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Centro de Percepción Remota y SIG

Carlos Pattillo [email protected]

María Elena Pezoa

[email protected]

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


Necesidad deInformación

Acciones AccionesMundo

Real

AnálisisInterpretación

Mapas e Informes

Toma deDatos Percepción remota

S.I.G.

GPSTopografíaEncuestas

SIGREL

TerrestreAérea (Fotogrametría)Espacial (Espacio-Cartas Radargrametría)

Actualización

Actualización

EL CICLO DE LA INFORMACION

1


Cuando se habla de calidad de los datos, se debe tomar en cuenta y relacionar cinco factores, estos son:

Precisión: error asociado al instrumento utilizado y al almacenamiento del dato

Exactitud: error asociado al método de medición, el que afecta a la localización del dato.

Confiabilidad: la probabilidad de repetir la misma medición o el porcetanje de datos que deben caer dentro de un rango de valores determinado.

Escala 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.

Sistema de Referencia: que proyección y sus parámetros.


“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 esa 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

Exactitud del Dato:


Escala de Trabajo


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.

Datum

Proyección

Transformación de Coordenadas

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.

El lugar donde el ecuador y el meridiano principal se intersectan define el origen 0,0.

Longitud

Latitud

Greenwich

Paralelos Meridianos



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.

GeoideElipsoide 1Elipsoide 2

Superficie Real



DATUM: Punto de referencia que amarra el elipsoide utilizado a la Tierra.



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 WGS84 y no sobre el Geoide, por lo tanto, es necesario conocer las diferencias de alturas entre geoide y elipsoide.

Geoide

Elipsoide WGS84

Superficie Real

¿ Como hacer calzar información con diferentes sistemas de referencia?



SOLUCIÓN: CAMBIO DE DATUM

Cartografía UTM

DATUM PSAD56

Cartografía Sin Proyección

Coordenadas Geográficas a Coordenadas Geocéntricas

DATUM WGS84

Cartografía UTM

DATUM SAD69

Desproyectar Proyectar

Aquí se realiza el cambio de DatumPUNTO: X, Y, Z

ECUADOR

MERIDIANOPRINCIPAL: Greenwich

Coordenadas Geocéntricas



EL CAMBIO DE DATUM:

LATITUDLONGITUDALTURA(Coord Geog.en datum A)

Xa, Ya, Za(Coord. Geocentricas)

Xb, Yb, Zb

LATITUDLONGITUDALTURA( Coord. Geográficas en datum B)

Datun de entrada (usando los parámetros del datum A

Datum de salida (usando los parámetros del datum B

Cambio al Datum B usando como referencia los delta X,Y,Z con respecto al Datum WGS84.

X84 = Xa + xAY84 = Ya + yAZ84 = Za + zA

Xb = X84 - xBYb = Y84 - yBZb = Z84 - zB



30° 16’ 28,82’’ LATITUD NORTE WGS84

CAPEARC 1950

DATUM EUROPEO 1950

PSAD56PULKOVO 1952ADINDANSAD69WGS72

NAD27AUSTRALIANO 1984

INDIAN

TOKYO

ORDNANCE SURVEY 1936

97° 44’ 25,19’’ LONGITUD OESTE WGS84



PROYECCIONES CÓNICAS

PROYECCIONES CILÍNDRICAS

PROYECCIONES PLANAS

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

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El Factor de Escala es el grado de estrechamiento o alargamiento necesario para ajustar la curvatura de la superficie sobre una superficie plana.

a b c

PLANO DE PROYECCIÓN TANGENTE

FACTOR DE ESCALA

a = 1.00198b = 1.00000c = 1.00198

PROYECCIONES: proyección Tangente

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Representar la superficie de la Tierra en dos dimensiones causa distorsiones de las formas, distancias, ángulos y escala.

a b c

PLANO DE PROYECCIÓN SECANTE

FACTOR DE ESCALAa = 1.0008b = 0.9996c = 1.0008

d y e = 1.000

PLANO DE PROYECCIÓN

d e

PROYECCIONES: proyección Secante


MERCATOR

TRANSVERSA MERCATOR o Gauss Krugger

UNIVERSAL TRANSVERSAL DE MERCATOR (UTM)

TangenteFactor de Escala: 1.0Franjas de 3° de Ancho

SecanteFactor de Escala: 0.9996Husos: 6° de AnchoFalso Este: 500.000 mFalso Norte (H. Sur): 10.000.000 m

PROYECCIONES: ejemplos


Las coordenadas geográficas no corresponden a ningún tipo de proyección.

La importancia del WGS84 es que por fin se cuenta con un sistema de referencia en coordenadas geográficas que es único para todo el mundo.

Las coordenadas Geográficas no son únicas- 33º20’05’’S , 72º10’34’’W, Elipsoide Internacional de 1909 (1924), Datum PSAD56- 33º20’05’’S , 72º10’34’’W, Elipsoide Internacional de 1969, Datum SAD69, representan puntos diferentes sobre la Tierra

Un datum tiene asociado uno y sólo un elipsoide y por el contrario, un elipsoide puede ser usado en la definición de muchos datums

NUNCA OLVIDAR


Puntos de Control sobre Cartografía en Proyección Cónica de Lambert

Coordenadas GeográficasGrilla de Referencia

Proyección de lasCoordenadas leídasa Cónica de Lambert(se deben conocer losparámetros de la proyección)

Puntos de Control a usar

-20

-25

-33

-40

-75 -69 -55 -45

DIGITALIZACION DE MAPAS:


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

Proyección: MercatorDatum: SAD69

Escaneo OriginalPuntos de CONTROL

Carta Geo-Referenciada

GEO-REFERENCIA de Carta Escaneada


CAMBIO de PROYECCIÓN

IMAGEN en UTM IMAGEN en GEOGRÁFICA

Formato IMG: Peso: 69.7 Mb Formato MRSID: 2Mb PDA


La orto-rectificación consiste en eliminar las distorsiones delocalización 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, WGS84, Huso xx).• Corrige los datos pixel a pixel• Requiere de pocos puntos de control (10 – 15, 9 como mín.)

ORTORECTIFICACÓN DE IMAGENES


La orto-rectificación depende de:• Geometría de la imagen• Topografía del área

Sistemas Fotográficos Sistemas de Barrido

Sistemas RADAR



Altura deVuelo (H)

Localización real u ortogonal

Plano de imagen f = dist. focal

Desplazamiento debidoal relieve.

ORTORECTIFICACÓN: Distorsión producida por el relieve


La proyección en central produce un cambio de escala y posición de los objetos.

H’

H

f = dist. focal

Proyección Ortogonal

Proyección Central



ORTORECTIFICACÓN DE IMAGENESLa 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 sensoral MDE, cada punto tiene coordenadas X,Y,Z.


ORTORECTIFICACÓN DE IMÁGENES: Resultado Final


GEO-REFERENCIA DE IMÁGENES

Muchas veces se cuenta con una imagen orto-rectificada, pero que fuegrabada 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 (tamaño del pixel en X)0.00 (no se usa)0.00 (no se usa)-Y (tamaño del pixel en Y, con signo negativo)Georref X (valor de coordenada en X, superior izquierda)Georref Y (valor de coordenada en Y, superior izquierda)

Este archivo se escribe con cualquier procesador de Texto y debe tener elmismo nombre del archivo que acompaña.


USANDO IMÁGENES DE GOOGLE EARTH

Si se hace una copia de pantalla de una imagen de Google, se debe tener encuenta lo siguiente:

• Proyección utilizada: MERCATOR Mundial• Datum: WGS84

Error: Vectores UTM sobre imagen Google


Para dar geo-referencia a estas copias:1. Pasar la cartografía a MERCATOR

Mundial2. Tomar puntos de Control3. Generar archivo de Geo-referencia4. Proyectar la imagen a UTM

Correcto: Vectores Mercator sobre imagen Google

USANDO IMÁGENES DE GOOGLE EARTH


TRUCOS, trucos y más trucos

FIN

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