ACTUALIZACION DE CARTOGRAFIA POR MEDIO DE IMAGENES AEREAS

Procedimiento realizado

1. Se identifico el área de trabajo, correspondiente al municipio de yumbo.

2. Se tomo la cartografía análoga, y se selecciono la zona de interés.

3. Después de tener el  área seleccionada, se procedió a escanearla, y se georeferencio con el programa MicroStacion V7.1.

4. Al tener georeferenciada la imagen, se generaron coberturas propias de la imagen (Vías, Drenajes, Cuevas de Nivel, Infraestructura, y Otros.).

5. Al terminar esta primera fase, se procedió a cambiar la extensión de los archivos de las coberturas, generados en MicroStacion V7.1 (.dgn), a ( .shp ), mediante el programa ArcView GIS 3.2; después de hecho esto, estos archivos fueron abiertos en el programa ERDAS IMAGINE 8.5, para proceder a georeferenciar las imágenes que correspondían a la zona. (En la pagina siguiente, se mostrara con mas detalle lo dicho).

6. Se georeferenciaron las fotografías aéreas, con base en la información ya digitalizada, y se procedió a la elaboración del mosaico.

7. Se complemento la información a partir de las fotografías aéreas.

8. Se realizo un proceso aproximado de generalización a la cartografía generada.

9. Al terminar la cartografia, se procedió a la realización de un control posicional de calidad, donde se aplicaron los diferentes test vistos en la clase, (TEST NMAS, EMAS, NSSDA, ASPRS), los cuales serán explicados mas adelante.

2.2 Georreferenciación en ERDAS

En primer lugar, se presentara en la figura No.1, un cuadro el cual muestra en gran detalle el resultado obtenido después de pasar los archivos de (.dgn), a (.shp), mediante el programa ArcView GIS 3.2. Esto se logro, haciendo Click en View en la barra de herramientas, seleccionando la opción add theme, o haciendo click en el botón

 Después de realizado esto, damos inicio al programa ERDAS 8.5.

Vamos a inicio, seleccionamos todos los programas, buscamos ERDAS IMAGINE 8.5 y lo seleccionamos.

Luego se despliega una ventana donde se ve una barra de herramientas la cual tiene un icono que dice View, hacemos click y se despliega una ventana donde abriremos las imágenes.

Desarrollo:

Abrimos la imagen de yumbo en la primera ventana View, luego para hacer la georreferenciación necesitamos una base cartográfica, para esto, tomamos los archivos (.shp), que fueron cambiados los cuales corresponden a: Red Hídrica, Pastos-Bosques, Infra-Estructuras, Vías, y Curvas de Nivel.

                                Figura No.2: Fijación Puntos de Control.

Teniendo abierta la fotografía aérea en formato (.img), y los archivos (.shp), vamos a la imagen aérea en el primer View, y seleccionamos RASTER – GEOMETRIC CORRECTION, y este nos despliega una nueva ventana la cual tiene unas opciones. (Set Geometric Model, que corresponde a la figura No.2).

El cuadro de dialogo muestra los tipos de modelo geométrico como las imágenes Lansat o Spot y Polinomial.

En este caso, se escogió Polinomial, damos OK.

            

Figuro No.3: Propiedades Polinomiales del Modelo.

Luego de escoger el modelo geométrico nos aparece otra de  cuadro de dialogo ( Figura No.3), vamos a el tipo de proyección, en la casilla Map Units, escogemos metros, y vamos a ( Add/Change Proyección),y escogemos UTM WGS 84 zona 17 sur, seleccionamos OK y salimos dando Close.

Nos aparece otro cuadro de dialogo que nos indica si esta proyección es sobre una vista existente, damos OK y seleccionamos la vista donde están los archivos (.shp), abiertos, luego se despliega una ventana con la información escogida. (Figura No.4).

                             

Figura No.4: Información Referenciada en el Mapa.

Cuando damos OK, se despliegan otras ventanas las cuales son:

Dos ventanas con un zoom de la fotografía y la otra es un zoom de la cartografía, y una tabla en la cual se muestra el registro de los puntos de chequeo y control (Tabla No.1), también otra pequeña ventana donde hay unas herramientas para la georreferenciación..

                                            Tabla No.1: Registro de puntos (Chequeo y Control)

                                            Tabla No.2: Herramientas para georreferenciación

Para empezar a colocar los puntos sobre la fotografía, y sobre la cartografía, escogemos el segundo icono de la tabla No.2, y colocamos tres puntos en la fotografía y otros en la cartografía, después de colocar estos puntos de chequeo, los otros puntos se generan automáticamente en la cartografía.

Estos puntos, traen un error asociado que se procura no sea mayor a1, este error se aprecia en la parte superior de la Tabla No.1.

Después de tener ubicados los puntos, y que el error sea aceptable, tenemos:

   

Figura No.5: Ubicación Ptos. De Control (Cartografia generada).
 

                            Figura No.6: Ubicación Ptos. De Control (Fotografía a Georrefrerenciar)

 Después de obtenido lo anterior, se procedió a guardar el registro de puntos, vamos a la ventana GCP TOOL y en FILE – SAVE INPUT AS para dejar constancia del trabajo realizado.

Ahora, para generar la fotografía georreferenciada utilizamos el tercer icono de la ventana de herramientas GEO-CORRECTION TOOL, este nos despliega una nueva ventana de dialogo donde se le asigna el nombre a la nueva foto, en este caso (foto-yumbo), y el directorio donde se guardara el archivo, hecho esto, el programa realizara el proceso de georreferenciación, y por ultimo, para verificar el resultado, abrimos otra ventana View y buscamos el archivo, y tendremos la imagen corregida y georreferenciada, como lo veremos a continuación:

Figura No.7: Imagen Corregida y Georreferenciada (foto-yumbo).

El mismo proceso mencionado anteriormente, fue desarrollado con la siguiente imagen obtenida (Figura No.8), la cual fue guardada con el nombre de (yumbo-foto-2).

Figura No.8: Imagen Corregida y Georreferenciada (yumbo-foto-2).

Después de obtenidas las anteriores imágenes, se procedió a la elaboración del mosaico, cuya característica que presenta es que las imágenes con las cuales se va a elaborar el mosaico estén corregidas, y el resultado obtenido fue el siguiente:

Figura No.9: Foto-Mosaico.

Para terminar, se realizo el proceso de generalización cartográfica y actualización de la misma.

3. ANALISIS POCISIONAL REALIZADO

(Algoritmos Utilizados)

A continuación se mostraran los algoritmos utilizados para la elaboración de los respectivos test como lo son: NMAS, EMAS, NSSDA, Y ASPRS.

3.1 Test NMAS:

En cuanto a escalas:

Rangos:

Escala ≥ 1:20.000 (0.846cm).

Escalas < 1:20.000 (0.05cm). (De acuerdo con la escala).

Formulas Utilizadas:

Errores: Ex, Ey

X base – x mapa = Ex

Y base – y mapa = Ey   ,   EH = √ Ex²+Ey²  (a esta columna le calculo la Desv.

                                                                                  Standard).

(3. Desviación Standard) = Errores Groseros.

3.2 Test EMAS:

Formulas Utilizadas:

Errores: Ex, Ey

X base – x mapa = Ex

Y base – y mapa = Ey

-Calcular el promedio de los puntos que componen la muestra:

                            

-Calcular la desviación estándar de cada componente (X,Y):

                           

- Calcular los test de cumplimiento / rechazo del estándar:

     

                                                      t.student                      chi-cuadrado

- Calcular el error medio cuadrático:

 Observación: Los anteriores test, la principal característica que poseen, es que me dicen si el mapa cumple o no con los estándares de calidad.

3.3 Test NSSDA:

(Entrega un resultado con un nivel de confianza del  95% de los datos).

Formulas Utilizadas:

Emcx      Ex     

Emcy      Ey   ,  Exactitud = 1.22385 (Emcx + Emcy).

 Emc = Error medio cuadrático. (El error presente con respecto a los datos obtenidos en las  coordenadas).

3.4 Test ASPRS:

       -Calcular el error medio cuadrático para cada componente (X, Y). Dependiendo de los valores de este, así mismo, puedo clasificar de acuerdo a una clase (1, 2,3), el rango de calidad a que pertenece, si pasa.

Observación: Al contrario de los dos test anteriores, el NSSDA y el ASPRS me dan un porcentaje con un determinado nivel de confianza de los datos.

4. CÁLCULOS Y ANÁLISIS REALIZADO

4.1 Test NMAS:

	Cartografia Base		Cartografia Generada
Puntos	XBase	YBase	Xmapa	Ymapa	Ex	Ey	EH
1	1064,220	885,720	1064,208	885,806	0,012	-0,086	0,087
2	1063,780	885,760	1063,742	885,809	0,038	-0,049	0,062
3	1066,220	886,560	1066,234	886,611	-0,014	-0,051	0,053
4	1066,420	886,580	1066,399	886,631	0,021	-0,051	0,055
5	1064,140	885,080	1064,121	885,088	0,019	-0,008	0,021
6	1063,420	885,540	1063,355	885,622	0,065	-0,082	0,105
7	1063,180	885,160	1063,170	885,185	0,010	-0,025	0,027
8	1063,340	884,380	1063,345	884,409	-0,005	-0,029	0,029
9	1063,440	883,940	1063,400	883,980	0,040	-0,040	0,057
10	1063,640	883,920	1063,607	883,933	0,033	-0,013	0,035
11	1063,040	882,120	1063,006	882,138	0,034	-0,018	0,038
12	1064,100	882,160	1064,082	882,187	0,018	-0,027	0,032
13	1064,680	883,760	1064,673	883,778	0,007	-0,018	0,019
14	1065,280	883,400	1065,255	883,429	0,025	-0,029	0,038
15	1065,540	883,200	1065,536	883,196	0,004	0,004	0,006
16	1066,320	886,080	1066,331	886,142	-0,011	-0,062	0,063
17	1066,960	885,660	1066,961	885,699	-0,001	-0,039	0,039
18	1066,160	883,820	1066,166	883,865	-0,006	-0,045	0,045
19	1065,420	883,840	1065,400	883,865	0,020	-0,025	0,032
20	1065,920	883,240	1065,914	883,264	0,006	-0,024	0,025
				Promedio	0,016	-0,036	0,043
				D. Estándar	0,020	0,023	0,023
				EMC	0,025	0,042	0,049

                  Tabla No.3: Análisis y Evaluación Realizado con el Test NMAS

E.groseros.

0,070

Observación:

Con respecto a este test, se puede decir que el 10% de los datos debe tener error < a 0,05cm, de acuerdo con la escala, en este caso, la escala de trabajo fue: 1/25000, entonces serian 12,5m. Y si observamos los resultados obtenidos no se presenta ningún valor que supere este. Por lo tanto, se puede decir que la muestra se considera confiable. Además, en la columna de los EH, hay solo dos valores que superan al error grosero, y con respecto a la muestra del 10% de los datos se considera que la cartografía cumple.

4.2 Test EMAS:

Puntos	XBase	YBase	Xmapa	Ymapa	Ex	Ey	EH
1	1064,220	885,720	1064,208	885,806	0,012	-0,086	0,087
2	1063,780	885,760	1063,742	885,809	0,038	-0,049	0,062
3	1066,220	886,560	1066,234	886,611	-0,014	-0,051	0,053
4	1066,420	886,580	1066,399	886,631	0,021	-0,051	0,055
5	1064,140	885,080	1064,121	885,088	0,019	-0,008	0,021
6	1063,420	885,540	1063,355	885,622	0,065	-0,082	0,105
7	1063,180	885,160	1063,170	885,185	0,010	-0,025	0,027
8	1063,340	884,380	1063,345	884,409	-0,005	-0,029	0,029
9	1063,440	883,940	1063,400	883,980	0,040	-0,040	0,057
10	1063,640	883,920	1063,607	883,933	0,033	-0,013	0,035
11	1063,040	882,120	1063,006	882,138	0,034	-0,018	0,038
12	1064,100	882,160	1064,082	882,187	0,018	-0,027	0,032
13	1064,680	883,760	1064,673	883,778	0,007	-0,018	0,019
14	1065,280	883,400	1065,255	883,429	0,025	-0,029	0,038
15	1065,540	883,200	1065,536	883,196	0,004	0,004	0,006
16	1066,320	886,080	1066,331	886,142	-0,011	-0,062	0,063
17	1066,960	885,660	1066,961	885,699	-0,001	-0,039	0,039
18	1066,160	883,820	1066,166	883,865	-0,006	-0,045	0,045
19	1065,420	883,840	1065,400	883,865	0,020	-0,025	0,032
20	1065,920	883,240	1065,914	883,264	0,006	-0,024	0,025
				Promedio	0,016	-0,036	0,043
				D. Estándar	0,0198	0,0231	0,0235

                  Tabla No.4: Análisis y Evaluación Realizado con el Test EMAS

Observación:

En este caso se puede notar que el RMSE o EMC tiende a ser igual a Sn=0, por lo tanto se dice que tiene un comportamiento normal. 

Los resultados obtenidos con respecto al t-student y al chi-cuadrado, para cada componente, comparándolos con unas tablas ya establecidas, me dicen si la cartografía generada cumple, en este caso, se puede decir que cumple con el estándar de calidad aplicable.

4.3 Test NSSDA:

Puntos	XBase	YBase	Xmapa	Ymapa	Ex	Ey
1	1064,220	885,720	1064,208	885,806	0,012	-0,086
2	1063,780	885,760	1063,742	885,809	0,038	-0,049
3	1066,220	886,560	1066,234	886,611	-0,014	-0,051
4	1066,420	886,580	1066,399	886,631	0,021	-0,051
5	1064,140	885,080	1064,121	885,088	0,019	-0,008
6	1063,420	885,540	1063,355	885,622	0,065	-0,082
7	1063,180	885,160	1063,170	885,185	0,010	-0,025
8	1063,340	884,380	1063,345	884,409	-0,005	-0,029
9	1063,440	883,940	1063,400	883,980	0,040	-0,040
10	1063,640	883,920	1063,607	883,933	0,033	-0,013
11	1063,040	882,120	1063,006	882,138	0,034	-0,018
12	1064,100	882,160	1064,082	882,187	0,018	-0,027
13	1064,680	883,760	1064,673	883,778	0,007	-0,018
14	1065,280	883,400	1065,255	883,429	0,025	-0,029
15	1065,540	883,200	1065,536	883,196	0,004	0,004
16	1066,320	886,080	1066,331	886,142	-0,011	-0,062
17	1066,960	885,660	1066,961	885,699	-0,001	-0,039
18	1066,160	883,820	1066,166	883,865	-0,006	-0,045
19	1065,420	883,840	1065,400	883,865	0,020	-0,025
20	1065,920	883,240	1065,914	883,264	0,006	-0,024

                               

                  Tabla No.5: Análisis y Evaluación Realizado con el Test NSSDA

EMCr: Error radial presente con respecto a las coordenadas Suministradas (x, y).

Observación:

Según la cartografía generada y su análisis con el test NSSDA, nos arroja una exactitud con un nivel de confianza del 95% de los datos, en donde tal exactitud ayuda a que un cliente el cual requiere la cartografía generada le sea útil.

 Verificado para 0,082m de exactitud horizontal al 95% de nivel de confianza, o bien 0,074m.

4.4 Test ASPRS:

Puntos	XBase	YBase	Xmapa	Ymapa	Ex	Ey	EH
1	1064,220	885,720	1064,208	885,806	0,012	-0,086	0,087
2	1063,780	885,760	1063,742	885,809	0,038	-0,049	0,062
3	1066,220	886,560	1066,234	886,611	-0,014	-0,051	0,053
4	1066,420	886,580	1066,399	886,631	0,021	-0,051	0,055
5	1064,140	885,080	1064,121	885,088	0,019	-0,008	0,021
6	1063,420	885,540	1063,355	885,622	0,065	-0,082	0,105
7	1063,180	885,160	1063,170	885,185	0,010	-0,025	0,027
8	1063,340	884,380	1063,345	884,409	-0,005	-0,029	0,029
9	1063,440	883,940	1063,400	883,980	0,040	-0,040	0,057
10	1063,640	883,920	1063,607	883,933	0,033	-0,013	0,035
11	1063,040	882,120	1063,006	882,138	0,034	-0,018	0,038
12	1064,100	882,160	1064,082	882,187	0,018	-0,027	0,032
13	1064,680	883,760	1064,673	883,778	0,007	-0,018	0,019
14	1065,280	883,400	1065,255	883,429	0,025	-0,029	0,038
15	1065,540	883,200	1065,536	883,196	0,004	0,004	0,006
16	1066,320	886,080	1066,331	886,142	-0,011	-0,062	0,063
17	1066,960	885,660	1066,961	885,699	-0,001	-0,039	0,039
18	1066,160	883,820	1066,166	883,865	-0,006	-0,045	0,045
19	1065,420	883,840	1065,400	883,865	0,020	-0,025	0,032
20	1065,920	883,240	1065,914	883,264	0,006	-0,024	0,025

                                                 

                         Tabla No.6: Análisis y Evaluación Realizado con el Test ASPRS

Observación:

Los resultados obtenidos en este test con respecto al RMSE, para comprobar que cumplen con el estándar ASPRS, se comparan con una fuente de mayor exactitud, en este caso, una tabla ya establecida, en la cual de acuerdo a la escala del mapa puedo definir la calidad del mismo. En este caso, la escala de la cartografía suministrada es 1:25000, correspondiente a un RMSE limite de 6.25m. Por lo tanto, según la tabla establecida, se puede decir que este mapa, ha sido comprobado y cumple con el estándar ASPRS.

5. CONCLUSIONES

● Como se aprecia, el resultado es que la cartografía encaja a la perfección con la foto georreferenciada; el proceso no es complicado, tan solo hay que tener cuidado, con la colocación de los tres primeros puntos de control para que nuestro error no sea muy grande y no tener complicaciones en la georreferenciación.

● Se logro realizar la corrección geométrica de las fotografías, para de esta forma proceder a elaborar el respectivo mosaico, y la respectiva actualización y generalización de la misma.

● También, hay que tener en cuenta,  los archivos manejados en GIS, como son el (CSV, SHP), y el respectivo procedimiento que ha de realizarse en los programas que fueron utilizados en esta ocasión. Además, el análisis posicional  que debe poseer la cartografía generada, que me definen la calidad de la misma.