ANEXO 6 PROTOCOLO DE ORTORECTIFICACIÓN DE IMÁGENES SATELITALES LANDSAT Ministerio del Ambiente del Ecuador, Programa Socio Bosque, Mapa de Deforestación Histórica del Ecuador Continental. Luis Cordero y 6 de Diciembre, Quito, Ecuador 593 2 2563485 ext. 123
[email protected] CONDESAN Diego de Brieda E17-169, Quito, Ecuador 593 2 2430148
[email protected] 1. Introducción El proceso de ortorectificación, aplicado ya sea sobre una fotografía aérea o sobre una imagen satelital, produce un archivo digital donde cada pixel representa una posición verdadera sobre el terreno. En una ortofoto u ortoimagen las distorsiones geométricas, las relacionadas a la topografía y las del sensor han sido removidas, dentro de una precisión especificada, en donde se transforma la perspectiva central de las fotografías e imágenes en una perspectiva ortogonal al terreno, donde la escala es constante, independientemente de la altitud, permitiendo realizar mediciones exactas de distancia y dirección. Este protocolo está diseñado para ortorectificar imágenes LANDSAT mediante la utilización del software ERDAS. Cuando se utilicen imágenes para georreferenciar escenas LANDSAT, la imagen a utilizar como referencia deberá ser aquella que tenga mejor calidad espectral (p.ej. menor cobertura de nubes o presencia de humedad atmosférica). Las imágenes para los otros años serán registradas utilizando el mismo concepto. 2. Implementación del Protocolo en ERDAS Abrir la imagen LANDSAT que se desea ortorectificar utilizando el menú Viewer. Se puede seleccionar cualquier visualizador que proporciona el software (Classic o GLT). Dentro del visualizador seleccionar el menú Raster>Geometric Correction… A continuación aparece la ventana denominada Set Geometric Model, la cual nos permite escoger el modelo geométrico a utilizar en la ortorectificación. Se debe seleccionar el modelo Landsat.
Figura 1: Selección del modelo geométrico Una vez seleccionado el modelo geométrico aparecen dos ventanas, la ventana principal del proceso denominada Geo Correction Tools, y la ventana denominada Landsat Model Properties; esta última permitiendo realizar el primer paso técnico del proceso de ortorectificación el cual consiste en definir los parámetros del modelo y la proyección cartográfica.
Figura 2: Definición de parámetros del modelo geométrico Los parámetros a ingresar en la pestaña Parameters se explican a continuación:
Type: Especificar si el sensor es MSS o TM. Esta información está incluida en los metadatos de la imagen satelital. Para imágenes provenientes del satélite LANDSAT 7, se debe escoger la opción TM.
Landsat Number: Especificar el número del satélite. Esta información está incluida en los metadatos de la imagen satelital.
Elevation Source: Seleccionamos la opción File, y especificamos el modelo digital de elevación. El archivo deberá ser del tipo SIGNED INTERGER 16 BIT1 y se denomina “…SOCIOBOQUE\DEM\dem.tif”.
Elevation Units: Seleccionar las unidades de elevación del archivo de elevación. Seleccionar Metros.
Scene Coverage: Full Scene. Se recomienda ortorectificar la imagen completa sin ningún procesamiento previo.
Account for Earth’s Curvature: Este checkbox debe estar deseleccionado. Solamente se utilizaría esta opción si la imagen a ortorectificar tiene un sistema de coordenadas geográficas definido.
Number of Iterations: Se recomienda ingresar un valor mínimo de 20 iteraciones.
Background: Se utilizará el Value por defecto (cero) en el Layer por defecto (1).
Dentro de la misma ventana (Landsat Model Properties) seleccionamos la pestaña Projection. Aquí presionamos el botón Add/Change Projection y definimos la proyección cartográfica que tendrá la imagen ortorectificada. La proyección aquí especificada debe ser idéntica a la proyección cartográfica asignada al Modelo Digital de Elevación DEM.
Figura 3: Definición de la proyección cartográfica
1
Utilizar el modelo digital de elevación a 30 m de resolución generado por el Instituto Geográfico Militar sobre la base de la altimetría representada en cartas topográficas a escala 1:50,000
Una vez definidos los parámetros generales del modelo, procedemos a grabarlo como “\\SERVIDOR\SOCIOBOSQUE\IMAGENES\LANDSAT\PROCESADAS\EPO CA\PATH_ROW\CODIGOIMAGEN\ codigoimagen_modelo.gms”. Luego de presionar el botón Close, aparece la ventana GCP Tool Reference Setup, la cual nos permite escoger diversos métodos de creación de puntos de control.
Figura 4: Selección de métodos de colección de puntos de control Una breve descripción de estos métodos a continuación:
Existing Viewer: Seleccionar para extraer puntos de control de un visualizador activo, presionando con el ratón sobre dicho visualizador.
Image Layer (New Viewer): Seleccionar para extraer puntos de control de un nuevo visualizador que contenga una imagen.
Vector Layer (New Viewer): Seleccionar para extraer puntos de control de un nuevo visualizador que contenga un archivo vectorial.
Annotation Layer (New Viewer): Seleccionar para extraer puntos de control de un nuevo visualizador que contenga un archivo de anotaciones.
GCP File (.gcc): Seleccionar para definir los puntos de control a partir de un archivo GCC.
ASCII File: Seleccionar para definir los puntos de control a partir de un archivo de texto.
Digitizing Tablet: Seleccionar para definir los puntos de control a partir de una mesa o tableta digitalizadora.
Keyboard Only: Seleccionar para definir manualmente, a través del teclado, los puntos de control.
Luego de presionar el botón OK, aparecen algunas ventanas (el número de ventanas depende de la opción seleccionada) que nos permiten seleccionar y/o definir los puntos de control necesarios para la ortorectificación.
Figura 5: Matriz de puntos de referencia y control. El proceso de colección de puntos de control, dependiendo de la opción seleccionada anteriormente, consiste en definir la ubicación de los puntos de control en la imagen a ortorectificar y asignar a estas coordenadas de imagen (columnas X Input, Y Input) sus correspondientes coordenadas proyectadas (columnas X Ref., Y Ref., Z Ref.). Recordar que se deben ingresar las coordenadas X, Y, Z para cada una de los puntos colectados. Utilizando los botones se puede actualizar el valor de elevación (Z) en los puntos de control. El primer botón es para actualizar de forma manual y el segundo lo hace de forma automática.
SCAC: La exactitud del proceso de ortorectificación depende tanto del número y distribución de los puntos de control como de la exactitud de sus coordenadas. Se plantean los siguientes criterios de selección de puntos de control: o Seleccionar un mínimo de 20 puntos por imagen en áreas con poco relieve (Costa y Amazonía) y 40 puntos en áreas con relieve pronunciado (Andes). o Distribuir los puntos de forma homogénea en la imagen. o Escoger puntos que sean claramente identificables en la imagen que se está corrigiendo y en la fuente de referencia (imagen o cartas topográficas escaneadas). o Escoger de preferencia puntos de control asociados a elementos del paisaje estables en el tiempo. Estos incluyen, pero no están limitados a, cruces de vías, obras civiles claramente identificables (p.ej. aeropuertos), elementos estables de la red hidrográfica (p.ej. confluencia de cauces confinados), y cuerpos de agua no estacionales. Una vez seleccionados un mínimo de 20 puntos (en las regiones costa y oriente) o 40 puntos (en la región sierra) representativos de los cambios topográficos existentes y a su vez homogéneamente distribuidos sobre la imagen, presionamos el botón ∑ para proceder con el cálculo de la solución del modelo. El error no deberá sobrepasar el valor de un pixel. En esta última ventana, donde colectamos los puntos de control, podremos tener acceso a los valores de error de cada uno de los puntos colectados. Una vez que los puntos han sido colectados y el error está dentro de un valor aceptable, procedemos a grabar los puntos de control y el modelo, tanto los puntos input como los reference en archivos que sigan la siguiente convención: “\\SERVIDOR\SOCIOBOSQUE\IMAGENES\LANDSAT\PROCESADAS\EPO CA\PATH_ROW\CODIGOIMAGEN\codigoimagen_input.gcc”y“\\SERVIDO R\SOCIOBOSQUE\IMAGENES\LANDSAT\PROCESADAS\EPOCA\PATH_R OW\CODIGOIMAGEN\codigoimagen_reference.gcc”. A continuación procedemos a ortorectificar la imagen satelital presionando el ícono denominado Display Resample Image Dialog…
Figura 6: Ventana principal del proceso de ortorectificación La ventana Resample permite ingresar el nombre que tendrá la imagen ortorectificada“\\SERVIDOR\SOCIOBOSQUE\IMAGENES\LANDSAT\PROC ESADAS\EPOCA\PATH_ROW\CODIGOIMAGEN\codigoimagen_orto.img”, el tamaño de pixel y le método de resampling. Se recomienda dejar estas dos últimas opciones tal como se presentan en la imagen a continuación.
Figura 7: Parámetros de ortorectificación SCAC: Documentar en la base de datos de procesamiento el código de la imagen o carta topográfica de referencia utilizada para ortorectificar. Campo: ID_MASTER Documentar la ruta de la carpeta de almacenamiento de los archivos de puntos de control input y reference utilizados para ortorectificar. Archivos: “codigoimagen_input.gcc”, “codigoimagen_reference.gcc”. Campo: GCP_ORTO Documentar el error medio cuadrático RMS del proceso de ortorectificación. Campo: RMS_ORTO
3. Referencias bibliográficas ERDAS Imagine (2009). ERDAS User’s Guide. Arizona Remote Sensing Center (2002). Landsat Processing Steps. http://www.landsat.org/
