Georreferenciacion   Unrc
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  • 1. UNRC – FCEFQN –Geología – Cartografía – SR – Guía de Actividades 2009 GUIA DE ACTIVIDADES DE TELEDETECCIÓN SATELITARIA DE LA ASIGNATURA CARTOGRAFÍA ACTIVIDAD 1: Introducción, Principios Físicos Actividad no presencial. Para su discusión durante el mes de marzo. Se tomará un examen evaluador basado solamente en las preguntas el día 20 de abril. Se espera que el estudiante recurra a Internet, al material bibliográfico que ha sido provisto en la asignatura y las clases de consulta. Objetivos • Introducir al estudiante en el aprovechamiento de los recursos que ofrece la Internet. • Introducir al estudiante en los conceptos básicos que hacen a la teledetección. • Introducir al estudiante en las actividades a nivel mundial tendientes a adquirir información mediante sensoramiento remoto. Tareas recomendadas para identificar conceptos centrales: 1) Investigue acerca del significado de los conceptos: sensoramiento remoto, teledetección, radiación electromagnética (REM), sensor, vehículo, sensoramiento aerotransportado, sensoramiento espacial, información analógica, información digital. Busque su traducción al inglés de cada uno de ellos. 2) Mencione ejemplos de áreas diversas de cada uno de los conceptos mencionados en la consigna anterior. Por ejemplo establezca, donde sea posible, analogías con el mundo biológico. 3) ¿El murciélago usa sensoramiento pasivo o activo? ¿Y el ojo humano? Explique 4) Explique las similitudes y diferencias entre un disco de pasta y una fotografía aérea. 5) Explique las similitudes y diferencias entre una videocinta VHS y una imagen satelitaria. 6) Explique en que se diferencian una fotografía satelital y una imagen satelitaria. 7) Investigue en Internet acerca de los programas de observación terrestre a nivel mundial. Con base en esto, construya un cuadro sinóptico con las principales características de cada uno de ellos. 8) Construya un listado de los organismos que brindan información provista por sensores remotos para la República Argentina en general y la provincia de Córdoba en particular. 9) Explique usando gráficos los procesos de absorción, reflexión, dispersión, refracción, emisión. 10) Construya un esquema mostrando los nombres que recibe la REM en función de su longitud de onda. 11) Elabore un esquema de la trayectoria posible de un fotón desde que sale del sol hasta que llega al sensor del satélite (¿o a la computadora?). 12) Investigue acerca del significado de los conceptos: espectro electromagnético, radiación de cuerpo negro, firma espectral, ventana atmosférica, color, percepción. Busque su traducción al inglés de cada uno de ellos. 13) ¿por qué el cielo se ve azul? ¿por qué se ve naranja al amanecer o al atardecer? 14) Elabore un gráfico tridimensional donde se muestre las resoluciones espacial, espectral y temporal de los productos LANDSAT ETM, ASTER y CBERS. 15) Construya un gráfico de longitud de onda vs. Reflectividad para la vegetación, suelo desnudo y agua. En el mismo indique la posición de las bandas del LANDSAT 7, del Autor: Campanella. Página 1 de 15
  • 2. ASTER, y del CBERS. 16) Grafique la emitancia de un cuerpo a 36.5ºC. En el mismo grafique la emitancia de la superficie solar. Comente. 17) Elabore un gráfico tridimensional donde se muestre las resoluciones espacial, espectral y temporal de los productos LANDSAT y ASTER. 18) Construya un gráfico de longitud de onda vs. Reflectividad para la vegetación, suelo desnudo y agua. 19) Elabore un gráfico donde muestre los tres colores primarios por adición y los tres colores primarios por sustracción. 20) Explique los conceptos de imagen pancromática, multiespectral e hiperespectral. ACTIVIDAD 2: Recolección de datos de Google Earth del área de trabajo Actividad semi presencial. Para su discusión durante el mes de marzo. Se tomará un examen evaluador el día 20 de abril basado solamente en la experiencia personal obtenida por el estudiante al realizar la actividad. Se espera que el estudiante recurra a las clases de consulta si tiene dudas. NOTAS PRELIMINARES En esta guía, los términos específicos de las aplicaciones (ENVI, Google Earth, etc) estarán impresos en esta fuente. Cuando se le solicite que ejecute una acción específica en la computadora, las instrucciones estarán impresas en itálica como esta fuente. Cuando se deba tipear un texto específico, por ejemplo para abrir un conjunto de datos específico, el texto estará impreso como éste Los productos digitales que se generen en el desarrollo de las actividades deberán ser colocados en una carpeta de su disco duro llamado D:ARCHDOCCARTO2009 donde D es la unidad de disco donde deberá guardar los datos. Para el desarrollo de las actividades propuestas se trabajará en un área específica ubicada en la estancia La Cocha, al sur de Alpa Corral. Objetivo: Conseguir los datos de teledetección que puedan recabarse del área en cuestión a partir de Google Earth de modo gratuito. El primer paso es procurar una vista general del área de interés y las coordenadas específicas. Hay varias opciones. La más directa es buscando la localidad más cercana. Para ello: 1) Ingrese a Google Earth en modo DirectX. 2) En la ventana superior izquierda de buscar (volar a), ingrese Estancia La Cocha, Argentina. Si la localidad que busca no está, procure una localidad más importante en las cercanías. En nuestro caso Alpa Corral, Argentina. 3) En la ventana de capas, abajo a la derecha, active tildando los cuadrados de las capas: Panoramio, carreteras, Fronteras y etiquetas y accidentes geográficos 4) Aumente la altura de la vista de modo de tener un panorama más general de la zona de interés. 5) Hacia el suroeste de Alpa Corral verá aparecer varios cerros marcados con doble triángulo. Cuando pase el cursor cerca de ellos, se verá el nombre de los mismos. Encuentre el cerro La Cocha.
  • 3. UNRC – FCEFQN –Geología – Cartografía – SR – Guía de Actividades 2009 6) Añada una marca de posición en Alpa Corral. Para ello del menú Añadir, elija la opción Marca de Posición. 7) Se abrirá una ventana de diálogo y una marca en el terreno enmarcada por un cuadrado amarillo. Con el cursor desplace la marca hasta el centro de Alpa Corral. 8) En la ventana de Nueva Marca de Posición tipee Alpa Corral en el nombre y en la descripción tipee pueblo. Si quiere cambie el color de la marca. 9) Ahora en la ventana superior izquierda, de buscar ingrese Las Albahacas, Argentina. 10) Encuentre el centro urbano de Las Albahacas y establezca otra marca de posición en el sitio llamada Las Albahacas. 11) Modifique la altura de “vuelo” de modo que el monitor de la computadora muestre las dos marcas en los extremos de la pantalla. 12) Elija un punto que esté aproximadamente en el centro de la forma circular que queda a 7.5 Km al sur oeste de Alpa Corral. Establezca otra marca de posición allí. Llámelo Ea. La Cocha. Anote las coordendas geográficas del punto. (Las va a usar más adelante) 13) Del menú ver, active la cuadrícula y la leyenda de escala. Para guardar una copia en PDF (Es necesario tener instalada la aplicación Adobe Writer o Adobe Distiller). 14) Del menú Archivo, elija imprimir, elija gráfico de vista 3D, elija resolución baja (1000x947) (estos valores pueden variar dependiendo de la resolución de su monitor). 15) En la ventana de imprimir emergente, elija imprimir con Acrobat PDFWriter o Acrobat Distiller. (No se recomienda usar la impresora papel aún por el costo elevado de las mismas). 16) Coloque el archivo en la carpeta D:ARCHDOCCARTO2009. El nombre del archivo debe ser: ACTIV01_UBIC Para guardar una copia en JPG. 17) Del menú Archivo, elija Guardar, guardar imagen. 18) Navegue hasta la carpeta D:ARCHDOCCARTO2009. Grabe el archivo con el nombre ACTIV01_UBIC. OBSERVACIONES SOBRE ESTE PRODUCTO Entre las ventajas de este producto las más fuertes son: Es gratis, es el de más fácil obtención, cubre el planeta entero. Entre las desventajas: Si bien está georeferenciado, no permite almacenar la imagen en formato georeferenciado para posteriores análisis, lo que muestra es una composición ya elaborada sin posibilidades de manipulación posterior. No hay indicación de la fecha de adquisición ni del tamaño original del píxel de las imágenes. ACTIVIDAD 3: Recolección de datos de imágenes gratuitas en la página del INPE (Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais) de Brasil del área de trabajo Actividad semi presencial. Para su discusión durante el mes de marzo. Se tomará un examen evaluador el día 20 de abril basado solamente en la experiencia personal obtenida por el estudiante al realizar la actividad. Se espera que el estudiante recurra a las clases de consulta si tiene dudas. Autor: Campanella. Página 3 de 15
  • 4. Para el desarrollo de esta actividad se procurará información de la misma área de la actividad anterior. Objetivo: Conseguir los datos de teledetección que puedan recabarse del área en cuestión a partir del INPE de modo gratuito. Creación de una cuenta de usuario y acceso a la documentación necesaria. Esta actividad no es presencial. 1) Ingrese a la página www_inpe_br y dentro del sitio, acceda al Catálogo de Imágenes CBERS. 2) En la página que se abra, elija el idioma español seleccionándolo de la opción arriba a la izquierda. 3) Genere su propia cuenta para poder buscar: Para ello cliquee sobre la opción Regístrese y siga los pasos que el sistema le pida. Recuerde que debe dar una dirección de email real pues a esa dirección le van a enviar los datos para ingresar al sistema. 4) Una vez que se haya registrado como usuario, acceda a la ayuda para entender el uso del sistema. No olvide descargar el manual del usuario. En este punto Ud debería tener una cuenta en el sistema de imágenes del INPE y debería entender cómo funciona el sistema de búsqueda, consulta y pedido de imágenes disponibles. Como podrá ver la pantalla está dividida en dos grandes secciones, un a la izquierda para que el usuario defina los parámetros de búsqueda y otra a la derecha, más grande para desplegar los resultados de la búsqueda. Al inicio de la clase del día lunes 04 de mayo tendrá lugar un examen de los contenidos en la ayuda de la página del INPE. Si la nota es inferior al 60% se pondrá un ausente al estudiante para ese día. Ahora se procurarán las mejores imágenes CBERS que se puedan conseguir de la estancia La Cocha. 5) La primera opción arriba de la pantalla de la izquierda es definir que productos está buscando. Estamos buscando los productos del satélite CBERS 2B y todos los sensores. Sin embargo, por la forma en que están organizados los datos en CBERS, primeramente buscaremos los datos del sensor CCD. Así que en satélite coloque CBERS 2B y en la ventana de instrumento seleccione CCD. 6) Luego, en el fondo de la pantalla de la izquierda, en la Interfase Gráfica, ingrese la latitud y la longitud obtenidas en el punto 12 de la actividad 2. Recuerde que debe transformar los valores a grados, luego presione el botón Navegar. 7) Probablemente aparezca una pantalla con demasiados puntos como para poder aprovecharla. Presione el botón de ampliar, a la derecha arriba de la ventana de despliegue. Hágalo otra vez. Verá que hay un acercamiento y ahora se pueden distinguir más cosas. Verá aparecer una estrella celeste. Si coloca el cursor sobre éste le informará la escena CCD que éste representa. También verá que al este sur este de la estrella está la ciudad de Río Cuarto. También podrá ver al norte de la estrella un pequeño lineamiento blanco sub vertical que es el río Seco y al Oeste el extremo sur de las sierras de Comechingones. Con esto sabemos que la escena que buscamos es ésta (demarcada por el polígono amarillo). 8) Pulse con el botón derecho del mouse sobre la estrella azul y pida abrir el enlace en una pestaña nueva. Se abrirá una ventana con las imágenes CBERS 2B CCD 170/137 de distintas fechas. Elija la que mejor le parezca con el criterio de una cobertura de nubes nula y con el mejor despliegue. También tenga en cuenta la época del año para
  • 5. UNRC – FCEFQN –Geología – Cartografía – SR – Guía de Actividades 2009 aprovechar o disminuir la cobertura vegetal. En esta actividad elija la imagen del 02 de octubre de 2007. 9) Se abrirá otra ventana donde podrá ver la imagen con mayor detalle. Asegúrese que su área de trabajo está contenida en el área que cubre la imagen y agréguela al carrito de compras. Si la opción de agregar al carrito de compras no está disponible puede ser porque el tiempo quye ha transcurrido superó el límite establecido y deberá re conectarse. Hasta ahora hemos identificado y pedido la imagen CCD. Ahora procuraremos conseguir la o las imágenes HRC que correspondan. 10) Regrese a la página del catálogo de imágenes. 11) En tipo de instrumento seleccione HRC. 12) Luego, en la opción de interface gráfica, con las coordenadas del sitio de interés en latitud y longitud, presione el botón de navegar nuevamente. 13) Acerque la vista hasta ver la escena 170/137 ocupando casi todo la ventana de despliegue. 14) Ahora también verá estrellas azules pero cada una de éstas representa a una escena HRC. 15) Pulse con el botón derecho y abra en una nueva pestaña las escenas que le parezca sean las necesarias para cubrir el área de interés. 16) Como Ud sabrá, de la lectura de la ayuda del punto 4 de esta actividad 3, las escenas HRC dentro de cada escena CCD están organizadas en cuadrículas donde las columnas son letras y las filas son números. 17) Afortunadamente, la que nos interesa es la 170_B 137_1 y no la 170_A 137_1 que no existe ¿o no debe existir?. Agréguela al carro de compras y pídala. 18) Como Ud sabe, le llegará un email procedente del INPE avisándole que su pedido está aceptado y luego otro email en el que le darán el URL para descargar la imagen pedida que podrá ser descargada con cualquier explorador. 19) Descargue los archivos y grábelos en la carpeta de destino. OBSERVACIONES SOBRE ESTE PRODUCTO Entre las ventajas de este producto las más fuertes son: Es gratis, es de fácil obtención, cubre buena parte del planeta. Hay alguna riqueza espectral y la disponibilidad temporal es buena. Entre las desventajas: La georeferenciación no es buena y los datos deben ser georeferenciados. Los productos de diferentes sensores no están sobre una misma base cartográfica. ACTIVIDAD 4 Recolección de datos de imágenes gratuitas en la página de la Universidad de Maryland del área de trabajo Actividad semi presencial. Para su discusión durante el mes de marzo. Se tomará un examen evaluador el día 20 de abril basado solamente en la experiencia personal obtenida por el estudiante al realizar la actividad. Se espera que el estudiante recurra a las clases de consulta si tiene dudas Para el desarrollo de esta actividad se procurará información de la misma área de la actividad anterior. Objetivo: Autor: Campanella. Página 5 de 15
  • 6. Conseguir los datos de teledetección que puedan recabarse del área en cuestión a partir de la Universidad de Maryland de modo gratuito. La Universidad de Maryland contiene y distribuye gratuitamente imágenes satelitarias de prácticamente todo el planeta. Las imágenes están muy bien georeferencidas por lo que son de extrema utilidad para georeferenciar otros productos. En esta actividad se mostrarán los pasos a seguir para descargar una imagen LANDSAT 7 ETM+. 1) Ingrese a Internet. 2) Ingrese al sitio: http://glcfapp.umiacs.umd.edu:8080/esdi/index.jsp 3) Cliquee sobre el sector de búsqueda por mapa (Map Search). 4) En la ventana siguiente, en el sector de la izquierda, seleccione ETM+. 5) En la ventana de la derecha, sobre el planisferio, pulse sobre la pestaña Lat/Long. 6) En los recuadros ingrese: Min Latitude = -32.7; Min Longitude =-64.8. Para los máximos ingrese los mismos valores. 7) Como verá, aparecerá una única imagen en la selección. 8) Pulse Preview & Download. 9) Los próximos pasos no los debe realizar necesariamente pues la imagen ya está decargada. 10) En la próxima ventana presione Download. 11) El sistema comenzará a descargar la imagen. ACTIVIDAD 5 Búsqueda de los datos ASTER del área de estudio. Actividad semi presencial. Para su discusión durante el mes de marzo. Se tomará un examen evaluador el día 20 de abril basado solamente en la experiencia personal obtenida por el estudiante al realizar la actividad. Se espera que el estudiante recurra a las clases de consulta si tiene dudas. Para el desarrollo de esta actividad se procurará información de la misma área de la actividad anterior. Objetivo: Mostrar los pasos a seguir para la adquisición de una imagen ASTER de modo pago. 1) Ingrese a Internet. 2) Ingrese al sitio http://glovis.usgs.gov/. 3) En Seleccionar Colección (Select Collection) ingrese ASTER. 4) En latitud y longitud ingrese los datos del área de estudio (-32.7 y -64.7 para latitud y longitud respectivamente) y presione el botón de ver imágenes (View Images). Puede suceder que el sistema avise que el usuario necesita una nueva versión de Java para funcionar. En ese caso siga los pasos recomendados. 5) Se abrirá una ventana de visualización de datos del Servicio Geológico de Estados Unidos (USGS Global Visualization Viewer). 6) En el sector izquierdo Ud podrá definir las variables de búsqueda y las opciones descolgables del menú superior otras. 7) Establezca una resolución (Resolution) de 400 m. 8) Establezca una cobertura máxima de nubes (Max Cloud) de 10%. 9) En Lat y Lon ingrese nuevamente las coordenadas de su sitio de interés.
  • 7. UNRC – FCEFQN –Geología – Cartografía – SR – Guía de Actividades 2009 10) En la ventana grande de la derecha verá aparecer imágenes superpuestas que se ajustan al criterio de búsqueda. 11) Mueva el cursor por encima del mosaico de imágenes y pulse el botón izquierdo. Ud verá que se altera la imagen seleccionada y se muestra la información de ésta en la ventana de información de escena (Scene Information). También tome nota que al pie de la ventana se muestran las coordenadas en latitud longitud del sitio donde está el cursor. 12) Dibuje una línea entre Alpa Corral, el sitio central de su área de interés y Las Albahacas. Para ello anote en un papel las coordenadas de los tres sitios. Recuerde anotarlas en grados y decimales. Del menú descolgable herramientas (Tools) elija la opción área definida por el usuario (User Defined Area). Ahora desplace el cursor por las escenas hasta encontrar que el indicador de coordenadas indique las coordenadas de Alpa Corral. Pulse el botón izquierdo del mouse. Desplácelo hasta las coordenadas de Las Albahacas y haga lo mismo. Repita la operación para Ea La Cocha. Verá aparecer puntos cuadrados y líneas. Pulse el botón de mostrar (Show). El sistema se centrará en el sitio marcado por Ud. 13) Pulse los botones de escena previa y/o scena próxima para visualizar cada escena. Elija la o las escenas que mejor cubren su área de interés y se ajusta a sus fechas deseadas. 14) Cuando encuentre una escena que lo satisfaga pulse el botón de agregar la escena (Add). Esto agregará la escena al pedido que se está armando de imágenes. 15) Cuando esté completa la búsqueda, presione el botón de ordenar (Order). 16) En la ventana del USGS se le pedirá que se conecte al sistema como invitado o como usuario. Ud deberá ingresar como invitado (Guest) 17) En la ventana que emergerá comenzará una serie de cinco pasos para completar el pedido. En el primero de estos pasos se le pedirá que defina como quiere la escena. 18) En descripción del producto deberá elegir el formato. Se recomienda elegir el nivel 1B o el ASTER DEM que incluirá un modelo digital del terreno (Digital Elevation Model). Recuerde que el costo del nivel 1B es de 80 U$S y el del DEM es de U$S 160. 19) En opciones déjelo en ninguna. 20) En medio (Media) elija FTP. Significa que le enviarán un vínculo a partir del que podrá descargar la imagen. 21) Presione en el texto de cambiar procesamiento (Change Processing) y en la ventana emergente elija el formato HDF 22) Los otros valores déjelos como están y presione Checkout. Hasta aquí se llega sin estar registrado como usuario del USGS. Se puede crear una cuenta y avanzar hasta realizar el pago a través de tarjeta de crédito y esperar el envío de un email donde indiquen el vínculo del cual descargar las escenas pedidas. La imagen ASTER del área de trabajo ya ha sido adquirida y es la que usaremos para trabajar en las actividades siguientes. ACTIVIDAD 6: Ubicación en el disco duro y despliegue Actividad presencial. Para su ejecución el día 04/MAY. Ese mismo día se tomará una examen sobre las actividades anteriores y sobre esta guía de las actividades 6, 7 y 8. Se espera que el estudiante recurra a las clases de consulta si tiene dudas. Objetivo: Colocar la imagen en el disco duro y desplegarla. NOTA IMPORTANTE En el desarrollo de estas actividades se van a generar muchos archivos, de gran tamaño, que deben ser ubicados en el disco duro e identificados correctamente. Autor: Campanella. Página 7 de 15
  • 8. Oportunamente, los archivos intermedios deberán ser eliminados del disco para evitar confusiones y uso inapropiado del disco. Una de las imágenes que satisfacen la condición es una imagen ASTER que ha sido adquirida y descargada como los archivos: AST_L1B_003_03032003143302_03222003172450.hdf AST_L1B_003_03032003143302_03222003172450.hdf.met En ambiente Windows 1) Abra el explorador de Windows y genere la carpeta D:ARCHDOCCARTO2009 2) En la carpeta recién creada copie los archivos contenidos en el archivo recientemente nombrado. 3) En un archivo de Word, escriba el significado de cada uno de los archivos contenidos en la carpeta D:ARCHDOCCARTO2009, haciendo uso de la documentación provista como material didáctico (uno de los archivos PDF es la documentación técnica de las imágenes ASTER). 4) Envíe, antes del día 04 de mayo por correo electrónico a la dirección ocampanella at gmail.com el resultado del paso 3. Los pasos del 1 al 4 deberán ser ejecutados antes del 04 de mayo. En ambiente ENVI 5) Abra, con File, Open Image File, el archivo cuya extensión es hdf. 6) Las imágenes se pueden desplegar en tonos de grises o en modo RGB. Para desplegar en uno u otro modo, desde la ventana available band list teniendo seleccionado gray scale o RGB color, pulse el botón Load Band o Load RGB según lo que corresponda. 7) Para ver datos puntuales de una locación particular del cursor, se debe activar el Cursor Location Value disponible pulsando el botón derecho del mouse sobre algún lugar sobre la imagen. 8) Puede ver más características de cada archivo accediendo a File, Edit ENVI Header. ACTIVIDAD 7: Creación de los archivos VIS, SWIR y TIR. Actividad presencial. Para su ejecución el día 04/MAY. Ese mismo día se tomará una examen sobre las actividades anteriores y sobre esta guía de las actividades 6, 7 y 8. Se espera que el estudiante recurra a las clases de consulta si tiene dudas. Objetivo: Agrupar las bandas en función del sensor. 1) Ingrese a ENVI. 2) Ingrese a File, Save File As, ENVI Standard. En la ventana de contructor de nuevo archivo (New File Builder) elija importar archivo (Import File) elija el de 4980 columnas por 4200 filas y tres bandas (Estas son las bandas 1N, 2N y 3N). 3) Presione el botón Choose, navegue hasta la carpeta de trabajo (obligatoriamente debe ser la definida en la guía), genere una nueva carpeta llamada BORRAR, defina el nombre del archivo como VIS y grabe el mismo. Verá que se ha agregado en la lista de imágenes disponibles un nuevo archivo llamado VIS.
  • 9. UNRC – FCEFQN –Geología – Cartografía – SR – Guía de Actividades 2009 4) Ingrese nuevamente a File, Save File As, ENVI Standard. En la ventana de contructor de nuevo archivo (New File Builder) elija importar archivo (Import File) elija el de 2490 columnas por 2100 filas y seis bandas (Estas son las bandas del SWIR). 5) Presione el botón Choose, navegue hasta la carpeta de trabajo creada recientemente (obligatoriamente debe ser ésta), defina el nombre del archivo como SWIR y grabe el mismo. Verá que se ha agregado en la lista de imágenes disponibles un nuevo archivo llamado SWIR. 6) Ingrese nuevamente a File, Save File As, ENVI Standard. En la ventana de contructor de nuevo archivo (New File Builder) elija importar archivo (Import File) elija el de 830 columnas por 700 filas y cinco bandas (Estas son las bandas del TIR). 7) Presione el botón Choose, navegue hasta la carpeta de trabajo creada recientemente (obligatoriamente debe ser ésta), defina el nombre del archivo como TIR y grabe el mismo. Verá que se ha agregado en la lista de imágenes disponibles un nuevo archivo llamado TIR. Ahora tiene a la imagen separada según el sensor que las obtuvo y con los tamaños de píxel acorde a estos sensores. Eventualmente la imagen puede ser adquirida en formato TIF que podría mantener las bandas por separado. 8) Explique la relación numérica entre los números de columnas y filas de las subescenas. Envíe su explicación al correo ocampanella at gmail.com. ACTIVIDAD 8: Cambio del sistema de proyección. Actividad presencial. Para su ejecución el día 04/MAY. Ese mismo día se tomará una examen sobre las actividades anteriores y sobre esta guía de las actividades 6, 7 y 8. Se espera que el estudiante recurra a las clases de consulta si tiene dudas. Objetivo: Cambiar el sistema de proyección de la imagen al sistema Argentino. Las imágenes satelitarias en general son provistas con información sobre un determinado sistema de proyección. Por ejemplo, las provistas por CONAE, en el modo 4XP, tiene coordenadas absolutamente irreales. Un modo de comprobar si el sistema es confiable es conocer las coordenadas de uno o varios puntos en el terreno que se puedan distinguir en la imagen. Otro modo es comparar la imagen desplegada con la misma zona desplegada en Google Earth. Los datos allí representados tienen una aceptable georeferenciación. El sistema de proyección en el que están las imágenes es UTM Zona 20 sur. En la zona de trabajo, se usa el sistema de proyección Gauss Krüger TM Faja 3. 1) Ingrese a ENVI. 2) Acceda a Map, Convert Map Projection, elija VIS como primer imagen de entrada (luego va a realizar lo mismo para SWIR; TIR y la imagen 3B). 3) En la ventana de Parámetros de Proyección de salida (Convert Map Projection Parameters) pulse el botón Cambiar Proyección (Change Proj..)y en la ventana emergente elija Argentina Zone 3. 4) Para las demás opciones se propone los siguientes: Método: polinomio de grado 1, número de puntos para desplazar 100 en cada eje, remuestreo por el vecino más cercano. 5) Un punto importante es la cantidad de columnas y filas del archivo de salida. Modifíquelo a 5658 columnas y 5016 filas. ¿Cuánto tendrá que valer estas variables para el caso de la banda 3B? ¿y cuanto para el SWIR y el TIR?. Si no sabe, no siga. Autor: Campanella. Página 9 de 15
  • 10. 6) Las demás opciones déjelas por defecto. Grabe los resultados en la misma carpeta BORRAR. 7) Los archivos generados en esta etapa podría llamarse VISIGM, SWIRIGM, TIRIGM y 3B IGM. ACTIVIDAD 9: Generación de una subimagen. Actividad presencial. Para su ejecución el día 11/MAY. Ese mismo día se tomará una examen sobre sobre lo aprendido en la actividad 8 y esta guía de las actividades 9 y 10. Se espera que el estudiante recurra a las clases de consulta si tiene dudas. Objetivo: Generar una subimagen del área de estudio. La escena completa es consumidora de espacio en disco, ralentiza los procesos y en algunas operaciones introduce datos no deseados en análisis de la imagen, por lo que es conveniente crear “ventanas” o sub imágenes que cubren el área de interés. 1) Ingrese a ENVI. 2) Ingrese a Basic Tools, Resize Data Input File. 3) Elija el archivo VIS_IGM como el primero a procesar. 4) Note que el sistema permite generar un subconjunto espacial o un subconjunto espectral. En este caso sólo generaremos un subconjunto espacial. Pulse entonces subconjunto espacial (Spatial Subset). 5) La ventana que se abre a continuación (Select Spatial Subset) permite que el usuario ingrese desde que columna (samples) hasta que columna y desde que fila (lines) hasta que fila se desea la subimagen. Para las imágenes del visible (VIS_IGM y 3B_IGM) debe ingresar en samples 1801 to 2802 y en líneas 1861 to 2802. Si todo está bien, se debe generar una imagen de 1002 columnas por 942 filas. Se recomienda crear una carpeta, llamada LACOCHA y colocar allí los archivos de las ventanas. El nombre sugerido es VIS_VEN. 6) Para generar las ventanas del SWIR y del TIR, calcule las coordenadas que debe colocar en columna desde, columna hasta y fila desde y fila hasta. Use la explicación de la siguiente figura. 7) Cierre ENVI. Fórmulas para la extracción de subimágenes XS y P con diferentes esquinas superior izquierda imagen 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 original subimagen 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 1 2 3 ventana deseada COLUMNA DESDE EN VENTANA XS Col desde PLVxs - 1º Col Ventxs +1 XS COLUMNA HASTA EN VENTANA XS Col hasta PLVxs - 1º Col Ventxs+1 COL DESDE EN VENTANA P P 2*PLVxs - 1º col vent P COL HASTA EN VENTANA P 2*PLVxs - 1º col vent P + 1
  • 11. UNRC – FCEFQN –Geología – Cartografía – SR – Guía de Actividades 2009 Figura : Fórmula para construir una ventana coherente entre bandas con diferente número de columnas y filas. XS corresponde a las bandas del SWIR (30m) y P corresponde a las bandas del visible (15m). La cuenta para las bandas del TIR es similar pero teniendo en cuenta que cada pixel mide 90m. ACTIVIDAD 10: Remuestreo de imágenes. Actividad presencial. Para su ejecución el día 11/MAY. Ese mismo día se tomará una examen sobre sobre lo aprendido en la actividad 8 y esta guía de las actividades 9 y 10. Se espera que el estudiante recurra a las clases de consulta si tiene dudas. Objetivo: Remuestrear las bandas de modo que todas queden con el mismo número de columnas y filas. Como Ud sabe las bandas de una imagen ASTER tienen tres resoluciones espaciales. Las del visible, 15m, las del SWIR 30m y las del TIR 90m. En algunas de las operaciones subsiguientes vamos a procesar datos de diferentes sensores. Por ello se hace necesario remuestrear las subimágenes para que todas tengan 15 metros. Para ello, 1) Ingrese a ENVI. 2) Haga que las ventanas de los tres sensores estén disponibles. 3) Acceda a herramientas básicas (Basic Tools) y escoja redimensionar datos (Resize Data Spatial/Spectral). 4) En la ventana emergente Resize Data Input File pulse con el botón izquierdo del mouse sobre cada archivo disponible. Observe que a la derecha se muestra información específica del archivo. El número de columnas y filas del visible serán 1002 x 942. Para el SWIR serán la mitad y para las del térmico será un sexto del visible. 5) Escoja la del SWIR y presione OK. 6) En la ventana emergente de parámetros de redimensionamiento de datos (Resize Data Parameters) cambie los valores de xfac e yfac a 2. Los demás valores déjelos como están. 7) Presione el botón elegir (Choose) y navegue hasta la carpeta de trabajo. Asigne el nombre SWIR_15 al archivo remuestreado. Este archivo deberá tener el mismo número de columnas y filas que los archivos del visible. 8) Realice las mismas operaciones para el TIR asignando el valor 6 a xfac e yfac. Asigne el nombre TIR_15 al archivo recién creado. ACTIVIDAD 11: Composiciones. Actividad presencial. Para su ejecución el día 18/MAY. Ese mismo día se tomará una examen sobre sobre lo aprendido en las actividades 9 y 10 y esta guía de las actividades 11 y 12. Se espera que el estudiante recurra a las clases de consulta si tiene dudas. Objetivo: Generar composiciones entre las bandas disponibles. Autor: Campanella. Página 11 de 15
  • 12. Una de las mayores ventajas de las imágenes en soporte digital y multiespectrales es que se pueden combinar diferentes bandas en la representación RGB para poder destacar elemntos de la superficie que sean de interés para el usuario. Uno de los motivos para remuestrear las bandas de la imagen ASTER con la que estamos trabajando en esta asignatura es para poder realizar estas composiciones (recuerde que los tamaños de píxel son diferentes). Cuando se remuestreó, por ejemplo las bandas SWIR y se generó una nueva matriz ND ij, se pasó a tener una matriz del doble de columnas y el doble de filas pero para cada píxel original de cuatruplicaron los mismos valores. Cada píxel de la matriz original fue convertido en cuatro píxeles del mismo valor que el píxel original. Un esquema de lo que sucede se muestra en la Figura 150 150 150 150 150 Figura: Esquema de remuestreo de un píxel de 30 m convertido a cuatro de 15 m. 1) Ingrese a ENVI 2) Haga que las ventanas generadas en la actividad anterior estén disponibles. 3) De la ventana de bandas disponibles, seleccione RGB Color. 4) Observe que puede asignar a cada cañón R, G y B cualquiera de las bandas disponibles. 5) Luego que haya generado la composición RGB 321, pulse en el botón Display #1 y escoja un nuevo display. 6) Elija ahora otras bandas para desplegar en el display #2 que se ha habilitado. 7) Del menú descolgable herramientas (Tools) elija la opción vínculo (Link), y luego vínculo geográfico (Geographic Link). Defina a ambas ventanas en ON. 8) Ahora pulse el cursor sobre uno de los dos display. Podrá ver que el sistema automáticamente posiciona la vista en el otro display en el mismo sitio. 9) Genere composiciones y observe los resultados. Establezca un orden en función de la cantidad de rasgos que puede distinguir en unos y otros. ACTIVIDAD 12: Ensanche de contraste. Actividad presencial. Para su ejecución el día 18/MAY. Ese mismo día se tomará una examen sobre sobre lo aprendido en las actividades 9 y 10 y esta guía de las actividades 11 y 12. Se espera que el estudiante recurra a las clases de consulta si tiene dudas. Objetivo: Introducir al alumno a las técnicas del mejoramiento de la imagen. Modificar el contraste de una imagen. La sensibilidad del ojo humano es sustancialmente menor a los 256 niveles de los que es capaz el sensor de cada banda. Por defecto ENVI despliega la vista con un ensanche de contraste automático. Ud. puede mejorarlo. 1) Ingrese a ENVI 2) Acceda a File, Open Image File, en la ventana de entrar los nombres de los archivos de datos (Enter Data Filenames) abra las sub imágenes creadas en la actividad anterior. 3) En la ventana de bandas disponibles (Available Band List) elija desplegar en escala de grises (Grey Scale ) la banda 3N.
  • 13. UNRC – FCEFQN –Geología – Cartografía – SR – Guía de Actividades 2009 4) Examine el histograma de la imagen. Para ello en la ventana de la vista #1 acceda a mejorar (Enhance), ensanche interactivo (Interactive stretching). 5) Examine las opciones que presenta la ventana emergente. Observe las opciones que se presentan en tipo de ensanche (Stretch Type), fuente del histograma (Histogram Source) 6) También examine la ventana de la izquierda (Input histogram) y el de la derecha (Output Histogram). Mueva las líneas verticales de trazas del hitograma de la izquierda. Presione el botón de aplicar (Apply). Vea el resultado en la imagen desplegada. 7) En los tipos de ensanche pruebe el linear y el ecualización. Observe la imagen resultante al aplicar y el histograma de la derecha. 8) También modifique la fuente del histograma. Coloque el zoom sobre una zona muy oscura. 9) Observe cómo cambian los valores mínimo y máximo del histograma de entrada. 10) Nota: Aquí se usará la palabra histograma para referirse a un diagrama de barras. 11) Ahora despliegue una composición RGB 321 de la ventana y abra nuevamente el ensanche interactivo. Observe que cada cañón es modificable por separado. 12) Experimente con la visualización. Pruebe colocar el zoom en áreas oscuras y áreas claras y vea el resultado que vé en la imagen. Procure entender cómo afecta el ensanche al modo en que se visualiza la imagen. 13) Despliegue nuevamente las imágenes que mejor le han parecido. 14) Acceda a mejoramiento (Enhance), Filtros (Filter). Pruebe con Sharpen de 10, smooth de 3x3 y median de 3x3. Explique con sus palabras que ocurre en cada uno de los casos. ACTIVIDAD 13: Digitalización de vectores en pantalla. Actividad semipresencial. Para su ejecución el día 01/JUN. Ese mismo día se tomará una examen sobre sobre lo aprendido en las actividades 11 y12 y esta guía de la actividad 13. Se espera que el estudiante complete esta actividad fuera de las horas de clase y recurra a las clases de consulta si tiene dudas. Objetivo: Introducir al estudiante en el análisis visual de imágenes satelitarias. Introducir al estudiante en la generación de archivos vectoriales sobre archivos raster. En el proceso de análisis visual de una imagen es posible distinguir objetos, como por ejemplo cursos de agua, caminos, contactos geológicos, estructuras, formas de ocupación del territorio. Estos rasgos se pueden vectorizar para construir cartografía con base en la interpretación visual. 1) Despliegue al menos las composiciones RGB 123 y 532. 2) Establezca los mejoramientos de la imagen que lo satisfagan. 3) Establezca un vínculo geográfico entre ellas. En primer lugar defina a priori en cuantos temas (capas de información) desea discretizar la información. Se sugiere: CURSOSAGUA, CUERPOSAGUA, CAMINOS, CONTACTOS, ESTRUCTURAS, POBLADOS. 4) Desde el display que le parezca mejor acceda a sobreposición (Overlay), Región de Interés (Region of Interest). 5) Se abrirá la ventana Herramientas de las regiones de interés (ROI Tool). Examine las opciones del menú descolgable. En Tipo de ROI (ROI_Type) elija polyline, en Autor: Campanella. Página 13 de 15
  • 14. Ventana (Window) por ahora elija off, que significa que por ahora no va a digitalizar nada. 6) En la ventana de ROI Tool hay una tabla. Cada uno de los renglones de esta tabla será uno de los temas que se definieron primeramente. Cliquee sobre cada una de las celdas de la tabla para asignar el nombre y el color de cada región. El color se selecciona de una lista que aparece pulsando el botón derecho del mouse. Se recomienda que el color sea contrastante con el color de la cobertura que se quiere identificar. 7) También se sugiere grabar frecuentemente las ROI (File, Save ROI). Recuerde que debe colocar los archivos en un sitio específico del disco duro. No olvide que debe seleccionar todas las regiones (select all items). 8) Para crear una nueva region, pulse el botón New Region. 9) Cuando haya creado todos los renglones y asignado los colores, haga zoom sobre un área que identifique, en Window seleccione zoom y con el botón izquierdo del mouse comience a trazar la polilínea. 10) El sistema no tiene la opción de deshacer, por lo que se recomienda que cada vez que digitalice un tramo exitosamente, grabe las ROI. 11) Cuando haya terminado de digitalizar los rasgos, exporte los ROI como archivos vectoriales de ENVI (File, Export ROIs to EVF). 12) Aquí deberá separar los ROIs en tantas capas como se hayan generado (CURSOSAGUA, CUERPOSAGUA, CAMINOS, CONTACTOS, ESTRUCTURAS, POBLADOS) seleccionando de uno por vez y generando un archivo EVF (el formato estándar de ENVI para los datos vectoriales) para cada una de las capas. 13) Despliegue una composición cualquiera de la subimagen y sobreponga los archivos vectoriales generados en este paso. 14) Para ello, del menú de ENVI, Vector, Open Vector File, seleccione en la ventana emergente, primero la carpeta y luego los archivos vectoriales que desea mostrar. En la ventana Available Vectors list seleccione los archivos y cárguelos (Load Selected). Luego seleccione el display donde desea desplegarlos. Modifique los parámetros de despliegue de vectores hasta que esté satisfecho con lo producido. ACTIVIDAD 14: Georeferenciación imagen a imagen. Actividad semipresencial. Para su ejecución el día 08/JUN. Ese mismo día se tomará una examen sobre sobre lo aprendido en la actividad 13 y esta guía de la actividad 14. Se espera que el estudiante complete esta actividad fuera de las horas de clase y recurra a las clases de consulta si tiene dudas. La imagen captada por el sensor HRC del satélite CBERS 2B tiene una resolución espacial de 2m pero tiene una georeferenciación deficiente. Por ello se georeferenciará la imagen HRC usando una imagen RGB 321 como verdad del terreno. 1) Ingrese a ENVI. 2) Acceda a Basic Tools, Resize Data. 3) Elija la ventana del visible que contiene las tres bandas. En xfac e yfac ingrese 5. De esta manera se generará una imagen con tamaño de pixel de 3m 4) Defina el nombre de la imagen como VIS_3m. 5) Despliegue la composición 321 de esta nueva imagen. 6) Cargue en la lista de imágenes disponibles la imagen CBERS 2B HRC descargada en la actividad 3 y despliéguela en un nuevo display. 7) Active el link geográfico entre un display y otro.
  • 15. UNRC – FCEFQN –Geología – Cartografía – SR – Guía de Actividades 2009 Como podrá ver, la diferencia entre un display y otro es evidente, por lo que hay que georeferenciar la imagen CBERS tomando como “verdadera” la imagen ASTER. 8) Por ello, desactive el vínculo geográfico entre ambos despliegues. 9) Acceda a Map, Registration, Select GCPs: Image to Image. 10) Cuando se despliegue la ventana Image to Image Registration, seleccione como Base Image la imagen ASTER y como Warp Image la imagen CBERS. 11) Con esta acción se abrirá la ventana de Ground Control Point Selection, comience a agregar puntos homólogos en ambas imágenes de la siguiente manera: cuando en ambas imágenes ubique el marcador de posición en los mismos puntos del terreno, pulse Add Point del menú del Ground Control Point Selection. Va a aparecer información sobre el número de puntos que hay ingresados. Luego del cuarto punto, aparecerá el error estimado en el indicador RMS Error. Este error está expresado en píxeles de la imagen base y debe mantenerse menor a 1. RECUERDE GRABAR LOS GCP FRECUENTEMENTE. No se preocupe si aumenta pues se puede mejorar. 12) Cuando haya ingresado al menos 10 puntos, que deben estar distribuidos uniformemente en el área de estudio, acceda al listado de puntos pulsando la opción Show List. 13) Solicite que los puntos esté ordenados por error usando las opciones Options, Order Points by Error. 14) Puede mover los puntos en ambas imágenes de manera de disminuir el RMS. 15) Observe que en el listado se indican el error en el eje X y en el eje Y que le pueden servir de orientación para saber hacia donde hay que mover el punto. 16) Cuando haya ingresado al menos 50 puntos y tenga un error RMS global menor a 5 píxeles, proceda a la georeferenciación. 17) Para ello, aún dentro del menu Ground control Point Selection, ingrese a Options, Warp File y seleccione la imagen que quiere georeferenciar. 18) En la ventana que permite fijar los parámetros de registración, seleccione polinomio de grado 1, método de remuestreo vecino más cercano, valor para los píxeles de fondo 0 y a los demás parámetros déjelos como quedan por defecto. 19) No olvide que debe guardar el archivo en un lugar correcto. Autor: Campanella. Página 15 de 15