119033_MATERIALDEESTUDIOPARTEIIIDiap101-160

51 3.8 Imágenes de satélite de otros sensores Sensores activos ERS-2 (SAR) Sistema de Sensor ERS-2 Resolución Resoluci

Views 146 Downloads 1 File size 2MB

Report DMCA / Copyright

DOWNLOAD FILE

Citation preview

51 3.8 Imágenes de satélite de otros sensores Sensores activos

ERS-2 (SAR) Sistema de Sensor ERS-2

Resolución Resolución Altitud Resolución Orbita Espectral (m) Espacial (m) Temporal 5.6 cm

25 y 12.5

780 Km

35 días

Periodo de Operación 20/04/1995 – actualmente

LIDAR (Light Detection and Ranging) Resolución Resolución Altitud Sistema de Resolución Espectral (µ µm) Espacial (m) Temporal Sensor LIDAR

101

De 10 a 250 nm

Alrededor 15 cm

variable

Periodo de Operación

Del 2001 – De 300 a 2000 m actualmente

III. Percepción Remota

3.8 Imágenes de satélite de otros sensores Imágenes derivadas Modelos digitales de elevación

102

III. Percepción Remota

INTERCADE CONSULTANCY & TRAINING

www.intercade.org

52 3.8 Imágenes de satélite: Adquisición Existen diferentes sitios en internet para adquirir imágenes de satélite. En algunos se podrá realizar búsquedas mediante aplicaciones propias del proveedor

Para adquirir imágenes SPOT: http://catalog.sp otimage.com/Pa geSearch.aspx?la nguage=ES&Aspx AutoDetectCooki eSupport=1

103

III. Percepción Remota

3.8 Imágenes de satélite: Adquisición Sitio web de adquisición de imágenes ASTER

http://ims.as ter.ersdac.jsp acesystems.o r.jp/ims/html /MainMenu/ MainMenu.h tml

104

III. Percepción Remota

INTERCADE CONSULTANCY & TRAINING

www.intercade.org

53 3.8 Imágenes de satélite: Adquisición Sitio web de adquisición de Modelos Digitales de Elevación ASTER y SRTM

http://gdex.cr. usgs.gov/gdex/

105

III. Percepción Remota

3.8 Imágenes de satélite: Adquisición Sitio web de adquisición de imágenes MODIS

http://reverb.echo. nasa.gov/reverb/#u tf8=%E2%9C%93&s patial_map=satellit e&spatial_type=rec tangle

106

III. Percepción Remota

INTERCADE CONSULTANCY & TRAINING

www.intercade.org

54 3.9 Imágenes de satélite: Software De los programas de tratamiento digital una gran parte son comerciales y algunos son de uso libre (open source) ERMapper, comercial

ENVI, comercial

PCI Geomatics, comercial Copenhagen Image Processing System, Open source

107

ERDAS, comercial

ILWIS, open source

MultiSpec© Open source

III. Percepción Remota

IV. FOTOGRAMETRIA

108

INTERCADE CONSULTANCY & TRAINING

www.intercade.org

55 4.1 ¿Qué es la fotogrametría? Fotogrametría: Deriva del vocablo "fotograma" (de "phos", "photós", luz, "gramma", trazado, dibujo y "metrón", medir). Es la ciencia de realizar mediciones e interpretaciones confiables por medio de las fotografías, para de esa manera obtener características métricas y geométricas (dimensión, forma y posición), del objeto fotografiado. (ISPRS)

109

IV. Fotogrametría

4.2 Ventajas y desventajas Ventajas  Reducción de costos para exploración de grandes superficies.

 Reducción de trabajo de campo.

 Velocidad de compilación.

 Obtención rápida de datos relacionados a cambios súbitos.

110

IV. Fotogrametría

INTERCADE CONSULTANCY & TRAINING

www.intercade.org

56 4.2 Ventajas y desventajas Ventajas  Flexibilidad en la extracción de información.

 Registro multitemporal.

 Análisis de zonas de difícil acceso.

 Múltiples aplicaciones. 111

IV. Fotogrametría

4.2 Ventajas y desventajas Desventajas  Poca visión de la superficie en presencia de vegetación densa.

 Dificultad para el trazado de curvas de nivel sobre superficies planas.

 Siempre es necesario realizar un control de campo.

 Inversión inicial considerable (personal y equipo).

 Para nuevos levantamientos se requieren fotos nuevas. 112

IV. Fotogrametría

INTERCADE CONSULTANCY & TRAINING

www.intercade.org

57 4.3 Clasificación de la fotogrametría  Uso de la fotografía aérea.

Marcas fiduciarias

Eje Óptico

Aérea Punto principal

 Eje óptico casi siempre es vertical y su posición en el espacio no está determinada.

Lentes

 Formato más utilizado es el de 23 × 23 cm, aunque también está la fotografía aérea de formato pequeño que es más económica.

 Otra modalidad es la fotogrametría espacial, que utiliza imágenes estereoscópicas tomadas desde satélites de observación de la tierra.

113

IV. Fotogrametría

4.3 Clasificación de la fotogrametría Terrestre  Es aquella que utiliza fotografías tomadas sobre un soporte terrestre

 La posición y los elementos de orientación externa de la cámara son conocidos de antemano.

 Actualmente se usa principalmente en labores de apoyo a la arquitectura, arqueología, ingeniería estructural y en levantamientos topográficos de terrenos muy escarpados.

114

IV. Fotogrametría

INTERCADE CONSULTANCY & TRAINING

www.intercade.org

58 4.3 Clasificación de la fotogrametría Objetos cercanos  Agrupa aquellas aplicaciones que no tienen carácter geodésico o topográfico.

 Se aplica principalmente para reconstrucción de terreno y para presentación tridimensional de objetos (realidad virtual).

115

IV. Fotogrametría

4.4 Productos fotogramétricos Mapa de líneas  Producto principal de la fotogrametría.

 Tradicional (graficados sobre mesa de dibujo por el aparato restituidor)

 Interfase CAD (conecta los movimientos del restituidor a un software). Puntos, líneas y polígonos, en diferentes capas según su contenido temático.

 Actualmente esta información alimenta a los Sistemas de Información Geográfica(SIG)

116

IV. Fotogrametría

INTERCADE CONSULTANCY & TRAINING

www.intercade.org

59 4.4 Productos fotogramétricos Puntos de control  Por medios fotogramétricos se pueden determinar las coordenadas espaciales (X, Y, Z) de puntos sobre el terreno, para densificar los puntos que ya se conocen, y los cuales son obtenidos por medios topográficos. P - 13

P-6

P - 11 P - 10

P-5

P-1 P-3

117

IV. Fotogrametría

4.4 Productos fotogramétricos Fotomosaico  Es un ensamblaje de dos o más fotografías que presentan entre ellas un área común. Se clasifican en:

 Controlados: fotos rectificadas y trianguladas.

 Semicontrolados: fotos rectificadas o trianguladas.

 No controlados: fotos sin rectificar ni triangular.

118

IV. Fotogrametría

INTERCADE CONSULTANCY & TRAINING

www.intercade.org

60 4.4 Productos fotogramétricos Ortofoto  Es una fotografía o un conjunto de fotografías cuyas imágenes de los objetos se encuentran en su verdadera posición planimétrica.  Rectificación diferencial, para eliminar de inclinación y del efectos desplazamiento por relieve.  Para la realización de la ortofoto es necesario crear el modelo estereoscópico del terreno para proyectar en forma ortogonal.

119

IV. Fotogrametría

4.4 Productos fotogramétricos Ortofoto estereoscópica  La imagen izquierda es una ortofoto de la fotografía izquierda y la imagen derecha es una ortofoto de la fotografía derecha, la cual contiene la suma de los paralajes en x obtenidos de las variaciones de altura de los puntos correspondientes del terreno (estereomate)

120

IV. Fotogrametría

INTERCADE CONSULTANCY & TRAINING

www.intercade.org

61 4.4 Productos fotogramétricos Ortofotomapa  Es una ortofoto hecha a una escala determinada, sobre la cual se añade la información convencional que posee un mapa.

Ortofotomapa de la ciudad de Rionegro Antioquia. Fuente IGAC. http://www.cartesia.org/print. php?sid=409

121

IV. Fotogrametría

4.4 Productos fotogramétricos Ortofotomapa topográfico  Es un ortofotomapa al cual se añaden las curvas de nivel

Ortofotomapa 1:8.000. Excursión a Los Mores (Ludiente) http://rochaludiente.wordp ress.com/2011/07/15/excu rsion-a-los-mores-ludiente/

122

IV. Fotogrametría

INTERCADE CONSULTANCY & TRAINING

www.intercade.org

62 4.5 Distorciones Factores que afectan la toma de la fotografía La curvatura terrestre ocasiona en la fotografía desplazamientos en forma radial a partir del punto nadir y su magnitud depende de la altura de vuelo y las características geométricas de la cámara.

A= nadir, B = línea de nadir http://www.satimagingcorp.es/svc/orthorectification.html

123

IV. Fotogrametría

4.5 Distorciones Factores que afectan la toma de la fotografía La refracción atmosférica provoca la misma deformación que la anterior y los factores que influyen es: la altura de vuelo y del terreno, así como las condiciones atmosféricas y de la cámara métrica

124

IV. Fotogrametría

INTERCADE CONSULTANCY & TRAINING

www.intercade.org

63 4.5 Distorciones Factores que afectan la toma de la fotografía La distorsión del objetivo o lente, es causada por pequeñas imperfecciones en la curvatura de los lentes y por el centrado de éstos.

Barrilete Alfiletero 125

IV. Fotogrametría

4.5 Distorciones Factores que afectan la toma de la fotografía La deformación de la película, esta es causada por los cambios de temperatura tanto en la película como en el papel donde reimprimen, siendo estas de forma muy irregular.

126

IV. Fotogrametría

INTERCADE CONSULTANCY & TRAINING

www.intercade.org

64 4.5 Distorciones Factores que afectan la toma de la fotografía La existencia de relieve, implica un desplazamiento delos puntos de la imagen. A mayor relieve mayor desplazamiento a´´ a´

n o b´´ b´

Film plane

Camera lens

b´ b´´ a´ o n

a´´

Contact print

A N N´

127

Datum plane

IV. Fotogrametría

4.5 Distorciones Restitución fotogramétrica digital Orthorectification process of remote sensed Image data

2

1. Pixel in the DEM (Height)

3 2. Parameters in the Exterior Orientation

3. In the image, a Brightness Value is determined based on the resampling of surrounding pixels

1

4

4. Height, Exterior Orientation information and Brightness Value used to calculate equivalent location in the orthoimage

Orthographic Projection www.satimagingcorp.com

128

IV. Fotogrametría

INTERCADE CONSULTANCY & TRAINING

www.intercade.org

65

V. FOTOINTERPRETACION

129

5.1 Introducción La fotointerpretación, es el proceso por medio del cual se extrae la información contenida en una fotografía aérea.

130

V. Fotointerpretación

INTERCADE CONSULTANCY & TRAINING

www.intercade.org

66 5.1 Introducción Conocimientos Requeridos para la fotointerpretación  Procesos geomorfológicos

 Escalas

 Formaciones vegetales y usos del suelo

 Formas de los objetos representados

 Tamaño de los objetos representados

131

V. Fotointerpretación

5.2 Para fotointerpretar El primer paso es orientar la fotografía aérea. Pude hacerse a partir de la dirección de las sombras y de la hora indicada en el reloj del fotograma o bien, de forma más exacta, mediante un mapa topográfico de la zona.

132

V. Fotointerpretación

INTERCADE CONSULTANCY & TRAINING

www.intercade.org

67 5.2 Para fotointerpretar Escala de la fotografía aérea en terreno plano La escala de la fotografía es directamente proporcional a la distancia focal de la cámara e inversamente proporcional a la altura de vuelo sobre el terreno. L

ab / AB = f / H = Escala de la fotografía

f o

Fotograma

a

b



Donde: Eje óptico

Terreno

P B

A

133

f = distancia focal H = altura de vuelo

V. Fotointerpretación

5.2 Para fotointerpretar Escala de la fotografía aérea en terreno variable La escala de la fotografía es directamente proporcional a la distancia focal de la cámara e inversamente proporcional a la altura de vuelo sobre el terreno. L

f o

a

b

f / (H – h) = Escala de la fotografía Donde:

H

oA

A

f = distancia focal H = altura máxima h = altura en algún punto del terreno

B Terreno medio

h2

hmedia

h

h1 Datum

134

V. Fotointerpretación

INTERCADE CONSULTANCY & TRAINING

www.intercade.org

68 5.3 Reglas generales para la fotointerpretación Tono: Se refiere al brillo relativo de los objetos. La expresión tonal de los objetos en la imagen está directamente relacionada con la cantidad de energía reflejada. Es así, que los distintos tipos de rocas, suelos vegetación, agua, etc., presentan diferentes tonos.

135

V. Fotointerpretación

5.3 Reglas generales para la fotointerpretación Tono: Otras diferencias en tono son debidas a:  Diferencias de humedad  Posición del sol en el momento de la toma  Distinta reflectividad de los elementos según la longitud de onda  Según la estación del año. 136

V. Fotointerpretación

INTERCADE CONSULTANCY & TRAINING

www.intercade.org

69 5.3 Reglas generales para la fotointerpretación Color: La ventaja del color sobre el tono es que el ojo humano es mucho más sensible a las variaciones cromáticas frente a las variaciones de intensidad luminosa.

137

V. Fotointerpretación

5.3 Reglas generales para la fotointerpretación Textura: Frecuencia con la que suceden cambios de tono, es decir, el contraste espacial entre los elementos que componen a una imagen (repeticiones de cambios tonales).

Densa selva tropical de la Federación Malaya. Presenta muchas variaciones de tono y textura en las copas de los distintos árboles. Escala, 1:15.000. http://www.fao.org/docrep/x538 4s/x5384s04.jpg

138

V. Fotointerpretación

INTERCADE CONSULTANCY & TRAINING

www.intercade.org

70 5.3 Reglas generales para la fotointerpretación Textura: Las texturas pueden ser definidas por los adjetivos suave (campo de trigo crecido) y gruesa (terreno rugoso, como puede ser un suelo desnudo en área de montañas rocosas o cubiertas de bosque).

Gruesa

139

Media

Suave

V. Fotointerpretación

5.3 Reglas para la fotointerpretación Forma: Se refiere a los rasgos de los objetos analizados en una fotografía. El análisis incluye el perímetro de los objetos y la observación de rasgos regulares e irregulares.

En esta imagen, la forma nos permite identificar volcanes, coladas de lava y campos de cultivo. Imagen tomada de Google Earth

140

V. Fotointerpretación

INTERCADE CONSULTANCY & TRAINING

www.intercade.org

71 5.3 Reglas para la fotointerpretación Forma: Las formas geométricas, angulosas y muy rectas se identifican como rasgos artificiales

Zona de Farallón Negro en Catamarca (Argentina). Imagen tomada de Google Earth

141

Las formas irregulares y desordenadas son identificadas como rasgos naturales

Rocas metamórficas y metasedimentarias en Baja California (México). Imagen tomada de Google Earth

V. Fotointerpretación

5.3 Reglas generales para la fotointerpretación El tamaño de los objetos se debe considerar siempre en el contexto de la resolución espacial y de la escala en la que está impresa o desplegada la imagen. En esta imagen, mediante el tamaño identificamos como los elementos mayores las zonas de sierra (rojo) contrastando con los campos de cultivo (gris y verde) y la zona urbana (azul). Imagen Landsat cortesía de USGS

142

V. Fotointerpretación

INTERCADE CONSULTANCY & TRAINING

www.intercade.org

72 5.3 Reglas generales para la fotointerpretación Tamaño: Igualmente es importante relacionar el tamaño del objeto analizado con respecto a otros objetos: por ejemplo para distinguir entre una ciudad y una población, o entre un camino y una carretera

En esta imagen además de las formas indicando rasgos artificiales, se puede diferenciar entre rasgos mayores de zonas de bodegas e industria (blanco y rojo) y casas (gris y café). Imagen tomada de Google Earth

143

V. Fotointerpretación

5.3 Reglas generales para la fotointerpretación El patrón. Se refiere a la distribución espacial del objeto, a la repetición de formas dentro de un espacio geográfico, lo que permite relacionar al patrón con un rasgo natural o artificial. Por ejemplo, una red de drenaje puede presentar patrón dendrítico, paralelo, radial, etc.

Imagen mostrando un patrón de drenaje de tipo dendrítico Imagen tomada de Google Earth

144

V. Fotointerpretación

INTERCADE CONSULTANCY & TRAINING

www.intercade.org

73 5.3 Reglas generales para la fotointerpretación Patrón: En las ciudades se puede distinguir diferentes patrones de construcción (áreas industriales por las naves, murallas de ciudades antiguas, etc). En esta imagen apreciamos un patrón de formas rectas grandes que corresponde a zonas de bodegas, observamos también patrón de líneas relacionadas a vías de tren. Imagen tomada de Google Earth

145

V. Fotointerpretación

5.3 Reglas generales para la fotointerpretación La sombra. Es la oscuridad en un área o espacio debido a que los rayos de una fuente de energía (generalmente el sol) no llegan a ella por la interposición de un cuerpo opaco que forma parte del terreno o una construcción.

La sombra en esta imagen permite identificar patrón de drenaje y estructuras de la Sierra Pinta en Sonora Imagen tomada de Google Earth

146

V. Fotointerpretación

INTERCADE CONSULTANCY & TRAINING

www.intercade.org

74 5.3 Reglas generales para la fotointerpretación Sombra:

Las sombras pueden ocultar fenómenos importantes, pero también ayudan a la percepción tridimensional de los objetos, lo cual puede ayudar a su distinción.

La sombra nos puede ayudar a identificar rasgos como el de esta imagen mostrando la forma de la Torre Eifel en Paris (Francia). Imagen tomada de Google Earth

147

V. Fotointerpretación

5.3 Reglas generales para la fotointerpretación Localización. Se refiere a la posición topográfica o geográfica en la que se encuentra un objeto o elemento con respecto a un marco de referencia (montaña, valle, ciudad, etc). Por ejemplo, un gran edificio situado en el punto donde convergen numerosas vías de tren, lo más probable es que corresponda a una estación de ferrocarril y no a un hospital.

En esta imagen se puede observar un río y varias vías de tren, por lo que se interpreta que es una estación de ferrocarril cerca del río Sena en París (Francia) Imagen tomada de Google Earth

148

V. Fotointerpretación

INTERCADE CONSULTANCY & TRAINING

www.intercade.org

75 5.3 Reglas generales para la fotointerpretación Localización: En algunos casos la identificación de objetos se realiza por eliminación, es decir, conociendo el tema de estudio, por ejemplo, volcanes cercanos a zonas urbanas.

Imagen mostrando la Ciudad de Mexico y al sur se observan conos de ceniza pertenecientes a la Sierra Chichinautzin. Imagen tomada de Google Earth

149

V. Fotointerpretación

VI. ESTEREOSCOPIA

150

INTERCADE CONSULTANCY & TRAINING

www.intercade.org

76 6.1 Estereoscopía Es la ciencia que trata con modelos tridimensionales y los métodos por los cuales este efecto se produce.

 La visión estereoscópica se mediante la obtiene observación de dos imágenes de la misma escena, fotografiada desde dos puntos de vista diferentes, bajo unas ciertas condiciones, consiguiendo así una visión en 3 dimensiones.

151

VI. Estereoscopía

6.2 Factores que dificultan la visión estereoscópica

 Fotografías con diferentes escalas.

 Fotografías de zonas muy inclinadas.

152

VI. Estereoscopía

INTERCADE CONSULTANCY & TRAINING

www.intercade.org

77 6.3 Parámetros para lograr la visión estereoscópica Paralaje  Desplazamiento de la posición de un objeto en dos fotografías consecutivas, causado por un cambio en la posición de la cámara al realizar los disparos  Paralaje vertical (PY): se anula al orientar correctamente el par estereoscópico.  Paralaje horizontal (PX): directamente relacionada con la elevación de los objetos. 153

VI. Estereoscopía

6.3 Parámetros para lograr la visión estereoscópica Paralaje:

a1

b1

Imagen izquierda

a2 b2

Imagen derecha

B A ha

hb

Plano de referencia

xa

154

xb

A = Punto arbitrario en superficie tierra, a una elevación baja B = Punto arbitrario en la superficie tierra, a una elevación alta a1, b1 = puntos "A" y "B" como reflejados en la imagen izquierda a2, b2 = punta "A" y "B" como reflejados en la imagen derecha Xa = paralaje en X debido a la elevación del punto "A" sobre el plano de referencia. Xb = paralaje en X debido a la elevación del punto "A" sobre el plano de referencia. ha = altura del punto "A" sobre el plano de referencia hb = altura del punto "B" sobre el plano de referencia

VI. Estereoscopía

INTERCADE CONSULTANCY & TRAINING

www.intercade.org

78 6.3 Parámetros para lograr la visión estereoscópica Angulo Paraláctico: también conocido como ángulo de convergencia, es formado por la intersección de la línea de vista del ojo izquierdo con la línea de vista del ojo derecho. be Ojo Izq. -

Ojo Der. -

DA

Øa DB A

Øb

DB-DA

A= Punto arbitrario a una elevación alta B = Punto arbitrario a una elevación baja Øa = Angulo de convergencia más grande (punto de alta elevación) Øb = Angulo de convergencia más pequeño (punto de baja elevación) DA = Distancia vertical aparente al punto "A" DB = Distancia vertical aparente al punto "B" DB - DA = Diferencia en distancias verticales aparentes

B

155

VI. Estereoscopía

6.3 Parámetros para lograr la visión estereoscópica Exageración vertical: Diferencia entre las relaciones de la base la proyección de la imagen (Bn/Hn) y la base de la visión estérea (Bs/Hs). Exageración Vertical – Geometría de imagen Bn = Base aérea Hn = Altura de vuelo Wn = Amplitud del objeto pn = Paralaje del punto "A" debido a la elevación hn hn = Altura del objeto 156

VI. Estereoscopía

INTERCADE CONSULTANCY & TRAINING

www.intercade.org

79 6.3 Parámetros para lograr la visión estereoscópica Exageración vertical: Diferencia entre las relaciones de la base la proyección de la imagen (Bn/Hn) y la base de la visión estérea (Bs/Hs). Exageración Vertical – Geometría de vista –estéreo Bs = Base del par estéreo Hs =Altura de visión en estéreo Ws = Amplitud aparente del objeto hs = Altura aparente de "A" ps = Paralaje aparente del punto "A" pi/2 = Mitad de ps medido en la imagen wi/2 = Mitad de ws medido en la imagen 157

VI. Estereoscopía

6.3 Parámetros para lograr la visión estereoscópica Condición de colinealidad:  Aquella que obliga a que se encuentren en la misma recta el centro de proyección, el punto imagen y el punto objeto proyectado. De tal forma que quede asegurada la intersección de dos rayos homólogos en el punto del terreno prefijado. Camera A1

Ground

158

Photograph

A

VI. Estereoscopía

INTERCADE CONSULTANCY & TRAINING

www.intercade.org

80 6.3 Parámetros para lograr la visión estereoscópica Condición de coplaneidad:  La condición de coplaneidad expresa que los puntos de vista de dos fotogramas, S1, S2, los dos puntos homólogos, a1, a2, y el punto homólogo en el terreno, A, pertenecen al mismo plano.

S1

S2 a1

a2

A 159

VI. Estereoscopía

6.3 Parámetros para lograr la visión estereoscópica Orientación interna:  Reconstitución de los haces perspectivos que originaron cada imagen.  Recuperar la geometría del instante de toma del fotograma, ya que la fotografía extraída por aparatos aéreos presenta distorsiones. Foto 1 Objetivo de la cámara Sistema de referencia de la fotografía 1

160

VI. Estereoscopía

INTERCADE CONSULTANCY & TRAINING

www.intercade.org