Agregar puntos de control del terreno a un espacio de trabajo de representación cartográfica de ortofotos

Disponible con una licencia Advanced.

Este flujo de trabajo describe cómo importar, calcular y medir los puntos de control del terreno (GCP) en un espacio de trabajo de representación cartográfica de ortofotos.

Los GCP son puntos con coordenadas terrestres X, Y, Z (3D), XY (2D) o Z (1D) conocidas, que a menudo se obtienen a partir un estudio del terreno, y se utilizan para garantizar que el proceso fotogramétrico tenga puntos de referencia en el terreno. En un ajuste de bloques, las imágenes superpuestas están unidas para minimizar el error entre las imágenes con puntos de enlace y los puntos de control del terreno, si están disponibles. El ajuste de bloques se puede aplicar sin los GCP y aun así garantiza una precisión relativa, pero agregar los GCP aumenta la precisión absoluta de las imágenes ajustadas. Los puntos de verificación son GCP excluidos del cálculo de ajuste y se utilizan para ayudar a determinar la precisión del ajuste.

Distribución de GCP

La distribución de GCP en un bloque fotogramétrico es una parte importante de la precisión del bloque ajustado. Los puntos de control distribuidos alrededor del perímetro del bloque influyen más sobre la exactitud del ajuste que el control cerca del centro del bloque. La figura siguiente muestra las ubicaciones de GCP recomendadas antes del ajuste de bloques.

Agregar GCP

Es posible agregar manualmente GCP seleccionando puntos en una imagen de referencia, introduciendo coordenadas de GCP en la tabla Administrador de GCP, importando desde datos topográficos utilizando la herramienta Importar GCP o computándolos mediante el uso de una imagen de referencia con la herramienta Calcular GCP. Puede acceder a estas herramientas desde el menú Administrar GCP del grupo Perfeccionar de la pestaña Representación cartográfica de ortofotos. Al trabajar con datos digitales satelitales o aéreos, puede agregar GCP a su espacio de trabajo antes de calcular el ajuste inicial. Al trabajar con imágenes aéreas tomadas por drones o escaneadas, debe realizar un ajuste de bloques para poder agregar GCP.

Agregar GCP manualmente

Si no tiene GCP de un estudio del terreno, puede capturarlos de una capa ráster georreferenciada u ortorrectificada, un dataset ráster, un dataset de mosaico o un servicio de imágenes. Asegúrese de que la resolución radiométrica, temporal y espacial de la imagen de referencia sea similar a la de la colección de imágenes. Los GCP se deben recopilar con entidades identificables en el nivel del suelo que están presentes tanto en la colección de imágenes como en la imagen de referencia. Entre las entidades recomendadas se incluyen: tapas de alcantarilla, esquinas de calle u otras entidades naturales o desarrolladas sobre el terreno.

Agregar GCP desde un mapa

Para seleccionar y medir manualmente los GCP a partir de una imagen de referencia, siga estos pasos:

1. Agregue la imagen de referencia a la vista del mapa 2D.
2. En la pestaña Representación cartográfica de ortofotos, en el grupo Perfeccionar, haga clic en el botón Administrar GCP .
3. En la ventana Administrador de GCP, haga clic en el botón Definir corrección Z para definir las transformaciones verticales necesarias para transformar las alturas extraídas del mapa base o la imagen de referencia en la referencia espacial de su proyecto.

   Si el sistema de coordenadas verticales del DEM del proyecto no está definido, seleccione Ninguno en Transformación geográfica.

4. Haga clic en el botón Examinar y seleccionar referencia espacial .
5. En la ventana de referencia espacial, en Z actual, seleccione el sistema de referencia vertical del DEM del proyecto, adjunto a la colección de imágenes.
6. Haga clic en Aceptar.
7. En el panel Contenido, desactive la capa de la colección de imágenes. Con ello se garantiza que los GCP se seleccionen en la imagen de referencia.
8. En la ventana Administrador de GCP, haga clic en el botón Agregar GCP o punto de enlace . Asegúrese de que las imágenes de referencia estén seleccionadas en el panel Contenido. Navegue hasta una entidad identificable en las imágenes de referencia y haga clic en ella.

   Aparece una cruz roja sobre la entidad en el mapa y se introduce una nueva entrada GCP en el Administrador de GCP.

9. En la ventana Administrador de GCP, busque la entidad de GCP correspondiente en el visor de imágenes y haga clic en la entidad para colocar un punto de enlace. Los puntos de enlace de cualquier otra imagen superpuesta se calculan automáticamente.

   Una vez que un punto de enlace se ha agregado a una imagen, el símbolo de GCP cambia de rojo a verde. Esto indica que se ha medido el GCP. La ubicación de un punto medido se puede cambiar volviendo a medir o haciendo clic en el punto deseado.

10. Repita este proceso hasta que se haya recopilado un número suficiente de GCP.

Agregar GCP manualmente a la tabla Administrador de GCP

Para agregar GCP manualmente a la tabla Administrador de GCP, haga lo siguiente:

1. Agregue la imagen de referencia a la vista del mapa 2D.
2. En la pestaña Representación cartográfica de ortofotos, en el grupo Perfeccionar, haga clic en el botón Administrar GCP .
3. En la ventana Administrador de GCP, haga clic en el botón Agregar GCP manualmente . Esto crea una fila vacía en la tabla Administrador de GCP para agregar GCP en 1D, 2D o 3D a su proyecto.
4. Introduzca las coordenadas de su GCP haciendo doble clic en el campo correspondiente (X, Y o Z) e introduciendo los valores respectivos.

   • Si agrega una coordenada unidimensional (1D), introduzca el valor de altura en el campo Z y defina el valor de campo Precisión XY en NA. De manera opcional, introduzca el valor Precisión Z del GCP.
   • Si va a introducir una coordenada bidimensional (2D), agregue las coordenadas X e Y a los campos adecuados y establezca el valor de campo Precisión Z en NA. De manera opcional, introduzca el valor Precisión XY del GCP.
   • Si va a introducir una coordenada tridimensional (3D), agregue las coordenadas X, Y y Z a los campos pertinentes. De manera opcional, defina los valores Precisión XY y Precisión Z del GCP.

Medir o reposicionar GCP

Para medir GCP, complete los siguientes pasos:

1. Abra el Administrador de GCP.
2. Seleccione el GCP que se va a medir en la tabla Administrador de GCP.

   Para los GCP en 2D y 3D, todas las imágenes superpuestas asociadas con el GCP seleccionado aparecen en la ventana de vista previa del Administrador de GCP.

3. Si desea que todas las imágenes asociadas a un GCP en 1D aparezcan en la ventana de vista previa del Administrador de GCP, siga los pasos secundarios a continuación.
   1. Asegúrese de que toda la capa de imágenes del dataset de mosaico sea visible en la vista de mapa 2D.
   2. Haga clic en el botón Seleccione imágenes del mapa con un cuadro y agregue las imágenes superpuestas a la lista en la sección de vista previa del Administrador de GCP.
   3. En la ventana de mapa 2D, localice la entidad de GCP en 1D en el dataset de mosaico, haga clic con el botón izquierdo y dibuje dinámicamente un cuadro alrededor del GCP.

      Todas las imágenes que se superponen a la entidad identificada se cargan en la ventana de vista previa.

4. Compruebe que el GCP que se va a medir esté seleccionado en la tabla Administrador de GCP, y haga clic en el botón Agregar GCP o punto de enlace .
5. En la imagen que aparece en la ventana de vista previa, haga clic en la ubicación adecuada para colocar el GCP.

   Los GCP de cualquier otra imagen superpuesta se calculan automáticamente.

Cuando se ha añadido correctamente un punto de enlace a una imagen, el signo + situado junto al Id. de imagen en la ventana de vista previa cambia a azul y el símbolo de GCP de la vista de mapa 2D cambia de rojo a verde. Esto indica que se ha medido el GCP. En los casos en que una imagen de la lista de imágenes superpuestas no se ha medido automáticamente, lo que se indica cuando el signo + no cambia a azul, es necesario seleccionar la imagen y medir manualmente la ubicación del GCP. La ubicación de un punto medido se puede cambiar haciendo clic en una ubicación diferente de la imagen.
6. Repita los pasos 1 a 5 para medir o reposicionar otros GCP.

Calcular GCP

Si no dispone de GCP de un estudio del terreno, pero dispone de una capa ráster georreferenciada (dataset ráster, dataset de mosaico o servicio de imágenes), puede agregarla como referencia para calcular los GCP. Al elegir una imagen de referencia para el cómputo de GCP, asegúrese de que su imagen de referencia presente una alta calidad de georreferenciación en términos de precisión geoposicional y claridad, y que su resolución sea similar a la de sus imágenes de origen. Por ejemplo, el servicio de imágenes mundial de ArcGIS Online predeterminado podría ser una buena referencia para calcular los GCP de sus datos de satélite, aunque puede que no sea una referencia suficientemente buena para las imágenes de alta resolución ni para las imágenes aéreas de alta precisión.

1. En la pestaña Representación cartográfica de ortofotos, en el grupo Perfeccionar, haga clic en el menú desplegable Administrar GCP y seleccione Calcular GCP.
2. En la ventana Calcular puntos de control del terreno, en el menú desplegable Imagen de referencia, seleccione o vaya a una imagen de referencia.
3. En el menú desplegable Fuente de elevación, seleccione o examine una fuente de elevación. Al trabajar con imágenes de satélite, active Corrección de geoide.
4. Especifique la exactitud de ubicación de la imagen de la colección de imágenes, así como la similitud de puntos, la densidad de puntos y la distribución de puntos de los GCP de salida.
5. Active Ajustar y haga clic en Ejecutar.

Importar GCP existentes

Si dispone de datos de estudio del terreno existentes, puede importar los GCP al espacio de trabajo de representación cartográfica de ortofotos.

1. Haga clic en el menú desplegable Administrar GCP y seleccione Importar GCP. Vaya a la ubicación del Archivo GCP, que puede ser un archivo .csv o .txt, una clase de entidad o un shapefile.

   El archivo debe incluir los campos Label, X coordinate, Y coordinate, Z coordinate, XY accuracy, Z accuracy y type del GCP.

   Nota:

   Type es opcional, done el valor de type 2 es un GCP y el valor de type 3 es un punto de verificación. Si el valor de type no es 2 o 3, el punto no se importará.

2. En Establecer referencia espacial GCP, vaya a los sistemas de coordenadas horizontales y verticales de los GCP y especifíquelos. Si el sistema de coordenadas de los GCP es diferente al del espacio de trabajo de representación cartográfica de ortofotos, especifique las transformaciones geográficas horizontales y verticales a aplicar.

   Al trabajar con un espacio de trabajo de representación cartográfica de ortofotos por satélite, el sistema de coordenadas verticales se convierte automáticamente en WGS84 Elipsoidal.

3. En Asignación de campos, especifique qué campos del archivo GCP corresponden a los parámetros de representación cartográfica de los campos de la lista.
4. Si sus datos de GCP incluyen fotos de las ubicaciones donde se midieron GCP, localice y seleccione la carpeta que contiene estas fotos en Ubicación de fotos GCP.

   El nombre de la foto debe coincidir con el campo GCP Label. Si hay varias fotos para cada GCP, el nombre de la foto debe incluir un número incorporado al campo Label, que se usará como identificador único. Por ejemplo, GCP20_1.jpg y GCP20_2.jpg son las fotos de GCP20.

5. Haga clic en Aceptar para importar GCP.

Nota:

Si sus GCP y el origen de elevación del dataset de mosaico tienen valores z diferentes, las imágenes pueden aparecer desplazadas en la vista de mapa después del ajuste. Esto puede ocurrir si especificó un valor z constante al definir el ortomosaico. Para visualizar los resultados del ajuste en los GCP, haga clic en el botón Mostrar GCP para visualizar los GCP en la ventana Administrador de GCP. Cualquier cambio de imagen visible se corrige cuando se reajustan las imágenes con una fuente de elevación precisa y se genera el producto de ortomosaico.

Agregar puntos de enlace

Después de importar los GCP, haga clic en el menú desplegable Administrar GCP y seleccione Administrador de GCP, que permite agregar los puntos de enlace correspondientes a sus GCP. En fotogrametría, este proceso se conoce como la creación de un punto de enlace medido, o un punto de enlace que se ha proporcionado a una imagen que corresponde a un GCP.

1. Seleccione un GCP de la lista.

   Las imágenes correspondientes que se superponen con el GCP aparecen en la lista de imágenes en la parte inferior de la ventana Administrador de GCP.

2. Haga clic en el botón Agregar GCP o punto de enlace para agregar un punto de enlace de imagen en el visor de imágenes para cada imagen superpuesta.

   Los puntos de enlace para otras imágenes se calculan automáticamente cuando es posible, aunque cada punto de enlace debe verificarse con respecto a la precisión de la ubicación. Para garantizar una colocación precisa, puede usar el acceso directo del teclado Ctrl+M para activar o desactivar el punto de enlace medido y realizar los ajustes de posición en consecuencia. Cuando un punto de enlace se agrega correctamente a una imagen, el símbolo gris de punto de enlace cambia a azul en la lista del visor de imágenes y el símbolo de GCP asociado cambia de rojo a verde en la vista de mapa 2D.

3. Repita este proceso hasta que todos los GCP se hayan medido.

Agregar puntos de verificación

Los pasos que figuran a continuación describen cómo convertir los GCP a puntos de verificación para realizar una evaluación de precisión. Conceptualmente, un punto de verificación es lo mismo que un GCP: puntos con coordenadas terrestres conocidas con vínculo a entidades visibles en varias imágenes superpuestas. Sin embargo, no se utilizan como entradas para controlar el proceso de ajuste. En cambio, los puntos de verificación miden la precisión del ajuste y la ortofoto resultante. 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 precisión absoluta general del bloque de imágenes. Las mediciones de precisión se resumen como el error cuadrático medio (RMSE) de los puntos de verificación y se pueden encontrar en el Informe de ajuste.

Los GCP se pueden convertir a puntos de verificación para una evaluación de precisión posprocesamiento.

1. Una vez agregados y medidos los GCP con los puntos de enlace del espacio de trabajo de representación cartográfica de ortofotos, seleccione en el panel Administrador de GCP el GCP que desea convertir en punto de verificación.
2. Haga clic con el botón derecho en el GCP y seleccione Cambiar a punto de control.

Los puntos de verificación se muestran como triángulos rosas en el mapa del espacio de trabajo de representación cartográfica de ortofotos, y el icono Etiqueta del Administrador de GCP cambia de un círculo azul a un triángulo azul.

Una vez agregados los GCP o los puntos de enlace, debe hacer clic en Ajustar para volver a ejecutar el ajuste de bloques y utilizar estos puntos.

Notas y consejos

En las notas y los consejos siguientes aparecen las mejores prácticas para agregar GCP al espacio de trabajo de representación cartográfica de ortofotos.

• El botón Borrar vínculos se utiliza para eliminar todos los puntos de enlace asociados con los GCP seleccionados.
• Es posible eliminar un único punto de enlace haciendo clic con el botón derecho en el nombre de la imagen en el visor de imágenes del Administrador de GCP y seleccionando Eliminar punto de enlace.
• El botón Eliminar GCP se usa para eliminar un GCP seleccionado y todos los puntos de enlace asociados a ese GCP.
• El botón Eliminar todo se puede usar para eliminar todos los GCP de la ventana Administrador de GCP.
• El botón Deshacer se puede usar para restaurar GCP eliminados durante la sesión de medición. Una vez que se ha ejecutado el ajuste, los GCP eliminados no se pueden restaurar.
• En el visor de imágenes, se puede aplicar el zoom en la extensión completa de la imagen seleccionada con el botón Zoom , extender la imagen seleccionada basada en los valores de píxeles de la visualización con el botón Ajuste de rango dinámico o habilitar o deshabilitar el GCP seleccionado en el visor de imágenes usando el botón Mostrar GCP .
• Las coordenadas x e y de un GCP se miden desde el mapa, y la coordenada z se obtiene de la fuente de elevación. Si agrega una imagen de referencia con un sistema de coordenadas geográficas diferente del mapa o la fuente de elevación tiene una coordenada vertical diferente del mapa, asegúrese de que las transformaciones de coordenadas estén correctamente definidas.
• Si los GCP se recopilan de una imagen de referencia, se deben recopilar de la superficie del suelo. Tenga en cuenta la resolución de la imagen al elegir entidades para que se representen con claridad en sus imágenes.
• Si no tiene un archivo GCP y necesita medir los GCP en un mapa de referencia, use la herramienta Administrar GCP para introducir un GCP haciendo clic en una ubicación del mapa y agregando los puntos de enlace correspondientes en los visores. La precisión de estos GCP secundarios depende de la precisión del mapa de referencia.
• Haga doble clic en una fila de la ventana Administrador de GCP para hacer un desplazamiento panorámico hasta la ubicación del GCP en el visor de imágenes en la escala de visualización actual.
• Cuando el puntero está en el modo de captura de puntos, puede mantener pulsada la tecla C para cambiar al puntero de explorar.
• El acceso directo para activar y desactivar el ajuste de rango dinámico (DRA) es Ctrl+D.
• El acceso directo para acercar a la extensión completa de la imagen es Ctrl+F.
• Asegúrese de incluir puntos de verificación suficientemente bien distribuidos para facilitar una evaluación representativa de la precisión.
• Intente ejecutar un ajuste con puntos de verificación, evaluar la precisión en el Informe de ajuste y, a continuación, cambiar GCP distintos a puntos de verificación. Vuelva a ejecutar el ajuste y vea cómo cambia el RMSE resultante.

Para obtener más información sobre la creación de productos de representación cartográfica de ortofotos, consulte Generación de productos de representación cartográfica de ortofotos.