Map Algebra and Georectification PDF

Sistemas de información geográfica Nicola Clerici, PhD Biology Program Faculty of Natural Sciences and Mathematics Universidad del Rosario 1 Sistemas de información geográfica 24 AGOSTO: PARCIAL 1 Temas: hasta el 22 de agosto 2 Sistemas de información geográfica Ejercicios de algebra de map...

Sistemas de información geográfica Nicola Clerici, PhD Biology Program Faculty of Natural Sciences and Mathematics Universidad del Rosario 1 Sistemas de información geográfica 24 AGOSTO: PARCIAL 1 Temas: hasta el 22 de agosto 2 Sistemas de información geográfica Ejercicios de algebra de mapas 3 Sistemas de información geográfica Recordamos: Hay 4 grupos de funciones principales en algebra de mapas según las modalidades en que toman la información para su cálculo entre capas: • Local. El valor en cada celda de la capa resultante es función únicamente de los valores en esa misma celda (posición) en las capas de partida. • Focal. El valor en cada celda de la capa resultante es función del valor a) en dicha celda y también b) en las celdas situadas en un entorno definido alrededor de la misma. 1. Zonal o regional. . El valor en cada celda de la capa resultante C es función del valor de todas las celdas con un mismo valor (=zona o región) en la capa A y de los valores de la capa B. Regiones en raster con valores no continuos (capa temática) • Global. El valor resultante de la función es obtenido a partir de todas las celdas de la capa. 4 Sistemas de información geográfica Ejercicios (Funciones Locales) 1) Reclasificar el fichero A.tif de manera que el valor de las celdas sea igual a la primera cifra de su valor inicial de celda (con Reclassify) 2) Con Raster calculator hacer operaciones matemáticas básicas entre A.tif y B.tif (grabar file en salida como .TIF) 5 Sistemas de información geográfica Ejercicios (Funciones Locales) 3) Quiero aislar en un raster una sola cobertura del suelo/ecosistema…cómo hago? i.e. producir un raster con 1 sola clase desde otro que tiene muchas. 4) Probar el remuestreo con A.tif o con B.tif de manera que la cell size=250 m: Resample Ejercicios (Funciones Focales) 5) Explorar el comando Focal statistics 6 Sistemas de información geográfica Ejercicios (Funciones Zonales) 6) Prueba Zonal statistics as table –usando MAX (Zonal maximum) con B.tif = input zones layer y A.tif input values layer. Mirar la tabla de atributos. Ejercicios (Funciones Globales) 7) Abrir rasterriver.tif (comentar la capa) Aplicar Euclidean Distance a rasterriver.tif (dejar todo lo opcional como está) Usar Simbología>Clasificada (32 clases) 7 Sistemas de información geográfica Geo-referenciación 8 Sistemas de información geográfica Geo-referenciación Es importante en SIG que toda información tenga coordenadas A veces necesitamos incluir información geográfica a mapas/imágenes no geo-referenciadas (= “geo-referenciación”) Con la geo-referenciación, nuestra representación (imagen/vector), queda “situada” en un sistema de coordenadas. Este proceso se fundamenta en el establecimiento de una correspondencia entre las coordenadas de los píxeles de la imagen (que no las tienen todavía) y las coordenadas reales de los datos de referencia Esto se lleva a cabo por medio de una función de transformación de la forma: (x’,y’) = f(xc,yc) (Olaya, 2014) Para hacer esto es necesario conocer algunos puntos puntos de referencia o de control (xc,yc) con coordenadas (precisas!). En inglés Ground Control Points (GCPs) 9 Sistemas de información geográfica • Los puntos de control tienen que ser bien identificables en la imagen/vector que queremos geo-referenciar • Pueden ser puntos GPS o de una imagen ya corregida cuyas coordenadas pueden emplearse como dato fiable • Pueden ser cruces de camino u otros elementos fácilmente identificables (x’,y’) = f(xc,yc) Hay varias funciones para cumplir la geo-referenciación según el tipo de transformación (translación, rotación, cambio de escala,…): polinomios de segundo o tercer grado son las opciones más habituales. Un número de puntos mayor al estrictamente requerido (matemáticamente) para las transformaciones produce un resultado mejor estadísticamente. 10 Sistemas de información geográfica Por muy precisa que sea la transformación que realicemos, esta nunca va a asignar a todos los puntos de control la coordenada correcta que les corresponde (imprecisiones del técnico, aproximaciones de la f(x), etc) En base a los puntos de control puede calcularse la bondad del ajuste mediante el cálculo del error medio cuadrático (RMSE) del ajuste. La discrepancia entre las coordenadas de los GCPs y las asignadas a la imagen/vector a partir del polinomio ajustado definen el error medio cuadrático del ajuste: N= numero de GCPs, (x-x’)= diferencia entre las coordenadas x de GCP e imagen georectificada Este mismo proceso se usa para corregir imágenes ya geo-referenciadas que tienen algún tipo de distorsión geométrica y que necesiten corrección: en este caso se denomina (geo)-rectificación 11 Sistemas de información geográfica Operativamente hay dos maneras diferentes de proceder: A) Insertamos las coordenadas de los GCPs (en amarillo) en la capa no georeferenciada B) Hacemos un link manual entre dos puntos (que representan el mismo), uno en la capa de referencia (geo-referenciada) y uno en la capa para geo-referenciar En ArcGIS se hace con el menú “Georeferencing” 12 Sistemas de información geográfica Geo-referenciación Estudiar en Olaya (2014): cap 16.2.1. (pag. 418-420). 13 Sistemas de información geográfica Georectificación (Ejercicio) 14 Sistemas de información geográfica - Abrir el fichero OneUPZ_shift.tif y UPZ_UTM18N.shp OneUPZ_shift.tif es un raster mal georeferenciado, y necesitamos co-registrarlo a la capa oficial de UPZ de Bogotá - Abrimos el menú Georeferencing 1) Añade las parejas de GCPs, del raster a la capa .shp 3) Cuando tienen todos los puntos click Update Georeferencing o Rectify . El primero guardará la información de transformación con el ráster y sus archivos auxiliares. Georectify creará un nuevo archivo con la información de georreferenciación. 2) Muestra todos los links; pueden escoger una línea y borrarla (supr) si el punto le salió mal. Escojan la función de transformación. (Save points) 15 Sistemas de información geográfica Georeferencing (AUTOADJUST OFF) 1. CLICK DESDE EL RASTER AL VECTOR (al menos 6 links) 2. CUANDO ACABAN AUTOADJUST ON 3. RECTIFY 16 Sistemas de información geográfica Ejercicio: añadir una imagen de GoogleEarth in ArcGIS Si no disponemos de la capacidad de bajar una imagen satelital podemos por algunas aplicaciones utilizar una imagen de GoogleEarth (free!) 17 Geo-rectificar una imagen - Bajar GoogleEarth https://www.google.com/intl/es/earth/download/gep/agree.html - - Abrir GoogleEarth; desactivar la visualización de toda las capas adicionales Herramientas>Opciones>Mostrar lat/lon grados DECIMALES Escoger un área de interés (pequeña); Presionar tecla ‘r’ (pone la imagen plana y hacia el norte) Agregar marca de Posición Mover la marca a la esquina arriba izquierda (TopLeft); llamar la marca “TopLeft” Cambiar el icono a desde Copiar en un file de texto nombre del punto, Latitud, Longitud Repetir el proceso para las otras 3 esquinas de la imagen (son 4 GCPs) Archivo>Guardar>Guardar imagen En el menú activado, guardar imagen: (eliminar anotaciones en Opciones de mapa, poner max resolución) 18 Sistemas de información geográfica (sigue) - Abrir ArcMap; En View > Data Frame Properties > Coordinates, escoger Geographic Coordinate Systems > World > WGS 1984 Customize > Toolbars > Georeferencing (menú) Añadir la imagen de antes, y hacer zoom en uno de los 4 GCPs Menú Georeferencing > clik en Add control points Hacer click encima del punto (en el centro), right-click e insertar las coordenadas del GCP correspondiente (X=Lon, Y=Lat) Repetir para los 4 puntos Georeferencing > update geo-referencing. Georeferencing > Rectify (crea una nueva imagen, en varios formatos) 19