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.
[email protected]
María Elena Pezoa
[email protected]
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:
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.
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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 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
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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.
Datum
Proyección
Transformación de
Coordenadas
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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.
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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
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Sistema de Referencia
DATUM: Punto de referencia que amarra el elipsoide utilizado a la Tierra.
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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 WGS84 y no sobre el Geoide, por lo tanto,
es necesario conocer las diferencias de alturas entre geoide y elipsoide.
Superficie Real
Geoide
Elipsoide WGS84
¿ Como hacer calzar información con diferentes sistemas de referencia?
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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 WGS84
Desproyectar
ECUADOR
Proyectar
Cartografía UTM
Cartografía UTM
DATUM PSAD56
DATUM SAD69
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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)
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Cambio al Datum B usando como
referencia los delta X,Y,Z con respecto al
Datum WGS84.
X84 = Xa + DxA
Y84 = Ya + DyA
Datum de salida (usando
Z84 = Za + DzA
los parámetros del datum B
Xb, Yb, Zb
Xb = X84 - DxB
Yb = Y84 - DyB
Zb = Z84 - DzB
LATITUD
LONGITUD
ALTURA
( Coord. Geográficas
en datum B)
Sistema de Referencia
97° 44’ 25,19’’ LONGITUD OESTE WGS84
CAPE
ARC 1950
DATUM EUROPEO 1950
PSAD56
PULKOVO 1952
ADINDAN
SAD69
WGS72
30° 16’ 28,82’’
LATITUD NORTE WGS84
NAD27
AUSTRALIANO 1984
ORDNANCE SURVEY 1936
INDIAN
TOKYO
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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
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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
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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
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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): 10.000.000 m
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NUNCA OLVIDAR
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
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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)
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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: SAD69
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CAMBIO de PROYECCIÓN
IMAGEN en UTM
Formato IMG: Peso: 69.7 Mb
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IMAGEN en GEOGRÁFICA
Formato MRSID: 2Mb  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, WGS84, Huso xx).
• Corrige los datos pixel a pixel
• Requiere de pocos puntos de control (10 – 15, 9 como mín.)
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ORTORECTIFICACÓN DE IMAGENES
Sistemas Fotográficos
La orto-rectificación depende de:
• Geometría de la imagen
• Topografía del área
Sistemas RADAR
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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
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ORTORECTIFICACÓN DE IMAGENES
La proyección en central produce un cambio de escala y
posición de los objetos.
Proyección
Proyección Central
Ortogonal
f = dist. focal
H
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H
’
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.
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ORTORECTIFICACÓN DE IMÁGENES: Resultado Final
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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
0.00
-Y
Georref X
Georref Y
(tamaño del pixel en X)
(no se usa)
(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.
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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: WGS84
Error: Vectores UTM sobre imagen Google
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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
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TRUCOS, trucos y más trucos
FIN
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Presentación de PowerPoint