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ANEXO 6
PROTOCOLO DE ORTORECTIFICACIÓN DE IMÁGENES SATELITALES
LANDSAT
Ministerio del Ambiente del Ecuador, Programa Socio Bosque, Mapa de
Deforestación Histórica del Ecuador Continental.
Luis Cordero y 6 de Diciembre, Quito, Ecuador
593 2 2563485 ext. 123
mdelgado@ambiente.gob.ec
CONDESAN
Diego de Brieda E17-169, Quito, Ecuador
593 2 2430148
manuel.peralvo@condesan.org
1. Introducción
El proceso de ortorectificación, aplicado ya sea sobre una fotografía aérea o sobre una
imagen satelital, produce un archivo digital donde cada pixel representa una posición
verdadera sobre el terreno. En una ortofoto u ortoimagen las distorsiones geométricas,
las relacionadas a la topografía y las del sensor han sido removidas, dentro de una
precisión especificada, en donde se transforma la perspectiva central de las fotografías
e imágenes en una perspectiva ortogonal al terreno, donde la escala es constante,
independientemente de la altitud, permitiendo realizar mediciones exactas de distancia
y dirección.
Este protocolo está diseñado para ortorectificar imágenes LANDSAT mediante la
utilización del software ERDAS. Cuando se utilicen imágenes para georreferenciar
escenas LANDSAT, la imagen a utilizar como referencia deberá ser aquella que tenga
mejor calidad espectral (p.ej. menor cobertura de nubes o presencia de humedad
atmosférica). Las imágenes para los otros años serán registradas utilizando el mismo
concepto.
2. Implementación del Protocolo en ERDAS
Abrir la imagen LANDSAT que se desea ortorectificar utilizando el menú
Viewer. Se puede seleccionar cualquier visualizador que proporciona el
software (Classic o GLT).
Dentro del visualizador seleccionar el menú Raster>Geometric Correction…
A continuación aparece la ventana denominada Set Geometric Model, la cual
nos permite escoger el modelo geométrico a utilizar en la ortorectificación. Se
debe seleccionar el modelo Landsat.
Figura 1: Selección del modelo geométrico
Una vez seleccionado el modelo geométrico aparecen dos ventanas, la ventana
principal del proceso denominada Geo Correction Tools, y la ventana
denominada Landsat Model Properties; esta última permitiendo realizar el
primer paso técnico del proceso de ortorectificación el cual consiste en definir
los parámetros del modelo y la proyección cartográfica.
Figura 2: Definición de parámetros del modelo geométrico
Los parámetros a ingresar en la pestaña Parameters se explican a
continuación:
Type: Especificar si el sensor es MSS o TM. Esta información está
incluida en los metadatos de la imagen satelital. Para imágenes
provenientes del satélite LANDSAT 7, se debe escoger la opción TM.
Landsat Number: Especificar el número del satélite. Esta información
está incluida en los metadatos de la imagen satelital.
Elevation Source: Seleccionamos la opción File, y especificamos el
modelo digital de elevación. El archivo deberá ser del tipo SIGNED
INTERGER 16 BIT1 y se denomina “…SOCIOBOQUE\DEM\dem.tif”.
Elevation Units: Seleccionar las unidades de elevación del archivo de
elevación. Seleccionar Metros.
Scene Coverage: Full Scene. Se recomienda ortorectificar la imagen
completa sin ningún procesamiento previo.
Account for Earth’s Curvature: Este checkbox debe estar de-
seleccionado. Solamente se utilizaría esta opción si la imagen a
ortorectificar tiene un sistema de coordenadas geográficas definido.
Number of Iterations: Se recomienda ingresar un valor mínimo de 20
iteraciones.
Background: Se utilizará el Value por defecto (cero) en el Layer por
defecto (1).
Dentro de la misma ventana (Landsat Model Properties) seleccionamos la
pestaña Projection. Aquí presionamos el botón Add/Change Projection y
definimos la proyección cartográfica que tendrá la imagen ortorectificada. La
proyección aquí especificada debe ser idéntica a la proyección cartográfica
asignada al Modelo Digital de Elevación DEM.
Figura 3: Definición de la proyección cartográfica
1 Utilizar el modelo digital de elevación a 30 m de resolución generado por el Instituto
Geográfico Militar sobre la base de la altimetría representada en cartas topográficas a escala 1:50,000
Una vez definidos los parámetros generales del modelo, procedemos a
grabarlo como
“\\SERVIDOR\SOCIOBOSQUE\IMAGENES\LANDSAT\PROCESADAS\EPO
CA\PATH_ROW\CODIGOIMAGEN\ codigoimagen_modelo.gms”.
Luego de presionar el botón Close, aparece la ventana GCP Tool Reference Setup,
la cual nos permite escoger diversos métodos de creación de puntos de control.
Figura 4: Selección de métodos de colección de puntos de control
Una breve descripción de estos métodos a continuación:
Existing Viewer: Seleccionar para extraer puntos de control de un
visualizador activo, presionando con el ratón sobre dicho visualizador.
Image Layer (New Viewer): Seleccionar para extraer puntos de control de
un nuevo visualizador que contenga una imagen.
Vector Layer (New Viewer): Seleccionar para extraer puntos de control
de un nuevo visualizador que contenga un archivo vectorial.
Annotation Layer (New Viewer): Seleccionar para extraer puntos de
control de un nuevo visualizador que contenga un archivo de
anotaciones.
GCP File (.gcc): Seleccionar para definir los puntos de control a partir de
un archivo GCC.
ASCII File: Seleccionar para definir los puntos de control a partir de un
archivo de texto.
Digitizing Tablet: Seleccionar para definir los puntos de control a partir
de una mesa o tableta digitalizadora.
Keyboard Only: Seleccionar para definir manualmente, a través del
teclado, los puntos de control.
Luego de presionar el botón OK, aparecen algunas ventanas (el número de
ventanas depende de la opción seleccionada) que nos permiten seleccionar y/o
definir los puntos de control necesarios para la ortorectificación.
Figura 5: Matriz de puntos de referencia y control.
El proceso de colección de puntos de control, dependiendo de la opción seleccionada
anteriormente, consiste en definir la ubicación de los puntos de control en la imagen a
ortorectificar y asignar a estas coordenadas de imagen (columnas X Input, Y Input)
sus correspondientes coordenadas proyectadas (columnas X Ref., Y Ref., Z Ref.).
Recordar que se deben ingresar las coordenadas X, Y, Z para cada una de los puntos
colectados.
Utilizando los botones se puede actualizar el valor de elevación (Z) en los
puntos de control. El primer botón es para actualizar de forma manual y el segundo lo
hace de forma automática.
Una vez seleccionados un mínimo de 20 puntos (en las regiones costa y
oriente) o 40 puntos (en la región sierra) representativos de los cambios
topográficos existentes y a su vez homogéneamente distribuidos sobre la
imagen, presionamos el botón ∑ para proceder con el cálculo de la solución
del modelo.
El error no deberá sobrepasar el valor de un pixel. En esta última ventana,
donde colectamos los puntos de control, podremos tener acceso a los valores
de error de cada uno de los puntos colectados.
Una vez que los puntos han sido colectados y el error está dentro de un valor
aceptable, procedemos a grabar los puntos de control y el modelo, tanto los
puntos input como los reference en archivos que sigan la siguiente
convención:
“\\SERVIDOR\SOCIOBOSQUE\IMAGENES\LANDSAT\PROCESADAS\EPO
CA\PATH_ROW\CODIGOIMAGEN\codigoimagen_input.gcc”y“\\SERVIDO
R\SOCIOBOSQUE\IMAGENES\LANDSAT\PROCESADAS\EPOCA\PATH_R
OW\CODIGOIMAGEN\codigoimagen_reference.gcc”.
A continuación procedemos a ortorectificar la imagen satelital presionando el
ícono denominado Display Resample Image Dialog…
SCAC:
La exactitud del proceso de ortorectificación depende tanto del número y distribución
de los puntos de control como de la exactitud de sus coordenadas. Se plantean los
siguientes criterios de selección de puntos de control:
o Seleccionar un mínimo de 20 puntos por imagen en áreas con poco relieve
(Costa y Amazonía) y 40 puntos en áreas con relieve pronunciado (Andes).
o Distribuir los puntos de forma homogénea en la imagen.
o Escoger puntos que sean claramente identificables en la imagen que se está
corrigiendo y en la fuente de referencia (imagen o cartas topográficas
escaneadas).
o Escoger de preferencia puntos de control asociados a elementos del paisaje
estables en el tiempo. Estos incluyen, pero no están limitados a, cruces de vías,
obras civiles claramente identificables (p.ej. aeropuertos), elementos estables
de la red hidrográfica (p.ej. confluencia de cauces confinados), y cuerpos de
agua no estacionales.
Figura 6: Ventana principal del proceso de ortorectificación
La ventana Resample permite ingresar el nombre que tendrá la imagen
ortorectificada“\\SERVIDOR\SOCIOBOSQUE\IMAGENES\LANDSAT\PROC
ESADAS\EPOCA\PATH_ROW\CODIGOIMAGEN\codigoimagen_orto.img”,
el tamaño de pixel y le método de resampling. Se recomienda dejar estas dos
últimas opciones tal como se presentan en la imagen a continuación.
Figura 7: Parámetros de ortorectificación
SCAC:
Documentar en la base de datos de procesamiento el código de la imagen o carta
topográfica de referencia utilizada para ortorectificar. Campo: ID_MASTER
Documentar la ruta de la carpeta de almacenamiento de los archivos de puntos de
control input y reference utilizados para ortorectificar. Archivos:
“codigoimagen_input.gcc”, “codigoimagen_reference.gcc”. Campo: GCP_ORTO
Documentar el error medio cuadrático RMS del proceso de ortorectificación. Campo:
RMS_ORTO
3. Referencias bibliográficas
ERDAS Imagine (2009). ERDAS User’s Guide.
Arizona Remote Sensing Center (2002). Landsat Processing Steps.
http://www.landsat.org/