Digitalización y Preprocesamiento de Imágenes en SIG

Digitalización en Sistemas de Información Geográfica (SIG)

Digitalización: La digitalización es el proceso de convertir información de tipo raster (por ejemplo, fotografías aéreas) o mapas impresos, en un formato vectorial digital (por ejemplo, líneas y polígonos en ArcGIS). Este proceso de conversión de datos también se conoce como geocodificación.

Es un método generalmente usado para la recolección de datos de SIG y sus productos son datos vectoriales en 2D. El proceso puede ser manual o automático.

¿Cómo se digitaliza?

• Digitalización Manual: Implica el trazado lineal de detalles (tales como puntos, líneas y polígonos) de un mapa con un cursor electrónico conectado a un codificador digital. A medida que se mueve el cursor sobre la superficie de digitalización, su localización precisa (indicada por la posición de la cruz de la retícula) va siendo registrada por la computadora.
• Digitalización Automática: Permite la creación de objetos vectoriales automáticamente a partir de capas Raster.

Otros Tipos de Digitalización

• Vectorización Automatizada (Batch): Toma un archivo Raster completo y lo convierte en objetos vectoriales en una sola operación. Es adecuada cuando los mapas a vectorizar constan de dos niveles de datos solamente (por ejemplo, curvas de nivel, hidrografía y vías). Requiere un trabajo de edición post-vectorización para eliminar los errores.
• Vectorización Interactiva (Semi-automática o de Trazado de Líneas): Requiere software para automatizar la digitalización. El operador coloca el cursor en un píxel, indica la dirección para el trazado de la línea, y el software automáticamente la digitaliza.

Edición de la Cobertura Digitalizada

• Los datos usualmente se chequean primero en la pantalla.
• El computador identifica los errores (arcos colgantes, polígonos que no cierran).
• La edición se realiza borrando porciones de arco, arrastrando nodos, etiquetando polígonos, etc.

Errores en la Digitalización

En la digitalización casi siempre se presentan errores como:

• Espacios entre líneas que deben interceptarse.
• Líneas que sobrepasan su longitud real, es decir, exceden la línea que deben interceptar.
• Líneas paralelas que se cruzan.
• Polígonos que no cierran.
• Líneas que no se conectan.
• Islas dentro de polígonos.

En la creación de los detalles, la mejor cura es la prevención.

• Usar las tolerancias (snap tolerance).
• Polígonos en cadena (sliver polygons).
• Unir, fusionar (merge).

Edición y Corrección: Errores Comunes

• Faltan arcos.
• Arcos duplicados.
• Localización errónea.
• Arcos que no existen.
• Ruido.

Pre-procesamiento de Imágenes

Una vez que se adquiere una imagen, generalmente se procesa para eliminar errores. Dos categorías:

1. Corrección Geométrica

Fuentes de distorsión:

• Variaciones en velocidad.
• Variaciones en altitud.
• Curvatura terrestre.
• Desplazamiento por relieve.
• Refracción atmosférica.
• Distorsiones debido a la rotación terrestre.

2. Corrección Radiométrica

Fuentes de distorsión:

• Calibración.
• Información atmosférica.
• Iluminación del relieve.
• Efectos direccionales.

Plataformas y Sensores

Sensores Hiperespectrales (Sobre Avión)

• AISA: 286 bandas (0,4 a 0,9 ìm).
• AVIRIS: 224 canales (0,4 a 2,5 ìm).
• CASI: hasta 288 bandas (0,4 a 1ìm).
• DAIS: 79 bandas (ópticas y térmicas).
• GER: 126 bandas (+12 térmicas).
• HyMap: 128 bandas (0,4 a 2,5 ìm).

Sensores Hiperespectrales (Sobre Satélite)

• MODIS: 36 bandas (ópticas y térmicas), no continuas.
• MERIS: 15 bandas.
• CHRIS: 18 a 63 bandas.
• HYPERION: 220 bandas.
• Misiones extra-terrestres: Cassini (Saturno), Galileo (Júpiter), Global Surveyor (Marte).

Fuentes Secundarias de Datos SIG

Datos Secundarios: Datos capturados por otras personas. Los datos recogidos para otros propósitos se pueden transformar para su uso en SIG, por ejemplo, mediante el escaneo de mapas, fotografías aéreas, documentos, etc.

• La recolección de datos toma un gran esfuerzo en tiempo y dinero en un proyecto SIG.
• Existen cuatro métodos principales para la producción de datos digitales espaciales de tipo secundario: Escaneo, Digitalización, Importar datos, Entrada de coordenadas provenientes de mediciones de campo.