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

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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/