Ancho Falso Este: 500. 000 m Falso Norte (H. Sur): 10. 000 m Centro de Percepción Remota y SIG

NUNCA OLVIDAR ØLas coordenadas geográficas no corresponden a ningún tipo de proyección. ØLa importancia del WGS 84 es que por fin se cuenta con un sistema de referencia en coordenadas geográficas que es único para todo el mundo. ØLas coordenadas Geográficas no son únicas - 33º 20’ 05’’S , 72º 10’ 34’’W, Elipsoide Internacional de 1909 (1924), Datum PSAD 56 - 33º 20’ 05’’S , 72º 10’ 34’’W, Elipsoide Internacional de 1969, Datum SAD 69, representan puntos diferentes sobre la Tierra ØUn datum tiene asociado uno y sólo un elipsoide y por el contrario, un elipsoide puede ser usado en la definición de muchos datums Centro de Percepción Remota y SIG

DIGITALIZACION DE MAPAS: Puntos de Control sobre Cartografía en Proyección Cónica de Lambert Coordenadas Geográficas Grilla de Referencia -20 -25 -33 -40 -75 -69 -55 -45 Proyección de las Coordenadas leídas a Cónica de Lambert (se deben conocer los parámetros de la proyección) Centro de Percepción Remota y SIG Puntos de Control a usar

GEO-REFERENCIA de Carta Escaneada Escaneo Original Puntos de CONTROL LATITUD LONGITUD X_mercator Y_mercator -47. 5000000 -75. 0000000 275618. 827278 5973702. 736431 -47. 5000000 -74. 5000000 313015. 689398 5973702. 736431 -48. 3333333 -74. 5000000 313015. 689398 5880982. 826999 -48. 3333333 -75. 0000000 275618. 827278 5880982. 826999 Carta Geo-Referenciada Proyección: Mercator Datum: SAD 69 Centro de Percepción Remota y SIG

CAMBIO de PROYECCIÓN IMAGEN en UTM Formato IMG: Peso: 69. 7 Mb Centro de Percepción Remota y SIG IMAGEN en GEOGRÁFICA Formato MRSID: 2 Mb PDA

ORTORECTIFICACÓN DE IMAGENES La orto-rectificación consiste en eliminar las distorsiones de localización producidas por el relieve. CARACTERISTICAS: • Utiliza el modelo geométrico del sensor • Requiere de un modelo digital de elevación • Corrige sólo la posición planimétrica de la base de los objetos • Requiere de puntos de control X, Y, Z para orientar el sensor de manera absoluta (cabeceo, balanceo, deriva, altura) y dar la geo-referencia absoluta (UTM, WGS 84, Huso xx). • Corrige los datos pixel a pixel • Requiere de pocos puntos de control (10 – 15, 9 como mín. ) Centro de Percepción Remota y SIG

ORTORECTIFICACÓN DE IMAGENES Sistemas Fotográficos La orto-rectificación depende de: • Geometría de la imagen • Topografía del área Sistemas RADAR Centro de Percepción Remota y SIG Sistemas de Barrido

ORTORECTIFICACÓN: Distorsión producida por el relieve f = dist. focal Plano de imagen Desplazamiento debido al relieve. Altura de Vuelo (H) Localización real u ortogonal Centro de Percepción Remota y SIG

ORTORECTIFICACÓN DE IMAGENES La proyección en central produce un cambio de escala y posición de los objetos. Proyección Ortogonal Proyección Central f = dist. focal H’ H Centro de Percepción Remota y SIG

ORTORECTIFICACÓN DE IMAGENES La Topografía de representa a través de un Modelo Digital de Elevación (MDE) Se utilizan 9 a 11 puntos de control para fijar la geometría del sensor al MDE, cada punto tiene coordenadas X, Y, Z. Centro de Percepción Remota y SIG

ORTORECTIFICACÓN DE IMÁGENES: Resultado Final Centro de Percepción Remota y SIG

GEO-REFERENCIA DE IMÁGENES Muchas veces se cuenta con una imagen orto-rectificada, pero que fue grabada en un formato que no guarda la georreferencia (jpg, png, etc. ). En estos casos, se les agrega un archivo de texto que incluye esta información y la mayoría de los software la leerán correctamente. Este archivo debe tener una extensión terminada en W, por ejemplo, jgw, sdw, pgw, tfw, etc. y su contenido es: X 0. 00 -Y Georref X Georref Y (tamaño del pixel en X) (no se usa) (tamaño del pixel en Y, con signo negativo) (valor de coordenada en X, superior izquierda) (valor de coordenada en Y, superior izquierda) Este archivo se escribe con cualquier procesador de Texto y debe tener el mismo nombre del archivo que acompaña. Centro de Percepción Remota y SIG

USANDO IMÁGENES DE GOOGLE EARTH Si se hace una copia de pantalla de una imagen de Google, se debe tener en cuenta lo siguiente: • Proyección utilizada: MERCATOR Mundial • Datum: WGS 84 Error: Vectores UTM sobre imagen Google Centro de Percepción Remota y SIG

USANDO IMÁGENES DE GOOGLE EARTH Para dar geo-referencia a estas copias: 1. Pasar la cartografía a MERCATOR Mundial 2. Tomar puntos de Control 3. Generar archivo de Geo-referencia 4. Proyectar la imagen a UTM Correcto: Vectores Mercator sobre imagen Google Centro de Percepción Remota y SIG

TRUCOS, trucos y más trucos FIN Centro de Percepción Remota y SIG