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Ejemplos gráficos Sintaxis

Presentación y opciones

Introducción

La cartografía convencional sobre papel nos ofrece una enorme fuente de información para incorporar en el seno de un Sistema de Información Geográfica (SIG). Aunque cada vez más la cartografía se genera digitalmente en su origen, todavía existen muchos casos en los que no disponemos de los ficheros digitales, ya sea porque se trata de documentos con cierta antigüedad, o bien porque se han elaborado con técnicas analógicas convencionales , o simplemente porque no tenemos acceso a la información digital original.

En estos casos, aunque la digitalización en tabla es una posibilidad factible, representa un esfuerzo pesado y una pérdida de detalle respecto a la posibilidad de escanear el documento analógico y proceder a su digitalización sobre la pantalla del ordenador.

MiraMon permite transformar ficheros procedentes de prácticamente cualquier escáner (formatos BMP, TIFF, JPG, etc) a formato IMG o JPG (si no lo eran en su origen). Una vez en este formato podremos digitalizar encima las curvas de nivel, carreteras, polígonos de usos del suelo, etc y convertirlos en capas vectoriales. Asimismo, los documentos escaneados no están todavía georeferenciados, con lo cual si digitalizamos directamente encima, las coordenadas de los vectores resultantes estarán en unidades arbitrarias (píxels) del sistema de escaneo y no en unidades mapa del sistema de destino (por ejemplo en metros del sistema UTM). Aunque es posible proceder así y georeferenciar posteriormente el documento vectorial resultante con el programa CorrGeom de MiraMon, resulta aconsejable georeferenciar el ráster y proceder posteriormente a su digitalización, ya que si escaneamos la hoja a trozos podrán mosaicarse con precisión los resultados y, además, en cualquier momento podemos superponer al documento escaneado otras capas de información vectorial de las que disponemos para que nos sirvan de referencia. La georeferenciación de los rasters escaneados también se efectúa desde el programa CorrGeom de MiraMon. En resumen, por tanto, tenemos dos alternativas para la introducción en nuestro SIG de capas vectoriales a partir de documentos en papel escaneados y el programa CorrGeom de MiraMon:

En ambos casos el método recomendado es el ajuste polinómico de primer grado. En el caso muy improbable con los escáners modernos, de que la imagen escaneada presente deformaciones cuadráticas, utilice un ajuste polinómico de segundo grado.

Por otra parte, existen otras fuentes de información muy interesantes para incorporar en nuestro SIG: se trata de capas raster como las imágenes de teledetección y las fotografías aéreas. Estos materiales pueden obtenerse directamente en formato digital (en el caso de la mayoría de imágenes de teledetección) o bien, si vienen sobre un soporte de papel o fotográfico (en caso de fotografías aéreas convencionales), pueden escanearse para convertirlas en una imagen digital.

Las imágenes de teledetección presentan una serie de deformaciones geométricas producidas por la rotación y curvatura de la Tierra, la órbita de la plataforma, etc. El programa CorrGeom de MiraMon permite corregir estas imágenes mediante las técnicas convencionales basadas en polinomios de primero y segundo grado. En el caso de las fotografías aéreas y de las imágenes de teledetección con cierto detalle (píxel de 50 m o menor) es aconsejable efectuar la corrección teniendo en cuenta el relieve terrestre. CorrGeom ofrece los métodos "ajuste polinómico con zetas" para imágenes de satélite con tamaños de píxel pequeños (Landsat TM, SPOT XS y P, IRS LISS, etc) y "ajuste mediante ecuaciones de colinearidad" para fotografía aérea, método que aplica las ecuaciones fundamentales de la fotogrametría. Estas imágenes corregidas geométricamente utilizando el relieve a través de un Modelo Digital de Elevaciones (MDE) reciben el nombre de ortoimágenes (ortofotos en el caso de fotografía aérea).

El programa CorrGeom, por tanto, permite corregir estas deformaciones (órbita de las plataformas, relieve terrestre, etc) y adaptar las imágenes a un sistema de proyección cartográfica conocido, como por ejemplo UTM. Una vez en el sistema de proyección adecuado, las imágenes podrán superponerse con otras imágenes y capas vectoriales en el mismo sistema de proyección.

Tanto para corregir rasters como vectores habitualmente hay que disponer de un conjunto de puntos de control sobre el terreno (GCP) los cuales nos indican diversas coordenadas en el sistema de referencia origen (no corregido) y destino (corregido). Los GCP pueden entrarse con un editor de textos o pueden digitalizarse con MiraMon como puntos y convertirlos en GCP con VECCOR (ver más abajo).
En el caso de imágenes captadas desde un sistema que conozca con exactitud suficiente la posición y actitud del sensor (GPS+INS) se puede llegar a hacer la corrección sin GCP.

Para una mayor fiabilidad estadística del proceso de corrección geométrica, CorrGeom permite que el fichero de puntos de control contenga dos subconjuntos de puntos, uno que se utiliza para efectuar los ajustes de las ecuaciones de corrección, y otro, al que llamamos puntos de test, que se utiliza para estimar el error con un conjunto independiente de puntos. Para ambos conjuntos de puntos, CorrGeom proporciona el error RMS en X, Y y global para cada punto así como para el conjunto de puntos de control. Lógicamente, si solamente se dan puntos de ajuste solamente se proporcionan estos RMS para el conjunto de puntos del ajuste.

Si desea cambiar el sistema de proyección de rasters o vectores, una vez georeferenciados con MiraMon (o ya georeferenciados en origen e importados a MiraMon), utilice el programa CanviPrj. No confunda, pues, la funcionalidad de CorrGeom que permite georeferenciar una capa no georeferenciada con CanviPrj que permite reproyectar una capa de la que ya conocemos la georeferenciación.

NOTAS:

  1. Cuando hablemos de sistema de proyección nos referiremos a UTM, Lambert, etc, mientras que cuando hablemos de sistema de referencia nos referiremos a UTM-31N-UB/ICC (UTM en el huso 31, hemisferio Norte, datum europeo ED50 con parámetros ajustados para UB/ICC), o Goode_Homolosine-WGS84 (Goode Homolosine WGS84 con datum WGS 1984), etc. (vea la ayuda Geodesia para más información)
  2. En adelante nos referiremos a las imágenes y vectores que han sido adaptados a algún sistema de referencia utilizando CorrGeom como "corregidos".

CorrGeom

Este programa permite corregir geométricamente rasters (IMG y JPG: imágenes de satélite, fotografía aérea, mapas escaneados...) o capas vectoriales (VEC, PNT, ARC y sus derivados POL y NOD) a partir de n puntos de control de los cuales se conoce:

Además, el programa permite aplicar transformaciones afines (translaciones, rotaciones, inclinaciones, escalados y reflejos) y una perspectiva tanto en rasters como en vectores.

En caso de que desee corregir todas las bandas de un ráster multibanda (típicamente una RGB de 24 bits o una imágen satélite multiespectral) puede indicarle al programa, con el parámetro /MULTIBANDA o activando el botón correspondiente que las corrija todas en una sola ejecución y el resultado continuará siendo un raster multibanda. En este caso, aconsejamos editar los puntos de control sobre la banda con mayor resolución. Si la corrección requiere el modelo digital de elevaciones (MDE), en el caso de que las diferentes bandas a corregir tengan diferentes lados de píxel, podemos utilizar un MDE multibanda con tantas bandas como diferentes lados de píxel activando el parámetro /MDE_MULTIBANDA.

Se puede efectuar la corrección mediante diferentes métodos:


Nota sobre el formato de los ficheros COR:

Los ficheros COR contienen los puntos de control y, opcionalmente, de test, tienen el formato siguiente:

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

Este formato puede generarse con un editor de texto o, más fácilmente, partiendo de un fichero de puntos digitalizados sobre la imagen o vector original a corregir utilizando el programa VECCOR.


Para imágenes raster y en las opciones del programa que no requieren la introducción de la resolución ni el envolvente del fichero de salida, éste hereda estos parámetros del MDE. Los valores máximos del envolvente del fichero de salida se adaptan en función del valor de la resolución de salida (res), usando la expresión siguiente:

    Xmáxima = Xmínima + res * redondear_por_exceso((Xmáxima-Xmínima)/res)
    Ymáxima = Ymínima + res * redondear_por_exceso((Ymáxima-Ymínima)/res)

El número de columnas y filas de la imagen final pueden deducirse de:

    Ncolumnas = (Xmáxima-Xmínima)/res
    Nfilas = (Ymáxima-Ymínima)/res

El valor de fondo o sindatos es el valor que se escribirá en el ficherocorregido cuando el fichero a corregir no tenga datos para las celdas desalida en aquella posición. El usuario puede decidir el valor de NODATA opuede permitir al programa tomar la decisión. En este caso, por defecto, seráigual al de entrada si existiera o, si en origen no hay, 255 para imágenesbyte/byte-RLE o el valor negativo más pequeño posible para los demás formatos.Si la imagen a corregir era byte/byte-RLE y no tenía NODATA definido, y alcorregir se generan valores NODATA, por defecto los valores originales válidosque en destino corresponden a NODATA se saturarán. En imágenes de 24-bitsreducidas a 8-bits con paleta optimizada este hecho puede provocar unavisualización incorrecta y por tanto se da la opción de que el programareclasifique estos valores al índice de color más cercano, de manera que lavisualización queda prácticamente inalterada.

El programa soporta modelos digitales de elevaciones de tipo de datos byte, integer (short) y real, comprimidos o no-comprimidos.


Caja de diálogo de la aplicación

Caja de diálogo de CorrGeom


Ejemplos gráficos

Correcciones polinómicas de primer grado

Detalle de la colocación de un punto de control en la coordenada UTM-06N (453000,7194000),
datum Norteamérica 1983, en un mapa topográfico 1:25000 del USGS en Alaska Fairbanks.
La colocación esmerada de un punto en cada uno de los 4 extremos del mapa permite obtener, georeferenciado,
el documento cartográfico con un RMS que presenta un ajuste de 28 cm con el documento escaneado
(en realidad, puesto que el mapa es a escala 1:25000 el RMS real sobre el terreno debe ser de unos 5 m).

Correcciones polinómicas con Z

Puntos de ajuste ubicados en una imagen SPOT ((c) SPOT-Image) Aspecto general de la corrección de la anterior imagen SPOT sobre
una ortofoto del ICGC (las zonas con sindatos se muestran transparentes).
Detalle de la corrección de la anterior imagen SPOT comparada con una imagen del ICGC. La red de referencia tiene un lado de 1 km.

Correcciones con ecuaciones de colinealidad

Puntos de ajuste (A) y prueba (T) situados en un marco del Instituto Cartográfico y Geológico de Cataluña (ICGC). Detalle de la corrección del anterior fotograma, convertido en una ortofoto (izquierda) comparado con una ortofoto del ICGC (derecha) para apreciar el muy buen ensamblaje geométrico conseguido. Cada píxel de la imagen corresponde a 50 cm.

Ejemplos de sintaxis

Para imágenes ráster

Para ficheros vectoriales

Para transformaciones geométricas (afines y en perspectiva)

Traslación de 6.5 unidades en dirección vertical positiva:

Traslación de 7 unidades en dirección horizontal negativa:

Rotación de 45 grados en el sentido horario:

Rotación de 45 grados en el sentido antihorario:

Escalado de razón 2 (en las dos direcciones: vertical y horizontal) más rotación horaria de 90 grados:

Ligera inclinación en la dirección horizontal hacia la derecha:

Inclinación del 50% en la dirección hortizontal hacia la izquierda:

Perspectiva de unos puntos situados sobre un ráster del que también hemos hecho perspectiva (de 0.5). Supongamos que el ráster tiene como envolvente (XMIN, YMIN)=(0,10), (XMAX, YMAX)=(4500, 6000)

Rotación de unos puntos situados sobre un ráster del que también hemos realizado rotación (de 45 grados). Supongamos que el ráster tiene como envolvente (XMIN, YMIN)=(0,10), (XMAX, YMAX)=(4500, 6000)

Escalado de cm a m y después trasladar 4000000 m a las Y's. Los argumentos de las transformaciones afines son transformados por el propio programa, por tanto, hay que pensarlo como: Escalaje de cm a m. Trasladar 400000000 cms a las Y.

Para ajuste basado en puntos de referencia


Sintaxis

Sintaxis:
Opciones para ficheros ráster (IMG):
CorrGeom  1/2  cor cor_s  f_i.img  f_s int xm  xM  ym  yM   res
CorrGeom 3/4/5 cor cor_s  f_i.img  f_s int MDE
CorrGeom   6   cor cor_s  f_i.img  f_s int MDE dpi iter op_posicio op_actitud op_focal op_ppral
CorrGeom   7   f_i.img  f_s int [T Tx Ty][E Ex Ey][I Id Ir][R g][P Pr][M Md][...]
Opciones para ficheros vectoriales estructurados (PNT, ARC):
(La corrección de los ficheros POL y NOD se realiza corrigiendo el fichero correspondiente ARC)
CorrGeom 1/2 cor cor_s f_i.pnt f_s
CorrGeom 1/2 cor cor_s f_i.arc f_s
CorrGeom   7 f_i.pnt  f_s [T Tx Ty][E Ex Ey][I Id Ir][R g][P Pr][M Md][...]
CorrGeom   7 f_i.arc  f_s [T Tx Ty][E Ex Ey][I Id Ir][R g][P Pr][M Md][...]

Opciones para ficheros vectoriales no estructurados (VEC):
CorrGeom 1/2 cor cor_s f_i.VEC f_s [n_decimales]
        CorrGeom   7 f_i.vec  f_s [T Tx Ty][E Ex Ey][I Id Ir][R g][P Pr][M Md][...]
Parámetros obligatorios específicos para transformaciones geométricas (afines y perspectiva) Hay disponibles algunos ejemplos de transformaciones geométricas (afines y perspectiva) más adelante.

Parámetros optativos:

Parámetros optativos específicos de las ecuaciones de colinealidad:

Parámetros optativos específicos para transformaciones geométricas (afines y perspectiva)