Tutorial Ilwis

7/28/2019 Tutorial Ilwis

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ORTORECTIFACION DE FOTOS AEREAS CON ILWIS

Jorge Fallas

Laboratorio de Teledeteccin y Sistemas de Informacin GeogrficaPRMVS-EDECA, UNIVERSIDAD NACIONAL

2004


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INDICE

Introduccin .......................................................................................................................... 1

Creacin de ortofotos en ILWIS............................................................................................. 5

PROCEDIMIENTO............................................................................................................... 6

Escaneo de foto area ............................................................................................................ 6

Crear modelo digital de elevacin.......................................................................................... 6

A. Utilizar interpoladores de ILWIS ...................................................................................... 6

B. Utilizar interpoladores de ArcView GIS ............................................................................ 7

C. Utilizar otros interpoladores (Ej. SURFER)....................................................................... 8

Importar archivo ASCII al formato ILWIS (import)............................................................... 8

Importar foto area (de TIF a ILWIS) .................................................................................. 11

Crear archivo de Georeferencia (create grf) ......................................................................... 12

Orientacin interna .............................................................................................................. 13

Orientacin externa: Puntos de control................................................................................. 17

Ortorectificacin.................................................................................................................. 31

Evale el error de la ortoimagen .......................................................................................... 34

Comentario final.................................................................................................................. 37

Referencias .......................................................................................................................... 38

Anexo 1: Creacin de par estereoscpico digital .................................................................. 40

Anexo 2: Efecto del desplazamiento del relieve ................................................................... 43

Anexo 3: Lnea de vuelo ...................................................................................................... 44

Anexo 4: Modelos utilizados para georeferenciar imgenes ................................................. 45

Anexo 5 :Calibracin de cmara Wild RC10 (fotos CARTA-2003)...................................... 46

Anexo 6 :Calibracin de cmara Wild RC20 (fotos TERRA)............................................... 52


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Introduccin

En el campo de medio ambiente y recursos naturales es comn utilizar fotos areas con

escalas entre 1:10.000 y 1:40.000 para realizar tareas de fotointerpretacin y para la

elaboracin y/o actualizacin de cartografa temtica. Las fotos pueden adquirirse tanto en

color (Ej. Proyecto TERRA) como en blanco y negro (Ej. ING) y mas recientemente en

infrarrojo color (Proyecto CARTA-2003). Hasta hace algunos aos las fotos solan comprarse

en formato impreso (contactos fotogrficos); sin embargo actualmente usted puede adquirirlasen formato digital. Esto permite que usuarios con poco entrenamiento y equipo puedan crear

ortofotos. Una ortofoto es una imagen digital que se ha procesado para corregir las

distorsiones de perspectiva de la cmara y el efecto de desplazamiento del relieve. La

geometra de la ortofoto es equivalente a la de un mapa y por tanto es til realizar tareas de

medicin, orientacin e integracin con otras capas de datos digitales.

Para crear una ortofoto es necesario escanear la foto area, tarea que puede realizarse con

un escaner de artes grficas convencional y a una profundidad de color de 24 bits (RGB,

cuando se trate de fotos a color) en 256 tonos de grises (para fotos en blanco y negro). El

usuario debe asegurarse que las fotos incluyan las marcas fiduciales; las cuales son utilizadas

en el proceso de orientacin interna de la fotografa. Otro aspecto importante es contar con la

informacin de calibracin de la cmara.

Al escanear las fotos debe seleccionar una resolucin apropiada a la escala de la foto

original y al tamao de pxel deseado en la ortofoto. El tamao del pxel puede seleccionarse

considerando que el lmite de percepcin visual es igual 0.2mm por la fraccin

representativa de la ortofoto. Por ejemplo, si trabajamos con un vuelo cuya escala media es

1/40.000 y queremos hacer ortofotos a escala 1/20.000, deberemos buscar una resolucin que

nos brinde un tamao de pxel menor que 4 m ya que este es el lmite de percepcin visual de

la escala 1/20.000.

Por tanto, cuando escanee fotos areas considere lo siguiente:

Resolucin de escaneo

Escala media del vuelo

Lmite de percepcin visual de la escala del producto final (ortofoto)

La tabla 1 y la figura 1 muestran la relacin entre los trminos anteriores; uno de los usos

de esta tabla es la estimacin del tamao que tendr el pxel sobre el terreno en metros para

cada escala media y resolucin de escaneo. Los clculos de la tabla asumen que se utiliza una

foto de 23 x 23 cm. La relacin entre resolucin de escaneo (DPI) y tamao del pxel en

micras (Fig. 2) puede estimarse con la siguiente ecuacin:

Micras = 25395.2*DPI^ -0.99997 R2

= 0.9999

La foto que se utilizar en el presente ejercicio tiene una escala nonimal de 1:40.000 ypretendemos crear una ortofoto a escala 1/25.000. Por tanto, sera suficiente utilizar una

resolucin de escaneo de 300 dpi, dado que con esta resolucin y asumiendo que la foto tiene

una escala uniforme (lo cual no es cierto) tendramos un pxel de aproximadamente 3.4 m, lo

cual est por debajo de los 5m que es el lmite de percepcin visual a escala 1/20.000. En

trabajos basados en tcnicas fotogramtricas se recomienda escanear con un tamao de pixel

inferior a 21 micras (resolucin de 1200 dpi); sin embargo para los fines del presente ejercicio

se utilizar una resolucin de aproximadamente 74 micras (350 dpi).


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Cuadro 1: Tamao de pixel sobre el terreno (m) en funcin de la resolucin del escaneo y la

escala media de la foto area.

ESCANEO ESCALA MEDIA DE LA FOTOGRAFIA

Resolucin

Escaneo

(dpi)

Tamao

Pixel

micras) 1/5.000 1/8.000 1/10.000 1/15.000 1/18.000 1/20.000 1/25.000 1/30.000300 84.67 0.42 0.68 0.85 1.27 1.52 1.69 2.12 2.54

400 63.50 0.32 0.51 0.64 0.95 1.14 1.27 1.59 1.91

500 50.80 0.25 0.41 0.51 0.76 0.91 1.02 1.27 1.52

600 42.33 0.21 0.34 0.42 0.64 0.76 0.85 1.06 1.27

800 31.75 0.16 0.25 0.32 0.48 0.57 0.64 0.79 0.95

900 28.22 0.14 0.23 0.28 0.42 0.51 0.56 0.71 0.85

1000 25.40 0.13 0.20 0.25 0.38 0.46 0.51 0.64 0.76

1200 21.17 0.11 0.17 0.21 0.32 0.38 0.42 0.53 0.64

1400 18.14 0.09 0.15 0.18 0.27 0.33 0.36 0.45 0.54

1600 15.88 0.08 0.13 0.16 0.24 0.29 0.32 0.40 0.481800 14.11 0.07 0.11 0.14 0.21 0.25 0.28 0.35 0.42

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

300 400 500 600 800 900 1000 1200 1400 1600 1800

Resolucion escaneo

me

tros

5 mil

10 mil

15 mil

20 mil

25 mil

30 mil

Figura 1: Relacin entre resolucin de escaneo (DPI) y tamao del pxel en metros para

diferentes escalas de fotos areas. DPI: puntos por pulgada.

Usted puede utilizar las ecuaciones que se presentan a continuacin para estimar el tamao

del pxel en funcin de la escala de la foto area y la resolucin de escaneo. La variable X

corresponde a la fraccin representativa de la escala de la foto. Por ejemplo, para una foto a

escala 1:40.000; la fraccin representativa es el valor 40.000.


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DPI Ecuacin: Tamao pxel (m) R 2

300 Pxel (m) = - 0.000308 + 0.0000846*X 0.999

600 Pxel (m) = -0.000893 + 0.00004242*X 0.999

900 Pxel (m) = -0.001754 + 0.00002835*X 0.999

Figura 2: Relacin entre resolucin de escaneo y tamao del pxel en micras.

Los grficos y tablas anteriores indican que si se escanea una foto escala 1:10.000 con una

resolucin entre 400dpi (63.5 micrones) y 1000dpi (25.4 micrones) es posible obtener pixeles

con una dimensin en el terreno de entre 0.64 m y 0.25 m, respectivamente. Si la escala fuese

1:20.000 los valores seran 1.24 m y 0.51 m, respectivamente. El tamao del archivo depende

de la resolucin de escaneo, de las dimensiones del rea a escanear y de la profundidad de

color utilizada. La siguiente frmula permite estimar el tamao esperado del archivo:

Tamao de archivo (MB)= [(Resolucin )2

* Ancho*Largo * profundidad de color]/8388608

en donde;

resolucin: expresada en puntos por pulgada (dpi)

ancho y largo: expresado en pulgadas

profundidad de color: expresado en bits (Ej. 8 bits es igual a 256 tonos de grises y 32 bits es

igual a 16.7 millones de colores)

Al incrementar el nmero de puntos por pulgada se incrementa el tamao del archivo en

forma geomtrica; por ejemplo, un archivo escaneado a 200dpi es cuatro veces ms grandeque uno escaneado a 100dpi. Por otro lado, el incrementar la profundidad de color incrementa

el tamao del archivo en forma aritmtica; por ejemplo un archivo escaneado en colorverdadero o 24 bits (16millones de colores) es tres veces ms grande que uno escaneado en 8

bit (256 colores o tonos de grises) (Fig. 3). El escanear el material a una resolucin mayor que

la requerida por el documento fuente solo incrementar el tamao del archivo sin una mejora

apreciable en la calidad de la imagen y en algunos casos (Ej. material de baja calidad) seracontraproducente ya que resaltara las deficiencias del material fuente (Ej, algunas fotos

areas del ING).


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4

0

50

100

150

200

250

300

350

300 600 900 1000

resolucion (dpi)

MB

8 bits

32 bits

Figura 3: Tamao de archivo (megaoctetos) para diferentes resoluciones de escaneo de fotos

blanco y negro (8bits) y color (24bits)

En el caso de fotos areas, el negativo tiene una resolucin de entre 20 y 40 lpr/mm (pares

de lneas por milmetro) para objetos de bajo contraste (1.6:1); en tanto que un contacto

fotogrfico (en papel o transparencia; producto de segunda generacin) puede tener una

resolucin de 15 a 30 lpr/mm . Bajo estas condiciones, para mantener la resolucin original dela foto se debe escanear con un tamao de pixel de entre 33 micrones (800dpi) y 17 micrones

(1500dpi). Sin embargo, esto solo es necesario cuando la escala de la foto es pequea y

cuando se requiera identificar el elemento ms pequeo discernible en la foto (Fig. 4). Otro

factor a considerar es el tamao del archivo a generar; por ejemplo, para una resolucin de

800dpi y una profundidad de color de 8bits se generara un archivo de 49.5MB y para una

resolucin de 1500dpi se generara un archivo de 173.8MB. Si la foto se escaneara en color

verdadero (24 bits) el tamao del archivo sera 148.3MB y 521.5MB, respectivamente. Para

mayor informacin sobre este tema se remite al lector al documento Escaneo,

georeferenciacin y vectorizacin de material cartogrfico y de fotos areas utilizandoArcView GIS que se encuentra en el CD que acompaa al presente tutorial. Una

recomendacin general es utilizar una resolucin de escaneo ligeramente superior al tamao

de pxel necesario para identificar el elemento ms pequeo que se desea delinear en laortofoto. Como regla general se asume que se requieren de entre 2 y 4 pixeles para representar

un elemento en la imagen.

Figura 4: Relacin entre el tamao de los elementos en el terreno y su separacin aparente en

la foto area en funcin de la escala. A menor escala (Ej.1:40.000) los objetos tienen una

mayor frecuencia por unidad de espacio lineal en la foto y por tanto se requiere de una mayor

resolucin de escaneo.


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Creacin de ortofotos en ILWIS

Todas las fotos areas ( y en general todas las imgenes) tienen distorsiones sistemticas

causadas por el ngulo de la cmara, la distancia del sensor a la superficie terrestre y los

cambios en la elevacin de la superficie terrestre. Como resultado, su geometra interior

difiere de la geometra ideal de los productos cartogrficos y por consiguiente su uso es

limitado en el rea de anlisis geospacial. En algunos casos (Ej. fotografas areas de zonas

casi planas), remuestreos basados en ajustes polinmicos en las transformaciones deHelmert, afn, pueden corregir las distorsiones de las fotos y crear productos

geomtricamente aceptables. Este tema se ha tratado en otros tutoriales y por tanto se remite

al lector a los mismos (Ver seccin de georeferenciacin de su CD). Sin embargo, en

ambientes montaosos es necesario utilizar una solucin ms rigurosa basada en las tcnicas

fotogramtricas digitales utilizadas para crear ortofotos. Las ortofotos muestran una imagen

de la superficie terrestre sin distorsiones.

El proceso de ortorectificacin en ILWIS consiste en (Fig. 5):

Orientacin Interna

Orientacin externa

Ortorectificacin

El tutorial le guiar en cada paso del proceso. Una serie de resultados intermedios se hanincluido en el CD (Ver \orto_rectifar\formato_ilwis y \orto_rectifar\ASCII) para que usted

pueda avanzar con mayor rapidez en la sesin de trabajo.

Una ortofoto es una imagen digital que se ha procesado para corregir las distorsiones de

perspectiva de la cmara y el efecto de desplazamiento del relieve. La geometra de la

ortofoto es equivalente a la de un mapa y por tanto es til para realizar tareas de medicin,orientacin e integracin con otras capas de datos digitales. Un MED (Modelo de Elevacin

Digital) es un objeto raster que contiene valores de elevacin de un lugar.

Figura 5: El proceso de ortorectificacin de fotos areas en ILWIS.


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PROCEDIMIENTO

Escaneo de foto area

Este paso ya se realiz para usted. En el presente ejercicio se utilizar una foto a color del

proyecto TERRA escaneada a una resolucin de 350 dpi. El formato del archivo es TIFF y se

encuentra en el directorio: /orto_rectifar/ T02L41F94.tif. Las caractersticas de la imagen son

las siguientes:

Crear modelo digital de elevacin

Para crear una ortofoto es necesario utilizar un modelo digital de elevacin, el cual lepermite al software modelar la superficie terrestre (diferencia en elevaciones) y de esta

manera eliminar el efecto de desplazamiento del relieve. Usted puede utilizar ILWIS o

cualquier otro programa para crear el modelo digital de elevacin. Para mayores detalles

sobre este tema se remite al lector al documento Modelo de elevacin digital para las hojas

cartogrficas Tilarn y Juntasque se encuentra en el CD que acompaa al presente tutorial.

A. Utilizar interpoladores de ILWIS

EL programa ILWIS posee diversos interpoladores que le permiten crear un modelo

digital de elevacin a partir de curvas de nivel de valores puntuales de elevacin.

Si lo desea pude visualizar la

foto con el programa IrfanView.

Este es un programa de dominio

publico que se incluye como

parte del material del curso.

Ver directorio

\orto_rectifar\IrfanVIEW

El comando Interpolation, Contour

Interpolation le permite crear un modelodigital de elevacin a partir de curvas de nivel.


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Si desea utilizar un archivo de puntos debe elegir alguno de los interpoladores de la opcin

Point Interpolation.

En la carpeta \orto_rectifar\formato_ilwis usted encontrar los siguientes archivos:

Curvas_25k_ptos10m: este archivo contiene puntos con una separacin de 10m y se

obtuvo a partir de las curvas de nivel 1:25.000. El archivo original se cre en ArcView

GIS (www.esri.com) con la extensin divide2.avx.

Curvas_25k: curvas de nvel escala 1:25.000 de la cartografia TERRA.

B. Utilizar interpoladores de ArcView GISSi lo desea tambin puede utilizar Analista Espacial o 3D Analista de ArcView GIS para

crear el modelo digital de elevacin; exportarlo como un archivo ASCII y luego importarlo a

ILWIS. En la carpeta \orto_rectifar\formato_shape usted encontrar los siguientes archivos:

Curvas_25k_ptos10m: este archivo contiene puntos con una separacin de 10m y se

obtuvo a partir de las curvas de nivel 1:25.000. Este archivo se cre con la extensin

divide2.avx (www.esri.com/arcscripts)

Curvas_25k: curvas de nvel escala 1:25.000 de la cartografia TERRA.

Opciones de Interpolacin en ArcView GIS

1. Utilizar tringulos irregulares (TIN). Para esto requiere de la extensin comercial 3D

Analista. El mtodo de interpolacin es rpido y fcil de utilizar; sin embargo no

reproduce bien las cimas de las montaas a menos que se adicionen puntos con

elevaciones conocidas en dichas reas. Un TIN ( Red de Tringulos Irregulares) es un

juego de nodos 3D conectados por los bordes para formar una red de tringulos. Los

TINs son estructuras rpidas y eficientes para representar las superficies de elevacin.2. Utilizar el programa Analista Espacial. Esta es otra extensin comercial de ESRI que

ofrece los siguientes mtodos de interpolacin: inverso ponderado por distancia,

curvatura mnima y Kriging.

3. Utilizar la extensin de dominio publico Contour Gridder Esta extensin es flexible

y permite crear modelos digitales de elevacin que representan correctamente la

curvatura de las cimas de las montaas; Sin embargo el mtodo de interpolacin es

lento (www.esri.com/arcscripts).

El comando Interpolation, Point

Interpolation le permite crear un

modelo digital de elevacin apartir puntos con elevaciones.

Mtodos: vecino ms cercano,

promedio mvil, tendencia de

superficie, Kriging, CoKrigind.


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Si lo desea puede utilizar ArcView GIS para visualizar los temas curvas_25k_pts10m y

curvas_25k

C. Utilizar otros interpoladores (Ej. SURFER)Si usted dispone de SURFER (www.goldensoftware.com) tambin puede utilizar los

interpoladores que provee dicho programa para crear el MED; exportarlo en formato ASCII y

luego importarlo a ILWIS.

Importar archivo ASCII al formato ILWIS (import)Para facilitar el avance del trabajo de ortorectificacin ya se cre para usted el modelodigital de elevacin. Si lo desea (y le queda tiempo) puede practicar creando su MED por la

tarde!!!).

Importar archivo ASCII1. Navegue hasta la carpeta \orto_rectifar\ASCII. All encontrar el archivo med.asc; si

desea observar el contenido del archivo puede abrirlo con cualquier editor de texto.

ncols 1172

nrows 895

xllcorner 330988.987142

yllcorner 257591.024464cellsize 10

NODATA_value -9999

Nmero de columnas

Nmero de filas

Coordenada X (Lambert Norte)

Coordenada Y (Lambert Norte)Tamao de celda

Valor asignado a no datos

2. Utilice el comandoImportde ILWIS para importar el archivo med10m.asc a la carpeta

\orto_rectifar\trabajo (Recuerde guardar el archivo en trabajo)


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3. Visualice el archivo med. Haga un doble clic sobre (asegrese de encontrarse

en el directorio \orto_rectifar\trabajo).

Navegue hasta \orto_rectifar\ASCII.

Clic OK

Clic OK

Navegue hasta\orto_rectifar\trabajo y

designe su archivo

como med

ILWIS le ofrece la alternativa de utilizar la

interfase grfica (men) digitar los comandos.

Seleccione Arc/Info or .NAS


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Describa lo que observa: Le parece correcto el MED? En su criterio presenta algunas

anomalas?

__________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________

Ahora seleccione el archivo med, presione el botn derecho del ratn y seleccione

Propiedades

En la ventana siguiente seleccione el botn Interpolation y presione Aceptar.

Nota: Es necesario marcar la casilla interpolacin para que el programa interpole valores del

modelo digital de elevacin al crear la ortofoto, esto asegura una mejor calidad en la misma.


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Importar foto area (de TIF a ILWIS)

La foto se encuentra en formato TIFF y por tanto es necesario importarla al formato de

ILWIS. Digite desde la ventana de comandos de ILWISImport.

O si lo desea puede utilizar el men: File, Import, General Raster

Seleccione de la carpeta \orto_rectifar el archivo T02L41F94.tif (foto area)

Navegue hasta la

carpeta

\orto_rectifar

OK para continuar

Guarde el archivo en la carpeta

\orto_rectifar\trabajo.


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Espere unos segundos mientras el programa convierte el archivo. Navegue hasta el directorio

\orto_rectifar\trabajo y visualice la foto.

Haga un doble clic sobre el archivo y presione OK.

Crear archivo de Georeferencia (create grf)El archivo de Georeferencia establece la relacin entre las filas y columnas de un archivo

raster y el sistema de coordenadas XY utilizado (En este caso Lambert Norte).

Este comando se utiliza para crear los siguientes tipos de archivos de georeferencia:

Esquinas de georeferenciacin (corners): Este archivo indica la extensin del rea

que utilizar el programa durante el proceso de rasterizacin y anlisis. Tambin

puede indicar el rea a rasterizar durante el proceso de remuestreo de un mapa raster.En otras palabras indica las esquinas del rea a rasterizar por ILWIS; usualmente

corresponde a las coordenadas del rea de estudio.

Puntos de control (tiepoints): Esta opcin se utiliza cuando usted desea

georeferenciar una imagen de satlite o una foto area escaneada que no posee marcas

fiduciales.

Metodo de georeferenciacin Transformacin Lineal Directa (direct linear): Esta

opcin se utiliza cuando usted desea georeferenciar una imagen de satlite o una foto

area escaneada utilizando puntos de control y un modelo digital de elevacin. Esta

transformacin remueve el efecto del relieve.

Ortofoto (orthophoto): ): Esta opcin se utiliza cuando usted desea crear una ortofoto.

Para esto se utiliza una foto area escaneada, un modelo digital de elevacin y los

parmetros de la cmara fotogramtrica (longitud focal y marcas fiduciales). Estatransformacin remueve el efecto de la cmara y del relieve.

3D: Esta opcin se utiliza para definir el rea a visualizar en una vista de 3D. Requiere

de un modelo digital de elevacin.

Su ventana debe lucircomo se muestra a la

izquierda.

Si desplaza el cursor

sobre la imagen notar

que sus coordenadas

corresponden a filas y

columnas.


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Procedimiento

Desde el men, seleccione File, Georeference y luego de entre las opciones elija GeoRef

Ortho Photo

Orientacin interna

A continuacin usted crear el archivo de orientacin interna de la foto; la cual utiliza los

parmetros de la cmara. Para esto es necesario que las marcas fiduciales de la foto sean

visibles.

Las marcas fiduciales son crculos o cruces ubicadas en la cuatro esquinas de la foto en

los puntos medios de los cuatro lados de la fotografa. El punto central o principal de la foto

(PP) corresponde a la interseccin de los pares de marcas fiduciales diametralmente opuestas

(Figs. 6 y 7).

Llene los campos como se

indica a la izquierda.

DTM: corresponde al modelo

digital de elevacin (med)

Background Map: seleccione

la foto area (t024l41f94)

Si lo desea puede cambiar el

nombre de Georeference

Name e incluir otro texto en

Description

OK para continuar


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Figura 6: Ubicacin de marcas fiduciales en las fotos TERRA.

Si ampliamos una de las esquinas de la foto podemos observar con mayor detalle la apariencia

de dicha marca.

Si se utilizan las marcar fiduciales centrales en los bordes de la foto, los valores aproximados

de dichos puntos son (Fig. 7):

Marcas fiduciales


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15

X Y Ubicacin

0.0 -111.3 Inferior

-111.8 0.0 Izquierdo

0.0 111.6 Superior

111.1 0.0 Derecho

Si se utilizan las marcar fiduciales en las esquinas de la foto, los valores aproximados de

dichos puntos son:

X Y Ubicacin

-106.56 -107.12 Inferior, izquierdo (1)

-106.50 106.12 Superior, izquierdo (2)

105.45 106.20 Superior, derecho (3)

105.57 -106.87 Inferior, derecho (4)

Figura 7: Punto principal (0,0) y coordenadas en mm para las marcas fiduciales de la fotoTERRA.

1

3

4


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Procedimiento

1. Digite en la ventanaPrincipal distance (longitud focal): 152.54; esta es la longitud focal de

la cmara utilizada en el proyecto TERRA. Para fotos de 23*23cm, las coordenadas de la foto

son las siguientes:

Digite los valores -106.79 y -106.98

Luego llene la casilla 2 con los valores que se indican a continuacin y utilice el botn

para ampliar el rea que corresponde a la marca fiduciaria 2. Luego utilice el puntero

para hacer un clic en el centro del crculo. Para mayores detalles ver videomarcas_fiduciales.avi que se encuentra en la carpeta \orto_rectifar\videos.

Repita el proceso para las otras marcas fiduciales.

Nota: Si tiene que ortorectificar otra foto utilice los valores que se muestran en la pgina 15.

OK para continuar


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Una vez finalizado el proceso de ingreso de las coordenadas de las marcas fiduciales,

usted debe evaluar el ajuste (error) de dicho sistema de coordenadas. Por ejemplo, en el

cuadro de la pagina anterior se observa que el error es mayor en la columna del punto 1 (-2.4

pixeles), en la fila del punto dos (-1.8 pixeles), en la fila del punto 3 (2.1 pixeles) y en la

columna del punto 4 (-1.5 pixles). Lo deseable es que el error sea cercano a cero. Observe que

el programa indica que la resolucin de la foto es 350.21dpi (lo cual es correcto pues la foto

se escaneo a 350dpi).

Que hacer para corregir los errores?

Ingrese con el cursor a cada una de las celdas para ajustar los valores de las coordenadas

de la foto. Trate con algunos valores y observe cmo se reduce aumenta la diferencia en

DifRow y DifCol. Recuerde que lo ideal es que dichos valores sean muy cercanos a cero. En

caso de no encontrar un set ptimo de coordenadas, se recomienda utilizar los valores que se

muestran a continuacin.

Orientacin externa: Puntos de control

Una vez definida la orientacin interna de la foto se debe proceder a seleccionar los puntos

de control para crear el set de parmetros de orientacin externa. Para esto utilizaremos el

mapa de carreteras a escala 1:25.000 del proyecto TERRA que se encuentra el la carpeta

\orto_rectifar\formato_ilwis. Visualice el archivo vias_25k.

Haga un doble clic sobre el

archivo vias_25k.

Seleccione el color rojo y luego

OK.

OK para continuar


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Ahora, visualice simultneamente las dos ventanas y trate de ubicar puntos comunes tanto en

la foto como en el mapa de carreteras. A continuacin se muestran algunos candidatos a

puntos de control.

Punto 1


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Punto 2

Punto 3

Para ingresar los puntos de control haga un clic con el cursor sobre la foto area y

luego haga otro clic sobre el punto homlogo en el mapa de carreteras. Contine con elproceso hasta completar 4 puntos. Para mayores detalles ver video pts_control.avi que se

encuentra en la carpeta \orto_rectifar\videos.

Notas:

1. Para ampliar la pantalla haga un clic sobre

2. Para visualizar todo la foto haga un clic sobre

Utilice el botn para ampliar el rea donde se encuentra su primer punto de control.


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3. Recuerde que los puntos de control son elementos visibles tanto en la foto como en el

mapa de referencia. La ubicacin dichos puntos tambin puede obtenerse en el campo

mediante un geoposicionador.

Se sugiere utilizar el punto 1 como su primer punto de control (ver pgina 18).

Haga un clic sobre el punto en la foto. Observe que el programa muestra la siguiente ventanade dilogo:

El programa registra automticamente tanto las coordenadas de la foto como del mapa y

adems estima el valor de elevacin para dicho punto a partir del modelo digital de elevacin.

Proceda a su punto de control No. 2 y repita el mismo procedimiento.



Marque la casilla Z y proceda a hacer un

clic sobre el punto correspondiente en el

mapa de carreteras.


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Una vez que usted ha digitado 4 puntos de control el programa calcula el error asociado a

cada uno de sus puntos. Esta tabla le permite evaluar el grado de ajuste existente entre la

coordenadas de la foto y el mapa.

Comentario:

Los valores deDrow yDcolse expresan en pixeles. Si asumimos que la resolucin de

la foto es 0.07mm/pxel, entonces el error estara entre 0.0203 y 1.75 mm (lo cual

equivale, por ejemplo, a escala 1:25.000 a 0.5 y 23.75 m; respectivamente).

En la parte superior de la ventana observar el error estimado en pixeles para la

ortofoto (Sigma); as como una estimacin de la altura de vuelo (Flying Height) y laubicacin del punto nadir de la foto (en coordenadas de mapa; en este caso Lambert

Norte). El error total es 1.537 pixeles. Basado en esta evaluacin se podra concluir que no es necesario adicionar otros

puntos de control para ortorectificar la foto.

A continuacin se demuestra que esto sera un error, ya que el programa aplicara los

parmetros derivados a partir de dichos puntos a toda la foto.

Ahora haga un clic sobre el botn para visualizar toda la foto. Observe que sus puntos

de control se encuentran agrupados en la seccin extrema media de la foto. Para asegurar que

la ortorectificacin es apropiada para toda la foto es necesario seleccionar otros puntos de

control en otras secciones de la foto.


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Adicione a la ventana que contiene la foto area la capa de datos vias_25k

(\orto_rectifar\formato_ilwis) y simbolice las lneas de color rojo.

Ahora, ample cada uno de los sectores indicados en la siguiente grfica. Describa lo que

observa. Porqu las carreteras solo coinciden con la foto en el sector 4?

_________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________


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Que hacer?

Una tarea simple es tratar de reducir el error asociado a la relacin entre los sistemas dereferencia (foto, mapa). Para esto usted debe seleccionar la casilla con el mayor error ycambiar el valor en las casillas correspondientes de X,Y

cambiar el valor en las casillas correspondientes a las columnas y las filas.

Seleccione la celda 2894 y cambie el valor a 2895

El error global pas de 1.537 a 1.124 pixeles (una reduccin de 0.413 pixeles); sin embargoalgunos otros puntos aumentaron su error como puede observarse en la siguiente tabla.

Original Efecto de cambio en posicin

Haga un clic sobre el botn para observar el efecto del cambio en la alineacin de lascarreteras con la foto. Mejor la alineacin?

__________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________

Ahora cambie el valor 2806 por 2804; observe que el error global se reduce a 1.083 (unaganancia de 0.454 pixeles con respecto al valor inicial).


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Ahora, proceda a ubicar los siguientes puntos de control:

Proceda ahora a ubicar el quinto punto de control.

Luego presione el botn de redibujar pantalla y describa lo que ocurre.

___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________

Cul es el efecto de adicionar el nuevo punto de control sobre la coincidencia entre lacarretera del mapa y la foto?

___________________________________________________________________________

Ubicar punto de control 5


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Ahora visite el sector 3 de la foto; que observa all? Se logr el mismo efecto que en el sector

1?

___________________________________________________________________________

Proceda ahora a ubicar el sexto punto de control en la siguiente seccin:

Luego presione el botn de redibujar pantalla y describa lo que ocurre.

___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________

Cul es el efecto de adicionar el nuevo punto de control sobre la coincidencia entre la

carretera del mapa y la foto?

___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________

Ahora visite el sector 2 de la foto ; qu observa all? Se logr el mismo efecto que en el sector

3?

___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________

Muy bien, la inspeccin visual indica que el ajuste entre la carretera a escala 1:25.000 y lafoto es aceptable. Ahora procederemos a reducir el error de ajuste de los puntos de control.

La tabla de error indica que los puntos 1 y 4 tienen un desplazamiento muy superior

comparado con los otros puntos y por tanto es recomendable no considerarlos en el proceso

de ajuste.



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Para desactivar dichos puntos posicione el curso sobre la celda correspondiente en lacolumna Active y seleccione False.

El error global pas de 1.772 a 1.856 y por tanto es necesario adicionar

otros puntos de control para reducir el error.

Active nuevamente los puntos y proceda a adicionar otros puntos de

control.



Error global: ____________pixeles



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Una vez digitados 12 puntos de control observamos que el error global es 2.497 pixeles y

que los puntos se encuentran distribuidos sobre toda la imagen. Observe que los nmeros son

de color verde y amarillo. EL verde indica aquellos puntos cuyo error es inferior a 1 pixel y el

amarillo los puntos con un error superior a 2 pixeles. Todos los puntos de color amarillo soncandidatos de reajuste a eliminarese del proceso de ortorectificacin.



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Tutorial Ilwis