Representación cartográfica de ortofotos en ArcGIS Pro

Disponible con una licencia Advanced.

ArcGIS Pro permite corregir fotogramétricamente imágenes provenientes de drones, satélites, fotografía digital y fotografía aérea escaneada para eliminar la distorsión geométrica inducida por el sensor, la plataforma, el desplazamiento del terreno, la coincidencia de aristas y el equilibrio de color de las ortoimágenes resultantes. Estas imágenes se pueden usar para generar los siguientes productos de representación cartográfica de ortofotos:

• Datasets de imágenes ortorrectificadas.
• Ortomosaicos almacenados como un formato de archivos como TIFF o CRF.
• Modelos digitales de terreno (DTM) y modelos digitales de superficie (DSM) almacenados como TIFF o CRF.

El dataset de mosaico de ortorrectificado se puede compartir como un servicio de imágenes dinámico o un servicio de imágenes en caché, o se puede usar para generar los siguientes productos ortorrectificados adicionales:

• Teselas de imágenes, usando la herramienta Dividir ráster
• Escenas de ortoimágenes, usando la herramienta Exportar elementos de dataset de mosaico

Licencia:

La función de representación cartográfica de ortofotos requiere una licencia de ArcGIS Pro Advanced.

Introducción a la representación cartográfica de ortofotos con ArcGIS Pro

La representación cartográfica de ortofotos con ArcGIS Pro requiere tres pasos principales:

1. Crear un espacio de trabajo de representación cartográfica de ortofotos.
2. Realizar un ajuste de bloques para corregir las distorsiones geométricas de las imágenes.
3. Generar productos de representación cartográfica de ortofotos.

Crear un espacio de trabajo de representación cartográfica de ortofotos

Para empezar, cree un nuevo proyecto. A continuación, cree un espacio de trabajo de representación cartográfica de ortofotos, que es un subproyecto dentro del proyecto de ArcGIS Pro. El espacio de trabajo de representación cartográfica de ortofotos administra todos los recursos de representación cartográfica de ortofotos y abre una vista de mapa con una pestaña Representación cartográfica de ortofotos y una vista de representación cartográfica de ortofotos dentro del panel Contenido para el flujo de trabajo de representación cartográfica de ortofotos. La pestaña Representación cartográfica de ortofotos proporciona herramientas para el ajuste de bloques de paquetes y la generación de productos de representación cartográfica de ortofotos. La vista de representación cartográfica del panel Contenido administra y visualiza las capas de los datos relacionados en el espacio de trabajo de representación cartográfica de ortofotos.

El espacio de trabajo de representación cartográfica de ortofotos y los datos almacenados en él dependen de sus datos de origen. Es posible crear un espacio de trabajo de representación cartográfica de ortofotos para imágenes aéreas escaneadas, aéreas digitales, de satélite o de drones. Puede proporcionar al asistente de representación cartográfica de ortofotos una carpeta que contiene imágenes, o bien puede usar un dataset de mosaico existente.

Al crear su espacio de trabajo de representación cartográfica de ortofotos, se crea una categoría Representación cartográfica de ortofotos en el panel Catálogo. Expanda para ver el espacio de trabajo de representación cartográfica de ortofotos que ha creado, con una carpeta Imágenes que contiene sus imágenes de origen y una carpeta Productos en la que se almacenarán sus productos de representación cartográfica de ortofotos.

Al crear su espacio de trabajo, observará que el panel Contenido contiene toda una variedad de capas asociadas al espacio de trabajo, por ejemplo, Puntos de control, Puntos de solución y Productos de datos. Estas capas están vacías hasta que se rellenan iniciando los pasos correctos en un flujo de trabajo de representación cartográfica de ortofotos. Por ejemplo, la capa Puntos de control se rellena tras realizar un ajuste de bloques y los Productos de datos se rellenan tras realizar los pasos de generación de productos de representación cartográfica de ortofotos.

Realizar un ajuste de bloques

Después de crear el espacio de trabajo de representación cartográfica de ortofotos, necesitará realizar un ajuste de bloques usando las herramientas de los grupos Ajustar y Perfeccionar. El ajuste de bloques es una técnica utilizada en fotogrametría para computar un ajuste o transformación para un área (un bloque) basándose en la relación fotogramétrica entre imágenes superpuestas, puntos de control del terreno (o GCP), un modelo de cámara y datos de elevación.

Nota:

La triangulación aérea dentro de un proyecto de representación cartográfica de ortofotos en ArcGIS Pro tiene un límite de:

• 100 gigapíxeles (GP) para imágenes de marco de drones y digitales
• 1000 GP en imágenes aéreas escaneadas
• No hay ningún límite en cuanto al tamaño de las imágenes de satélite

Se puede calcular el tamaño del proyecto en gigapíxeles multiplicando el número de imágenes por el tamaño de imagen en megapíxeles y dividiéndolo entre 1000.

Ejemplo: si una imagen aérea tiene 10.000 x 12.000 píxeles, la imagen es de 120 megapíxeles.

Un proyecto con 400 imágenes de 120 megapíxeles es (400 x 120)/1000 = 48 gigapíxeles.

Estos límites representan el límite esperado en el tamaño de bloques que se pueden manejar de manera eficaz. Es posible que los bloques más grandes funcionen en la versión actual de ArcGIS Pro, pero pueden imponerse aún más en versiones futuras. Los límites no se colocan en la representación cartográfica de ortofotos en ejecución como parte de ArcGIS Image Server en el hardware adecuado.

• Puntos de enlace: minimizan la desalineación entre las imágenes al enlazar imágenes superpuestas una a la otra en función de entidades de imágenes coincidentes. Estas entidades o puntos de enlace se obtienen con técnicas de coincidencia de imágenes automática.
• GCP: georreferencian las imágenes al terreno mediante datos de referencia del terreno. Los GCP se suelen recopilar con técnicas de levantamiento topográfico y estos puntos topográficos deben estar visibles en las imágenes de origen. Como alternativa, es posible derivar GCP secundarios a partir de un mapa base de ortoimagen existente.
• Triangulación: se usa para computar la transformación de proyección de imagen a mapa minimizando y distribuyendo los errores entre puntos de control e imágenes.

Aplicar un ajuste de bloques es un paso importante del proceso de ortorrectificación y la calidad de los productos de representación cartográfica de ortofotos depende de la precisión de los puntos de enlace y los GCP empleados en el ajuste. Se requieren imágenes superpuestas con mejores resultados producidos con una superposición del 60% dentro de una banda de imagen y con una superposición del 30% entre bandas de imágenes. Si el área del proyecto se ve afectada por cambios de elevación o un terreno abrupto, para obtener buenos resultados se requerirá un modelo digital de elevación (DEM) de alta precisión con un espaciado suficiente para adaptarse a los cortes del terreno.

Las herramientas de ajuste de bloques se encuentran en los grupos Ajustar y Refinar de la pestaña Representación cartográfica de ortofotos. Puede modificar las opciones de ajuste, ejecute la herramienta Ajustar, agregar GCP o editar puntos de enlace. Para importar, modificar o eliminar los GCP, use las herramientas Administrar GCP. Para editar o agregar puntos de enlace, utilice las herramientas Administrar puntos de enlace.

Nota:

Los puntos de control, puntos de solución, resultados de ajuste de bloques y otros datos pertinentes se almacenan en el espacio de trabajo del proyecto. Esta información se utiliza desde las herramientas relevantes al progresar por el flujo de trabajo para producir productos de representación cartográfica de ortofotos. Por ejemplo, la transformación de ajuste asociada con cada imagen se utiliza para generar la salida de ortomosaico.

Para más información sobre las herramientas de ajuste de bloques del espacio de trabajo de representación cartográfica de ortofotos, consulte Ajuste de bloques.

Evaluar la precisión

Tras realizar el ajuste de bloques, puede generar un informe de resumen mediante la herramienta Informe de ajuste. El informe contiene información acerca de los puntos de solución empleados en el ajuste, la información de la cámara, las desviaciones de GPS y la cantidad de superposición de las imágenes. Si utilizó puntos de verificación en su proceso de representación cartográfica de ortofotos, el informe proporcionará el error cuadrático medio (RMSE) de los puntos de verificación, el cual proporciona la medida más significativa de precisión absoluta. De forma similar a los GCP, los puntos de verificación son puntos con coordenadas terrestres conocidas y capturan entidades que son visibles en varias imágenes superpuestas. Sin embargo, no se utilizan como entradas para controlar el proceso de ajuste, sino para medir la precisión de los resultados de ajuste. En cada punto de verificación, la distancia entre su ubicación conocida en el terreno y la ubicación del píxel correspondiente después del proceso de ajuste se utiliza para calcular la RMSE.

Es posible convertir los GCP en puntos de verificación mediante el panel Administrador de GCP y, a continuación, realizar el ajuste de bloques y visualizar el informe de ajuste. Para afinar sus resultados, pruebe a agregar o eliminar los GCP, convertir distintos GCP en puntos de verificación o modificar las Opciones de ajuste.

Generar productos de representación cartográfica de ortofotos

Después de ajustar sus imágenes, puede generar productos de representación cartográfica de ortofotos con las herramientas del grupo Producto. Puede crear productos de DEM, Ortomosaico o Personalizado. Cada herramienta inicia un asistente que le guía por el proceso de creación de productos de representación cartográfica de ortofotos concretos.

Consulte Crear un espacio de trabajo de representación cartográfica de ortofotos para más información.

Generación de DEM

Los productos de DEM se pueden generar basándose en la cobertura estéreo. Use el asistente de DEM para crear un DTM o un DSM:

• DTM: elevación digital terrestre, sin incluir la elevación de los objetos que contenga. También se conoce como elevación de suelo desnudo. El dataset de DTM de suelo desnudo se usa para producir ortoimágenes y mosaicos de ortoimágenes.
• DSM: elevación digital terrestre, incluyendo la elevación de los objetos que contenga, tales como árboles y edificios. No se debe usar para la ortorrectificación de imágenes a no ser que las imágenes de origen tengan una visualización de nadir sin inclinación de edificios ni entidades, para así producir ortoimágenes reales.

El asistente de DEM le guía por el proceso de generación de DEM, que se usa para establecer los distintos parámetros que definen el DEM, tales como tipo, espaciado posterior de elevación, tamaño de píxeles, tamaño de filtros para eliminar las entidades que sobresalen del suelo y otras especificaciones. Los productos DEM se almacenan en la carpeta de DEM dentro de la categoría Representación cartográfica de ortofotos en el panel Catálogo.

Nota:

Si un área boscosa presenta una alta densidad de árboles o cuenta con otra cobertura vegetal densa, no será posible derivar una superficie de suelo de DTM ya que el suelo no es visible. El producto de superficie de elevación más adecuado para la cobertura de suelo con alta densidad boscosa es un DSM, que crea específicamente una superficie que representa la parte superior del dosel arbóreo.

Generación de ortomosaico

Use un DEM existente o un DTM generado a través del asistente de DEM para crear un mosaico de ortofotos corregido fotogramétricamente. El asistente de Ortomosaico le guía por el flujo de trabajo y le permite definir líneas de unión, la eliminación de falsos polígonos y opciones de equilibrio de colores para su ortomosaico. El dataset de ortofotos u ortomosaico de salida se almacena en la carpeta de Ortofotos dentro de la categoría Representación cartográfica de ortofotos en el panel Catálogo.

Generación de productos personalizados de representación cartográfica de ortofotos

El asistente Personalizado le guía por el flujo de trabajo para crear todos los productos de representación cartográfica de ortofotos. Puede crear un solo producto o todos los productos con el asistente Personalizado. Entre los productos disponibles están DTM, DSM e imágenes corregidas fotogramétricamente u ortomosaicos. Puede cambiar los ajustes de los parámetros para cada tipo de producto. Los DEM y ortomosaicos generados se almacenan en las carpetas adecuadas dentro de la categoría Representación cartográfica de ortofotos en el panel Catálogo.