Manual Ortorrectificacion Erdas

Ort orrect if icación de Fot ograf ías Aéreas

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Información Geográfica

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ORTORRECTIFICACION DE FOTOGRAFIAS AEREAS

INTRODUCCIÓN La rectificación es el proceso de proyectar los daos en un plano de acuerdo con un sistema de proyección cartográfica. La asignación de coordenadas de mapa a una imagen se conoce como georreferenciación. Debido a que todos los sistemas de proyección cartográfica están asociados con coordenadas de mapa, la rectificación incluye la georreferencación. El proceso de ortorrectificación remueve la distorsión geométrica presente en las imágenes y que es ocasionada por la orientación de la cámara o el sensor, el desplazamiento debido al relieve y los errores sistemáticos asociados con la imagen. Las imágenes ortorrectificadas son imágenes planimétricamente correctas que representan objetos del terreno en sus verdaderas coordenadas X y Y del “mundo real”.

Por estas razones, las imágenes

ortorrectificadas han sido aceptadas como imágenes ideales de referencia necesarias para la creación y mantenimiento de los datos vectoriales almacenados en un SIG. Mediante la técnica de resección espacial, se pueden remover los efectos de la orientación de la cámara/sensor.

Utilizando un Modelo de Elevación Digital o Model Digital del

Terreno, o definiendo un valor de elevación constante (ideal para usar en zonas muy planas), se pueden remover los efectos de los desplazamientos debidos al relieve.

Rectificación de una imagen fotográfica A través de esta guía se rectificará una fotografía aérea del área de Turrialba, utililizando un foto en color del Proyecto TERRA (1998), un modelo de elevación digital y un archivo “shape” de ArcView que contiene los caminos del área de estudio. Para la rectificación de la imagen fotográfica, se deben ejecutar los siguientes pasos: 

Desplega la fotografía en un Viewer de ERDAS Imagine



Desplega el shape en otro Viewer de ERDAS Imagine



Entrar las propiedades del modelo de la cámara



Registrar los GCPs (Ground Control Points o Puntos de Control de Tierra)



Remuestrear o calibrar la imagen Aplicaciones de SIG y Teledetección en Ecología del Paisaje |

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Inicio|Todos los programas|Leica Geosystems|Erdas Imagine 9.1|Erdas Imagine 9.1.

1. Abra

Erdas

Imagine

9.1

escogiendo

Se abrirá la barra de menú principal de Erdas Imagine 9.1 y el Viewer #1. 2. Seleccione

File|Open|Raster Layer en la barra de menú del Viewer o haga click en

Open en la barra de herramientas del Viewer. La caja de diálogo Select Layer to Add se abre. el ícono

Filename, c:\curso_ecologia_paisaje\datos\ejercicios_ortho seleccione el Files of Type: JFIF y luego seleccione el archivo T07L33AF73.jpg.

3. En

la

caja

Select

Layer

to

Add,

en

4. Haga click con el botón derecho del mouse sobre el área de despliegue del viewer y escoja la opción

Fit image to Window, para poder observar la imagen completa.

Ahora repetiremos los mismos pasos anteriores con unas ligeras modificaciones para desplegar el archivo shape que contiene las carreteras del área que abarca la fotografía aérea de Turrialba.

Aplicaciones de SIG y Teledetección en Ecología del Paisaje |

4


5. Haga click en el botón

Viewer

del menú principal para agregar un nuevo

Viewer (Viewer #2)

File|Open|Vector Layer en la barra de menú del Viewer #2. La caja de diálogo Select Layer to Add se abre.

6. Seleccione

Filename, c:\curso_ecologia_paisaje\datos\ejercicios_ortho seleccione el Files of Type: Shapefile (*.shp) y luego seleccione el archivo carreteras_turri.shp.

7. En

la

caja

Select

Layer

to

Add,

en

8. Acomode el Viewer #2 a la par del Viewer #1 para poder ver los dos simultáneamente. Ahora procederemos a comenzar el proceso de corrección geométrica. 9. En la barra de menú del Viewer #1 seleccione 10. En la caja de diálogo

Raster|Geometric correction…

Set Geometric Model seleccione la opción Camera y luego

haga click en OK. 11. Escoja la lengüeta

General de la caja de diálogo Camera Model Properties y

llénela con los datos que a continuación se muestran:


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El modelo de elevación digital está en el directorio de trabajo y se llama

dem_turri.img. Es una imagen en formato de ERDAS y con valores enteros (16 bits unsigned). Los datos de coordenadas del punto principal (Principal Point) y la distancia focal (Focal Length) deben ser proveídos por la empresa encargada de la toma de las fotografías y vienen en el reporte de calibración de la cámara. 12. Haga click en

Apply.

Ahora se introducirán los datos que corresponden a la proyección que tendrá la fotografía aérea una vez que sea georreferenciada.

En el caso de Costa Rica la proyección es

Transversal de Mercator. 13. Haga click en la lengüeta 14. Haga click en el botón 15. En la caja de diálogo

Projection.

Add/Change Projection. Projection Chooser y luego escoja la lengüeta Custom.

Llene la caja de diálogo con los datos siguientes: Aplicaciones de SIG y Teledetección en Ecología del Paisaje |

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16. Haga click en

OK.

17. Haga click en la lengüeta

Fiducials.

Esta lengüeta corresponde a la caja de diálogo en donde se registrarán las coordenadas de los puntos fiduciales de la fotografía aérea, lo que permitirá hacer la orientación interna de la fotografía.

18. Haga click en el botón

para indicar que la fotografía tiene cuatro puntos

fiduciales (hay otras fotografías que tienen 8 o bien 4 pero en una disposición en forma de rombo).

19. Haga click en el ícono

del Viewer Fiducial Locator para empezar con el

proceso de orientación . 20. Cuando aparezca la siguiente caja de diálogo: Aplicaciones de SIG y Teledetección en Ecología del Paisaje |

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Haga click dentro del Viewer que contiene la fotografía aérea. Se abre un Viewer adicional que está ligado a un cursor dentro de la fotografía aérea. Este viewer actuará como una especie de lupa para ayudar a ubicar los puntos fiduciales con la mayor precisión. Del reporte de calibración de la cámara se tiene que las coordenadas de los puntos fiduciales son las siguientes:

No. de punto

Ubicación

1

Inferior derecha

2

Coordenada X

Coordenada Y

105.999

-105.999

Inferior izquierda

-106.001

-105.999

3

Superior izquierda

-106.002

106.002

4

Superior derecha

105.998

105.995

21. Ingrese las coordenadas de los puntos fiduciales en la tabla de la caja de diálogo

Camera Model Properties|Fiducials, como se muestra a continuación:


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22. En el Viewer #1 haga un zoom

hacia la parte inferior derecha de la fotografía

donde se encuentra ubicado el punto fiducial No. 1. 23. Centre el cursor con un rectángulo sobre el área donde se encuentra el punto fiducial No. 1 (reduzca su tamaño de ser necesario para hacer mayor el aumento de la lupa).

24. Haga click en el ícono

en el

Viewer Fiducial Locator para recolectar las

coordenadas de ese punto de control. El cursor cambia a una cruz. 25. Lleve el cursor al centro del círculo rojo del punto fiducial y luego haga click con el botón izquierdo el mouse.

26. Las coordenadas del punto fiducial No. 1 aparecerán en la caja de diálogo

Camera

Model Properties. Aplicaciones de SIG y Teledetección en Ecología del Paisaje |

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27. En el Viewer #1, muévase ahora al área donde se encuentra el punto fiducial No. 2 (parte inferior izquierda).

28. Vuelva a hacer click en el ícono

.

29. Lleve el cursor al centro del círculo rojo del punto fiducial y luego haga click con el botón izquierdo el mouse. 30. Las coordenadas del punto fiducial No. 2 aparecerán en la caja de diálogo

Camera

Model Properties. 31. Repita la misma operación para los puntos fiduciales No. 3 (superior izquierdo) y No. 4. (superior derecho). El error de posicionamiento de los puntos no debe ser mayor a 1.


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32. Una vez que termine de introducir las coordenadas de los puntos fiduciales, haga click en el botón

Apply.

33. Haga click en el botón nombre

Save As y guarde el modelo en el directorio de trabajo con el

Turrialba.

Ahora se procederá a la r ecolección de puntos de control para la orientación externa (georreferenciación) de la fotografía aérea. 34. Localice en la parte superior de la pa ntalla la caja de diálogo y haga click en el ícono

Geo Correction Tools

.

35. En la siguiente caja de diálogo escoja la opción

Existing Viewer para indicar que

recolectará los puntos de referencia de una imagen ya existente y que se encuentra cargada en un Viewer (en este caso las carreteras de Turrialba que se encuentran en el Viewer #2). 36. Haga clik en

OK.

37. De nuevo cuando a parece la caja de diálogo con las instrucciones, haga click dentro del área del Viewer #2 donde se encuentran las carreteras del área de Turrialba. Se abren otros dos Viewers que servirán como una lupa para poder ubicar mejor los pu ntos de control. Así mismo, se abre la caja de diálogo

GCP Tool que permitirá recolectar los

putnos de control Aplicaciones de SIG y Teledetección en Ecología del Paisaje |

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38. Cierre el Viewer que sirvió de la lupa que sirvió para recolectar los puntos fiduciales. Ahora se comenzará el proceso de recolección de puntos de control para la georreferenciación de la fotografía aérea. 39. Identifique en la fotografía y en el viewer que contiene los caminos un área en donde crea que puede identificar fácilmente un punto común a ambas vistas. Se hará entonces un zoom en un ár ea al norte de la ciudad de Turrialba, como se muestra en la figura.

Haga el mismo zoom en el área correspondiente a los

caminos.


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40. Una vez que haya hecho el acercamiento, haga clic en la herramienta que se encuentra en la caja de diálogo del

Create GCP

GCP Tool.

41. Haga clic en los recuadros debajo de las columnas Color, para cambiar el color con los que se mostrarán los puntos de control en ambos viewers. Escoja el color rojo como se muestra.


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42. Haga click con el botón izquierdo del mouse en el punto que se muestra en el viewer que contiene la fotografía aérea. Luego haga clic de nuevo en la herramienta y luego haga clic en el punto correspondiente en el viewer que contiene los caminos.


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43. Verá que en las columnas X Input, Y Input, X Ref. y Y Ref, aparecen las coordenadas X y Y de la fotografía aérea y de los caminos respectivamente. En los viewer se observará en color rojo los puntos de control correspondientes (GCP). 44. Ahora volveremos ambos Viewers a su tamaño normal haciendo clic derecho en el área de los Viewers y escogiendo la opción

Fit Image to Window.

45. Escogeremos ahora el punto de la entrada principal del CATIE. Haga Zoom en el área que se muestra en la foto y en su equivalente en el mapa de carreteras.


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46. Haga clic de nuevo en la herramienta

Create GCP para recolectar el segundo punto

de control. 47. Recolecte los puntos de control tanto en la fotografía como en los caminos.

48. Recolecte otros dos puntos de control que se encuentren en la parte superior izquierd y derecha de la fotografía.


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49. Una vez que termine digitando el punto #4, haga clic en el botón

Model with Control Points

Solve Geometric

para calcular el modelo de ajuste geométrico.

Observe que se llenana las columnas X Residual, Y Residual, RMS Error y Contrib. Esas columnas nos muestran los residuales (desviaciones) de los puntos escogidos Aplicaciones de SIG y Teledetección en Ecología del Paisaje |

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en relación al modelo, así como el error medio cuadrático de cada punto, la contribución de ese punto al error total. En la parte superior de la tabla se muestra el error total en la dirección X y Y, así como el error RMS (Root Mean Square) total, que debemos evitar que sea mayor a 1 pixel, aunque dependiendo de la calidad de los datos que usamos para el proceso, puede ser difícil de cumplir.

50. Active también el botón

Set Automatic Z Value Updating

para que los

valores de elevación de cada puntos se actualicen automáticamente. 51. Recolecte otros 6 puntos bien distribuidos en la imagen (parte superior derecha, parte inferior izquierda, inferior derecha e inferior centro, asi como media derecha y media izquierda. Notará que cuando recolecte el punto No. 5, ya no tendrá necesidad de localizar el punto en el viewer de caminos, pues el programa lo hace automáticamente por Ud. Lo único que necesitará es mover el punto que el programa sugiere al lugar que considere correcto, ya que el punto propuesto podría estar ligeramente desviado. 52. Cuando termine de recolectar los puntos su fotografía deberá lucir más o menos así:


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Verá que el error RMS puede ser bastante grande debido a la calidad de los datos, pero no se preocupe y déjelo como está.

File|Save Input As y en File|Save Reference As en la barra de menú de la caja de diálogo GCP Tool. Póngale a los archivos Turrialba_input.gcc y Turrialba_ouput.gcc,

53. Guarde los puntos de entrada y de referencia haciendo clic en

respectivamente. Ahora se procederá a hacer el proceso de corrección.


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54. En la caja de diálogo

Resample Image Dialog

Geo Correction Tools haga clic en el ícono Display .

55. Escoja las siguientes opciones en la caja de diálogo

Resample.

Navegue al directorio de trabajo y póngale de nombre al archivo de salida

t07l33f73_ortho.jpg. Escoja Cubic Convolution como el método de remuestreo y deje las demás opciones por omisión, incluyendo el tamaño del pixel a 3 x 3 metros. 56. Haga clic en

OK.


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57. Cuando termine el proceso de corrección, abra un nuevo Viewer y despliegue la imagen recién creada con la capa de vectores encima para ver cómo se registran ambas imágenes.


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FIN DE LA PRAC TICA


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