Tema 5. Adquisición yactualización de los datos            Cartografía I    2º Curso de IT en Topografía      1er Cuatrime...
T5. Adquisición de datos       1. Conceptos       1. Concepto                                                 Concepto y ...
T5. Adquisición de datos       1. Conceptos       1. Concepto                                                 Concepto y ...
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Otros métodosT5. Adquisición de datos                                                     Trabajo de campo       En Carto...
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Tema 5. adquisicion

  1. 1. Tema 5. Adquisición yactualización de los datos Cartografía I 2º Curso de IT en Topografía 1er Cuatrimestre 2008/09 EPS Jaén
  2. 2. T5. Adquisición de datos 1. Conceptos 1. Concepto  Concepto y métodos de adquisición  Actualización 2. Topografía 2. Topografía y Geodesia  Geodesia  Red Geodésica Española  Trabajos topográficos 3. Teledetección 3. Teledetección   La Fotografía aérea Sistema de Posicionamiento Global  Teledetección  Estereoscopía, restitución, 4. Digitalización 4. Digitalización  Digitalización manual rectificación y ortofotografía  Digitalización por escaneado  Vectorización asistida y automática 5. Otros métodos 5. Otros métodos  Comparación de técnicas  Trabajo de campo  Documentación cartográfica  Concepto Fuentes no cartográficas 6. Actualización 6. Actualización  Actualización del MTN25  Actualización automatizadaCartografía I Cartografía I. Curso2008/09 Curso 2004-05. Prof. Tomás Fernández Prof. Tomás Fernández 15/12/2008 15/12/2008 22
  3. 3. T5. Adquisición de datos 1. Conceptos 1. Concepto  Concepto y métodos de adquisición  Actualización 2. Topografía y Geodesia 3. Teledetección 4. Digitalización 5. Otros métodos 6. ActualizaciónCartografía I Cartografía I. Curso2008/09 Curso 2004-05. Prof. Tomás Fernández Prof. Tomás Fernández 15/12/2008 15/12/2008 33
  4. 4. ConceptosT5. Adquisición de datos Adquisición  Adquisición: Conjunto de métodos y técnicas que permiten captar datos de la realidad para construir modelos y bases de datos geográficos  Hay métodos directos:  Topografía y Geodesia (y GPS)  Fotogrametría y Teledetección  Trabajo de campo  Hay otros métodos indirectos:  Digitalización  Fuentes cartográficas y no cartográficasCartografía I Cartografía I. Curso2008/09 Curso 2004-05. Prof. Tomás Fernández Prof. Tomás Fernández 15/12/2008 15/12/2008 44
  5. 5. ConceptosT5. Adquisición de datos Actualización  Hoy día: Actualización de las BDG es una exigencia  Hasta hace unos años: Renovación del mapa o la serie  Actualmente, se produce una actualización selectiva y más o menos continua de elementosCartografía I Cartografía I. Curso2008/09 Curso 2004-05. Prof. Tomás Fernández Prof. Tomás Fernández 15/12/2008 15/12/2008 55
  6. 6. T5. Adquisición de datos 1. Concepto 2. Topografía 2. Topografía y Geodesia  Geodesia  Red Geodésica Española  Trabajos topográficos 3. Teledetección  Sistema de Posicionamiento Global 4. Digitalización 5. Otros métodos 6. ActualizaciónCartografía I Cartografía I. Curso2008/09 Curso 2004-05. Prof. Tomás Fernández Prof. Tomás Fernández 15/12/2008 15/12/2008 66
  7. 7. Topografía y GeodesiaT5. Adquisición de datos Geodesia  Geodesia: Ciencia que estudia forma y dimensiones de la Tierra  La Geodesia es la base de cualquier método de adquisición  Permite obtener la posición de unos puntos con gran precisión Vértices geodésicos  Se ubican en zonas elevadas del terreno para ser enlazados visualmente con otros  Se materializan con la construcción de una base prismática de 1*1 en hormigón  Deben tener una cierta altura sobre todo en zonas llanas y para salvar la vegetación  Se enlazan visualmente y se calculan mediante triangulación  Medida astronómica del punto fundamental, y de la longitud y azimut de la base. Además:  Medida de otras bases para compensación geodésica de la red  Medida de puntos de Laplace para compensación astronómicaCartografía I Cartografía I. Curso2008/09 Curso 2004-05. Prof. Tomás Fernández Prof. Tomás Fernández 15/12/2008 15/12/2008 77
  8. 8. Topografía y GeodesiaT5. Adquisición de datos Red geodésica española  Desde 1858, es la base de todos los trabajos cartográficos  3 órdenes de vértices formando triángulos entre 50-70 y 10-20 Km de lado, más la red altimétrica de precisión  Cubre el territorio peninsular con enlaces a Francia, Baleares y Norte de Africa (Canarias entre islas y con Marruecos)  Ha sido observada y densificada varias veces  Desde 1950 se integra en ED-50:  Elipsoide de Hayford, datum de Postdam (torre Helmert)  Origen en Ecuador y meridiano de Greenwich  Origen de altitudes: nivel del mar en Alicante  Hoy día mediante el proyecto REGENTE se conecta con la red IBERIA-95 integrada en EUREF-89  Dos ordenes: red de primer orden y de orden inferior (ROI)Cartografía I Cartografía I. Curso2008/09 Curso 2004-05. Prof. Tomás Fernández Prof. Tomás Fernández 15/12/2008 15/12/2008 88
  9. 9. Topografía y GeodesiaT5. Adquisición de datos Topografía  Los trabajos topográficos de campo se encajan en la red geodésica  Estos trabajos pueden realizarse:  Como puntos de apoyo y de control fotogramétrico  Como captura de elementos en topografía clásica Proceso en topografía clásica  Densificación de la red geodésica (red topográ- fica) mediante triangulación  Redes secundarias mediante itinerarios y de detalle o relleno mediante radiación  Transporte de desniveles mediante nivelación geométrica y trigonométrica  La instrumentación ha mejorado mucho:  Desde teodolitos analógicos a distanció- metros y estaciones totales  De niveles analógicos a digitalesCartografía I Cartografía I. Curso2008/09 Curso 2004-05. Prof. Tomás Fernández Prof. Tomás Fernández 15/12/2008 15/12/2008 99
  10. 10. Topografía y GeodesiaT5. Adquisición de datos GPS  El Sistema de Posicionamiento Global (GPS) sustituye a la topografía clásica (mejora de su precisión)  Sistema militar (USA) con uso civil hoy sin restricciones  Constelación satélites NAVSTAR (24 satélites, 6 órbitas)  Para determinar la posición de un punto en el espacio es necesario conocer la de otros tres  Un cuarto satélite aseguraría la precisión de los cálculos (sobre todo de coordenada z)  Tres formas de observación: por cuenta Doppler, por medida de seudodistancias y por medida de fase  Métodos de trabajo con distintas precisiones:  Posicionamiento absoluto o relativo  Posicionamiento estático o dinámico  En Topografía: Estático/relativo (muy buena precisión)  Dinámico (stop & go) o cinemático para actualización  Almacenaje digital de datos o transmisión por radio  Las coordenadas en sistema WGS84Cartografía I Cartografía I. Curso2008/09 Curso 2004-05. Prof. Tomás Fernández Prof. Tomás Fernández 15/12/2008 15/12/2008 10 10
  11. 11. T5. Adquisición de datos 1. Concepto 2. Topografía y Geodesia 3. Teledetección 3. Teledetección  La Fotografía aérea  Teledetección  Estereoscopía, restitución, 4. Digitalización rectificación y ortofotografía 5. Otros métodos 6. ActualizaciónCartografía I Cartografía I. Curso2008/09 Curso 2004-05. Prof. Tomás Fernández Prof. Tomás Fernández 15/12/2008 15/12/2008 11 11
  12. 12. TeledetecciónT5. Adquisición de datos Fotografía aérea  Hoy día la adquisición de datos se realiza con sensores remotos:  Aerotransportados (Fotogrametría)  Sobre plataformas espaciales (Teledetección)  Esta diferencia cada vez menor en métodos, resolución, estereoscopía …  La Fotogrametría se utiliza para levantamientos topográficos a grandes y medianas escalas y la Teledetección en temáticos de pequeña escala  Las imágenes son perspectivas cónicas con deformación desde el centro de la fotografía, se deben corregir  Otros efectos (relieve, no verticalidad, movimientos …)  La toma de fotografías mediante cámaras métricas  El vuelo se debe planificar para asegurar recubrimiento:  Longitudinal (60%), permite la estereoscopía  Transversal (30%), asegura el cubrir toda la zona f f Pasada de fotogramas a w b b’ Ef = = 01 02 teórica 04 05 06 03 07 08 09 10 11 12 P1 f 1-p A q H H0 - Hm S P2 Donde f: distancia focal H P3 A Pasada de fotogramas real P4 H, Ho, Hm: Altitud de vuelo,Plano medio de referencia B ’ altura y altitud media B Hm Ha P5 Hb GeoideCartografía I Cartografía I. Curso2008/09 Curso 2004-05. Prof. Tomás Fernández Prof. Tomás Fernández 15/12/2008 15/12/2008 12 12
  13. 13. TeledetecciónT5. Adquisición de datos Teledetección espacial  Hoy día los sensores para captar la REM son los óptico-electrónicos  Los productos resultantes son imágenes digitales multiespectrales  En Teledetección se habla de cuatro resoluciones:  Espacial: Tamaño de pixel (de menos de 1 m hasta varios Km)  Espectral: Número de bandas (multiespectrales, hiperespectrales)  Radiométrica: Número de niveles de radiación (256, 1024, 2048)  Temporal: Intervalo de tiempo entre observaciones (días) Tipos de sensores  Pasivos: Captan la REM procedente del Sol (Landsat, Spot , antenas …)  Activos: Emiten y captan la REM (Radar, Lidar)  Tratamiento visual: fotointerpretación Tratamiento digital  Correcciones radiométricas y geométricas  Realces y mejoras, filtros  Transformaciones y clasificacionesCartografía I Cartografía I. Curso2008/09 Curso 2004-05. Prof. Tomás Fernández Prof. Tomás Fernández 15/12/2008 15/12/2008 13 13
  14. 14. TeledetecciónT5. Adquisición de datos Propiedades Estereoscopía  Cuando se dispone de dos imágenes adquiridas desde distintos puntos de vista  La fusión binocular de la zona común a ellas permite percibir el relieve  Uso de estereóscopos en fotointerpretación Orientación y restitución  La restitución es el proceso de explotación métrica de un par estereoscópico  Es necesaria la utilización de puntos de apoyo  Restituidores analógicos, analíticos y digitales Ortofotografía  Las ortofotos o ortoimágenes son pro- ductos con propiedades cartográficas (sin deformación)Cartografía I Cartografía I. Curso2008/09 Curso 2004-05. Prof. Tomás Fernández Prof. Tomás Fernández 15/12/2008 15/12/2008 14 14
  15. 15. T5. Adquisición de datos 1. Concepto 2. Topografía y Geodesia 3. Teledetección 4. Digitalización 4. Digitalización  Digitalización manual  Digitalización por escaneado  En pantalla y vectorización 5. Otros métodos  Comparación de técnicas 6. ActualizaciónCartografía I Cartografía I. Curso2008/09 Curso 2004-05. Prof. Tomás Fernández Prof. Tomás Fernández 15/12/2008 15/12/2008 15 15
  16. 16. DigitalizaciónT5. Adquisición de datos Manual  En Cartografía consiste en el paso de información analógica a digital  Dos formas de digitalizar: manual (alfanumérica o gráfica) y automática Manual alfanumérica (teclado)  Poco utilizada hoy para las coordenadas (capturadas previamente)  Algo más para introducir los atributos, técnicas OCR para tablas Gráfica mediante tableta o mesa  Presenta varias ventajas y ha sido muy utilizada  El proceso consiste en el seguimiento y captura, por un usuario, de puntos, líneas y polígonos  Puede hacerse con topología o sin ella (espagueti)  Se producen errores: excesos, faltas, picos, lazos …  Se utilizan programas CAD, módulos SIG, etc.  Fundamento: Medir unas coordenadas o desplazamientos relativos dentro de la zona de trabajo  Son transformadas a sistemas de referencia convencionales  La tecnología más común es la electromagnética  Tabletas de distintos tamaños y resoluciones  Dispositivos robustos aunque con precauciones, sobre todo en uso del papel que se fija a élCartografía I Cartografía I. Curso2008/09 Curso 2004-05. Prof. Tomás Fernández Prof. Tomás Fernández 15/12/2008 15/12/2008 16 16
  17. 17. DigitalizaciónT5. Adquisición de datos Escaneado  Alternativa cada vez más utilizada frente a las técnicas manuales  Se utiliza en 2 sentidos: como fin o como medio para salidas vectoriales  La tecnología dominante son los sensores CCD  Fundamento: Medir la reflectancia mediante un sensor de una superficie frente a luz controlada  Resolución espacial, radiométrica y cromatismo  Para su uso profesional deben estar calibrados  Software de control y postproceso (flitros, etc.) Vectorización  Extracción de líneas: esqueletización, vectorización y simplificación  Automática y asistida  Elementos superficiales: extracción de líneas, clasificación de manchas  Textos: Técnicas de OCR  Otra alternativa: Digitalización en pantalla, mayor ergonomía y economía que tableta  Combinada con el uso de zoomsCartografía I Cartografía I. Curso2008/09 Curso 2004-05. Prof. Tomás Fernández Prof. Tomás Fernández 15/12/2008 15/12/2008 17 17
  18. 18. DigitalizaciónT5. Adquisición de datos Comparación  Experimento sobre una hoja de mapa en E50k (700 Km2) Tema Metodología y Tiempos de digitalización y edición Tablero Pantalla Semiautomática Automática Carreteras 07h20m 07h00m 07h35m -- Ríos 07h30m 11h00m 03h22m 04h40m Lagos 00h15m 00h35m 00h20m -- Área Urbana 00h30m 01h15m 00h20m -- Ferrocarriles 00h25m 01h05m 01h15m -- Curvas de Nivel 13h25m 40h15m 12h00m 08h40m Puntos acotados 00h30m 00h20m 00h20m -- Edificios importantes 01h00m 00h40m 00h40m -- Límites administrativos 00h35m 01h35m 00h35m -- TOTAL 32h00m 65h00m 27h47m 13h20m  Recomendaciones Tipo de documento Método más adecuado Originales con bajo volumen de información Manual sobre tablero Originales con alto volumen de información lineal, textos y símbolos Manual sobre tablero Originales de línea de baja o media calidad Manual sobre pantalla Originales de línea de alta calidad y pocas indeterminaciones Vectorización automática Originales de línea de alta calidad y abundantes indeterminaciones Vectorización asistidaCartografía I Cartografía I. Curso2008/09 Curso 2004-05. Prof. Tomás Fernández Prof. Tomás Fernández 15/12/2008 15/12/2008 18 18
  19. 19. T5. Adquisición de datos 1. Concepto 2. Topografía y Geodesia 3. Teledetección 4. Digitalización 5. Otros métodos 5. Otros métodos  Trabajo de campo  Documentación cartográfica  Fuentes no cartográficas 6. ActualizaciónCartografía I Cartografía I. Curso2008/09 Curso 2004-05. Prof. Tomás Fernández Prof. Tomás Fernández 15/12/2008 15/12/2008 19 19
  20. 20. Otros métodosT5. Adquisición de datos Trabajo de campo  En Cartografía topográfica el trabajo de campo se centra sobre todo en la toponimia y en los detalles no identificables con la fotografía aérea  En Catastro se emplea para la valoración de parcelas y toma de detalles  En Cartografía temática, algunos aspectos van a necesitar siempre este tipo de métodos  Geología: muestreos, observaciones puntuales, estructura …  Biología: muestreos, observaciones, seguimientos …  Meteorología: recogida de datos en estaciones meteorológicas  Geografía humana y económica: encuestas, sondeos …Cartografía I Cartografía I. Curso2008/09 Curso 2004-05. Prof. Tomás Fernández Prof. Tomás Fernández 15/12/2008 15/12/2008 20 20
  21. 21. Otros métodosT5. Adquisición de datos Documentación Documentación cartográfica  La cartografía analógica y digital son una importante fuente de datos  Distintos organismos productores de cartografía en España  En Cartografía general:  Institutos nacionales: IGN, SGE, I. Hidrográfico de la Marina  Institutos autonómicos: ICAndalucia, ICCataluña, ICValenciano  En Cartografía temática:  Los institutos nacionales y autonómicos generales  Los institutos específicos: IGME (geología), MAPA (agricultura)  Nomenclator Geográfico Nacional (NGN) para la toponimia Documentación no cartográfica  Tablas, fichas, registros, libros, y bases de datos no cartográficas  Organismos públicos:  Nacionales: INEstadística (censos y otros datos), INMeteorología …  Autonómicos, diputaciones, ayuntamientos  Privados: bancos, prensa y televisión, sociedades, institutos …Cartografía I Cartografía I. Curso2008/09 Curso 2004-05. Prof. Tomás Fernández Prof. Tomás Fernández 15/12/2008 15/12/2008 21 21
  22. 22. T5. Adquisición de datos 1. Concepto 2. Topografía y Geodesia 3. Teledetección 4. Digitalización 5. Otros métodos  Concepto 6. Actualización 6. Actualización  Ejemplo: MTN25  Actualización automatizadaCartografía I Cartografía I. Curso2008/09 Curso 2004-05. Prof. Tomás Fernández Prof. Tomás Fernández 15/12/2008 15/12/2008 22 22
  23. 23. ActualizaciónT5. Adquisición de datos Concepto y tipos  La actualización recoge los cambios que van ocurriendo en la realidad  Hoy día con las BDG no es necesaria la realización de un nuevo mapa  En función de los elementos actualizados, hay tres tipos:  Rápida: Se actualizan los elementos de mayor importancia  Parcial: Se actualiza una parte del total de los cambios  Completa: Se actualizan todos los cambios producidos Actualización en función del tiempo  Continua: Se incluyen los cambios día a día (The National Map, USA, en 7 días), es la ideal pero complicada la práctica  Cíclica: Se establecen ciclos temporales de actualización, como en las series del MTN (IGN, 5 años) o del MTA (ICA, 4 años)  Selectiva: Se atienden cambios que atiendan prioridades (p.e. comuni- caciones), que superen un umbral de cambio Técnicas de actualización  Rápidas y selectivas: GPS  Continuas: Teledetección, GPS  Cíclicas: Fotogrametría (digital)Cartografía I Cartografía I. Curso2008/09 Curso 2004-05. Prof. Tomás Fernández Prof. Tomás Fernández 15/12/2008 15/12/2008 23 23
  24. 24. ActualizaciónT5. Adquisición de datos MTN25  Se parte de que actualizar una hoja es más rentable que rehacerla  Planificación selectiva en 4 niveles de prioridad en función de la diná- mica de cambio e interés estratégico de cada hoja  Entre 4 años (Nivel I) y 7 años (Nivel IV)  Las técnicas a utilizar son:  GPS: levantamiento de carreteras, contornos, puntos …  Restitución digital: Superposición de información raster y vectorial para la detección de cambios  Para información temática, modificar tablas de datosCartografía I Cartografía I. Curso2008/09 Curso 2004-05. Prof. Tomás Fernández Prof. Tomás Fernández 15/12/2008 15/12/2008 24 24
  25. 25. ActualizaciónT5. Adquisición de datos Automatizada  Propuesta del Center for Mapping de la Ohio University State para actualización continua del National Map (USGS, 2001)  Se basa en la información obtenida de imágenes  Se definen áreas de búsqueda en torno a elementos vectoriales  Posee una base probabilística bayesiana para asignar probabilidades a los objetos detectadosCartografía I Cartografía I. Curso2008/09 Curso 2004-05. Prof. Tomás Fernández Prof. Tomás Fernández 15/12/2008 15/12/2008 25 25
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