Georeferenciación de Imágenes

La utilización de sensores remotos colocados en satélites es una herramienta muy poderosa para la evaluación, estudio y monitoreo de los recursos naturales en la tierra. Para muchas aplicaciones con datos de sensores remotos se requiere de una gran precisión geométrica, por ejemplo para la superposición con mapas, para esto las imágenes deben ser corregidas geométricamente, mediante el proceso conocido como Georeferenciación.

Si el producto satelital adquirido no esta georeferenciado, ni corregido geográficamente es necesario adicionar algunos puntos geográficos de control. Este procedimiento se llama georeferenciamiento y básicamente consiste en introducir las coordenadas de puntos fácilmente reconocibles en la imagen como son cruces de carreteras, desembocaduras de ríos, construcciones o rasgos fisiográficos que no sean demasiado dinámicos.


Los puntos adicionados de esta forma deben estar bien distribuidos en la escena, tratando al máximo de evitar la linealidad en su colocación. El nivel de precisión alcanzado en la georeferencia depende en gran medida de la fuente de información geográfica utilizada (mapas temáticos, cartografía oficial, puntos de GPS, etc) y de la escala a la cual se vaya a realizar el trabajo. Como regla general de precisión se puede decir que el error medio cuadrático de los puntos debe ser inferior a tres.

Es fundamental para cualquier tipo de corrección geométrica identificar sobre la imagen puntos de control, tales como cruces de caminos o vías férreas, puentes o accidentes geográficos claros y que no cambien sus formas muy rápidamente. La característica a tener en cuenta en la elección a priori de un punto de control terrestre (GCP) es la capacidad de “localización inequívoca” con la mayor precisión tanto en la imagen como en el terreno. Los puntos de control de tierra se adquieren de dos formas o bien a través de digitalización de mapas o bien con mediciones en campo con GPS, que son muy precisos. La cantidad de puntos necesarios para una buena rectificación depende del orden del polinomio a usar, del relieve del área y del grado de precisión requerido, Es importante tener en cuenta tres aspectos para la elección de los puntos de control, el número, la localización y distribución. El número depende de la complejidad del terreno y mientras más usen es mejor, buscando que los puntos no tengan dinamismo temporal y es importante que la distribución sea uniforme en toda la imagen y no que estén concentrados todos en un sector solamente, por ejemplo alrededor de una ciudad.

Correcciones Geométricas

Este concepto incluye cualquier cambio en la posición que ocupan los píxeles de la imagen. Por contraposición con las correcciones radiométricas (ecualización, filtrados, etc), aquí no se pretende modificar los ND de los píxeles de la imagen, sino solo su posición, sus coordenadas. Gracias a tratarse de un formato digital, esta transformación puede basarse en funciones numéricas, que permiten modificar muy flexiblemente la geometría de la imagen.
Esta transformación puede emplearse para:

– Corregir cartográficamente una imagen
– Superponer dos o más imágenes entre sí

1.- Establecimiento de puntos de control

Para calcular cualquier función entre dos o más variables, es necesario contar previamente con una serie de observaciones comunes a todas ellas.

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Figura 10-5: Distribución de puntos de control en bloques de imágenes (mosaicos fotográficos)

2.- Cálculo de las funciones de transformación

La corrección digital de la geometría de una imagen se realiza estableciendo una función matemática, que pone en relación las coordenadas de la imagen con las mapa. De esta forma, a partir de la coordenada columna y línea de cada píxel, puede estimarse las coordenadas “x”, y de la imagen de salida.

3.- Transformación de los ND originales a la posición corregida.

Las funciones antes analizadas permites traducir coordenadas del mapa a la imagen. Ahora bien, si pretende crearse una imagen que se corresponda adecuadamente con esas coordenadas, resulta necesario trasvasar, de alguna forma, los ND de la imagen original a esa nueva posición. Las funciones de ajuste permiten calcular la posición correcta de cada píxel.

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Imagen de entrada con los puntos de control (GCP)

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Grilla de la imagen de salida, mostrando la posición de los GCP

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Para comparar las dos grillas (ráster), la imagen de entrada es superpuesta sobre la grilla de salida, de tal forma que los GCP de las dos grillas coincidan.

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Usando alguno de los métodos de remuestreo (resimple), los ND de la imagen de entrada, son asignados a los píxeles de la imagen de salida.

Conveniencia de las correcciones geométricas

Conviene hacer una breve reflexión sobre la necesidad y momento de las correcciones geométricas.
Tradicionalmente esta iteración se ha concebido como previa e imprescindible a cualquier análisis posterior de la imagen.

Procedimientos a seguir

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Figura 10-9: Comenzamos seleccionando desde la barra de Menú correspondiente a la ventana VIEWER, desplegando la imagen que se quiere referenciar, se elegirá “Geometric Correction”.

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Figura 10-17: Esquema de disposición de las ventanas para el proceso de georeferenciar de imagen a imagen

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Fuente:

Fabian Reuter (Ingeniero Forestal – UNSE)

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