Presentació i opcions Caixa de diàleg de l'aplicació
Exemples gràfics Sintaxi

Presentació i opcions

Introducció

La cartografia convencional sobre paper ens ofereix una enorme font d'informació per a incorporar en el si d'un Sistema d'Informació Geogràfica (SIG). Tot i que cada cop més la cartografia es genera digitalment en origen, encara hi ha molts casos en què no disposem dels fitxers digitals, bé sigui perquè es tracta d'un document d'una certa antiguitat, bé sigui perquè s'ha elaborat amb tècniques convencionals analògiques, o simplement perquè no tenim accés a la informació digital original.

En aquests casos, tot i que la digitalització en taula és una possibilitat factible, representa un esforç fatigós i una pèrdua de detall respecte a la possibilitat d'escannejar el document analògic i procedir a la seva digitalització sobre la pantalla de l'ordinador.

MiraMon permet transformar fitxers procedents de pràcticament qualsevol escànner (formats BMP, TIFF, JPG, etc) a format IMG o JPG (si no ho eren en origen). Un cop en aquest format podrem digitalitzar al damunt les corbes de nivell, carreteres, polígons d'usos del sòl, etc i convertir-los en capes vectorials. Tanmateix, els documents escannejats no estan encara georeferenciats, amb la qual cosa si digitalitzem directament sobre ells, les coordenades dels vectors resultants seran en unitats arbitràries (píxels) del sistema d'escanneig i no en unitats mapa del sistema de destí (per exemple en metres del sistema UTM). Tot i que és possible procedir així i georeferenciar posteriorment el document vectorial resultant amb el programa CorrGeom de MiraMon, resulta aconsellable de georeferenciar el ràster i procedir posteriorment a la digitalització, ja que si escannegem el full per fragments es podran mosaicar amb precisió els resultats i, a més, en qualsevol moment podem sobreimposar al document escannejat altres capes d'informació vectorial de què disposem per tal que ens serveixin de referència. La georeferenciació dels ràsters escannejats també s'efectua des del programa CorrGeom de MiraMon. En resum, doncs, tenim dues alternatives per a la introducció al nostre SIG de capes vectorials a partir de documents en paper escannejats i el programa CorrGeom de MiraMon:

En tots dos casos el mètode aconsellat és l'ajust polinòmic de primer grau. En el cas molt poc probable amb els escànners moderns, que la imatge escannejada presenti deformacions quadràtiques, utilitzeu un ajust polinòmic de segon grau.

Per altra banda, existeixen altres fonts d'informació molt interessants per a ser incorporades en el nostre SIG: es tracta de capes ràster com ara les imatges de teledetecció i les fotografies aèries. Aquests materials poden ser obtinguts directament en format digital (cas de la majoria d'imatges de teledetecció) o bé, si venen sobre un suport de paper o fotogràfic (cas de les fotografies aèries convencionals), es poden escannejar i convertir-les així en una imatge digital.

Les imatges de teledetecció presenten una sèrie de deformacions geomètriques produïdes per la rotació i curvatura de la Terra, l'òrbita de la plataforma, etc. El programa CorrGeom de MiraMon permet corregir aquestes imatges mitjançant les tècniques convencionals basades en polinomis de primer i segon grau. En el cas de les fotografies aèries i de les imatges de teledetecció d'un cert detall (píxel de 50 m o menor) és aconsellable efectuar la correcció tenint en compte el relleu terrestre. CorrGeom ofereix els mètodes "ajust polinòmic amb zetes" per a imatges de satèl·lit amb mides de píxel petites (Landsat TM, SPOT XS i P, IRS LISS, etc) i "ajust mitjançant equacions de col·linealitat" per a fotografia aèria, mètode que aplica les equacions fonamentals de la fotogrametria. Aquestes imatges corregides geomètricament utilitzant el relleu a través d'un Model Digital d'Elevacions (MDE) s'anomenen ortoimatges (i ortofotos en el cas de fotografia aèria).

El programa CorrGeom, doncs, permet corregir aquestes deformacions (òrbita de les plataformes, relleu terrestre, etc) i adaptar les imatges a un sistema de projecció cartogràfica conegut, com ara l'UTM. Un cop en el sistema de projecció adequat, les imatges podran ser superposades a altres imatges i a capes vectorials en el mateix sistema de projecció.

Tant per corregir ràsters com vectors habitualment cal disposar d'un conjunt de punts de control sobre el terreny (GCP) els quals ens indiquen diverses coordenades en el sistema de referència origen (no corregit) i destí (corregit). Els GCP es podem entrar amb un editor de textos o es poden digitalitzar amb MiraMon com a punts i convertir-los en GCP amb VECCOR (vegeu més avall).
En el cas d'imatges captades des d'un sistema que conegui amb prou exactitud la posició i actitud del sensor (GPS+INS) pot arribar-se a fer la correcció sense GCP.

Per a una major fiabilitat estadística del procés de correcció geomètrica, CorrGeom permet que el fitxer de punts de control contingui dos subconjunts de punts, un que s'utilitza per a efectuar els ajustos de les equacions de correcció, i un altre, que anomenem punts de test, que s'utilitza per a estimar l'error amb un conjunt independent de punts. Per a tots dos conjunts de punts, CorrGeom proporciona l'error RMS en X, Y i global per a cada punt així com pel conjunt de punt de control. Lògicament, si només es donen punts d'ajust també només es proporcionen aquests RMS per al conjunt de punts de l'ajust.

Si voleu canviar el sistema de projecció de ràsters o vectors, un cop georeferenciats amb MiraMon (o bé ja georeferenciats en origen i importats a MiraMon), utilitzeu el programa CanviPrj. No confongueu, doncs, la funcionalitat de CorrGeom que permet georeferenciar una capa no georeferenciada amb CanviPrj que permet reprojectar una capa de la qual ja coneixem la georeferenciació.

NOTES:

  1. Quan parlem de sistema de projecció ens referirem a UTM, Lambert, etc, mentre que quan parlem de sistema de referència ens referirem a UTM-31N-UB/ICC (UTM en el fus 31, l'hemisferi Nord, dàtum europeu ED50 amb paràmetres ajustats per UB/ICC), o Goode_Homolosine-WGS84 (Goode Homolosine WGS84 amb dàtum WGS 1984), etc (vegeu l'ajuda Geodesia per a més informació).
  2. D'ara en endavant ens referirem a les imatges i vectors que han estat adaptats a algun sistema de referència utilitzant CorrGeom com a "corregits".

CorrGeom

L'aplicació CorrGeom permet corregir geomètricament ràsters (IMG i JPG: imatges de satèl·lit, fotografia aèria, mapes escannejats...) o capes vectorials (VEC, PNT, ARC i els seus derivats POL i NOD) a partir de n punts de control dels quals es coneixen:

A més a més el programa permet aplicar transformacions afins (translacions, rotacions, inclinacions, escalats i miralls) i una perspectiva tant a ràsters com a vectors.

En el cas de que desitgeu corregir o transformar totes les bandes d'un ràster multibanda (típicament una RGB de 24 bits o una imatge satèl·lit multispectral) podeu indicar-li al programa, amb el paràmetre /MULTIBANDA o activant el botó corresponent que les corregeixi totes en una sola execució i el resultat continuarà essent un ràster multibanda. En aquest cas, aconsellem editar els punts de control sobre la banda amb major resolució. Si la correcció necessita del model digital d'elevacions (MDE), en el cas que les diferents bandes a corregir tinguin diferents costats de píxel, podem usar un MDE multibanda amb tantes bandes com diferents costats de píxel activant el paràmetre /MDE_MULTIBANDA.

Es pot efectuar la correcció per diferents mètodes:


Nota sobre el format dels fitxers COR:

Els fitxers COR contenen els punts de control i, opcionalment, de test, tenen el següent format:

  Nombre_de_punts [Coments]
  X_SistOri1 Y_SistOri1 X_SistDest1 Y_SistDest1 [Z_SistDest1] [Coments1]
    :    :    :     :    :    :

Aquest format pot ser generat amb un editor de text o, més fàcilment, partir d'un fitxer de punts digitalitzats sobre la imatge o vector original a corregir utilitzant el programa VECCOR.


Per imatges ràster i en les opcions del programa que no requereixen la introducció de la resolució ni l'envolupant del fitxer de sortida, aquest hereta aquests paràmetres del MDE. Els valors màxims de l'envolupant del fitxer de sortida s'adapten en funció del valor de la resolució de sortida (res), fent servir la següent expressió:

  Xmàxima = Xmínima + res * arrodonir_per_excés((Xmàxima-Xmínima)/res)
  Ymàxima = Ymínima + res * arrodonir_per_excés((Ymàxima-Ymínima)/res)

El nombre de columnes i de files de la imatge final poden determinar-se de:

  Ncolumnes = (Xmàxima-Xmínima)/res
  Nfiles = (Ymàxima-Ymínima)/res

El valor de fons o sensedades és el valor que s'escriurà en el fitxer corregit quan el fitxer a corregir no tingui dades per a les cel·les de sortida a aquella posició. L'usuari pot decidir el valor del sensedades o pot deixar que sigui el programa qui prengui la decisió. En aquest cas, per defecte, serà igual al d'entrada si existís o, si en origen no n'hi ha, 255 per imatges byte/byte-RLE o el valor negatiu més petit possible per als altres formats. Si la imatge a corregir era byte/byte-RLE i no tenia sensedades definit, i en corregir es generen valors sensedades, per defecte els valors originals vàlids que en destí corresponen al sensedades se saturaran. En imatges de 24-bits reduïdes a 8-bits amb paleta optimitzada aquest fet pot provocar una visualització incorrecta i per tant es dóna l'opció que el programa reclassifiqui aquests valors a l'índex de color més proper, de manera que la visualització queda pràcticament inalterada.

El programa suporta models digitals d'elevacions de tipus de dades byte, integer (short) i real, comprimits o no-comprimits.


Caixa de diàleg de l'aplicació

Caixa de diàleg del CorrGeom


Exemples gràfics

Correccions polinòmiques de primer grau

Detall de la col·locació d'un punt de control a la coordenada UTM-06N (453000,7194000),
dàtum Amèrica del Nord 1983, en un mapa topogràfic 1:25000 de l'USGS a Alaska Fairbanks.
La col·locació acurada d'un punt a cadascun dels 4 extrems del mapa permet obtenir, georeferenciat,
el document cartogràfic amb un RMS que presenta un ajust de 28 cm amb el document escanejat
(en realitat, com que el mapa és a escala 1:25000 l'RMS real sobre el terreny deu ser d'uns 5 m).

Correccions polinòmiques amb Z

Punts d'ajust ubicats en una imatge SPOT ((c) SPOT-Image) Aspecte general de la correcció de l'anterior imatge SPOT sobre
una ortofoto de l'ICGC (les zones amb sensedades es mostren transparents).
Detall de la correcció de l'anterior imatge SPOT comparada amb una imatge de l'ICGC. La xarxa de referència té un costat d'1 km.

Correccions amb equacions de col·linealitat

Punts d'ajust (A) i de test (T) ubicats en un fotograma de l'Institut Cartogràfic i Geològic de Catalunya (ICGC). Detall de la correcció de l'anterior fotograma, convertit en una ortofoto (esquerra) comparat amb una ortofoto de l'ICGC (dreta) per tal d'apreciar el molt bon encaix geomètric aconseguit. Cada píxel de la imatge correspon a 50 cm.

Exemples de sintaxi

Per a imatges ràster

Per a fitxers vectorials

Per a transformacions geomètriques (afins i perspectiva)

Translació de 6.5 unitats en direcció vertical positiva:

Translació de 7 unitats en direcció horitzontal negativa:

Rotació de 45 graus en el sentit horari:

Rotació de 45 graus en el sentit antihorari:

Escalat de raó 2 (en les dues direccions: vertical i horitzontal) més rotació horària de 90 graus:

Lleugera inclinació en la direcció horitzontal cap a la dreta:

Inclinació del 50% en la direcció horitzontal cap a l'esquerra:

Perspectiva d'uns punts situats sobre un ràster del qual també hem fet perspectiva (de 0.5). Suposem que el ràster té com a envolupant (XMIN, YMIN)=(0,10), (XMAX, YMAX)=(4500, 6000)

Rotació d'uns punts situats sobre un ràster del qual també hem fet rotació (de 45 graus). Suposem que el ràster té com a envolupant (XMIN, YMIN)=(0,10), (XMAX, YMAX)=(4500, 6000)

Escalat de cm a m i després traslladar 4000000 m a les Y's. Els arguments de les transformacions afins són transformats pel propi programa, per tant, cal pensar-ho com: Escalatge de cm a m. Traslladar 400000000 cms a les Y.

Per a ajust basat en punts de referència


Sintaxi

Sintaxi:

Opcions:

Paràmetres:

Modificadors: