Mapeo con Cámaras Digitales

Durante el período de diciembre de 2004 a 2008, el Institut Cartogràfic de Catalunya, España, ocupó cerca de 200.000 imágenes aéreas digitales utilizando dos Digital Mapping Cameras (DMC) para reemplazar a las cámaras analógicas RC30. Se discute la forma en que el cambio de sistema analógo al flujo de trabajo completamente digital puede mejorar la precisión y la eficiencia de la producción.

En su papel de supervisor de producción cartográfica en Cataluña, el Institut Cartogràfic de Catalunya (ICC) vuela anualmente 32.000 km2 (aproximadamente 10.000 imágenes DMC) con puntos de control en terreno (GSD) de 45 cm, más de 500km2 en 7.5cm GSD se capturan cada año , que abarcan las zonas urbanas (aproximadamente 15.000 imágenes DMC). Desde el 2004 la mitad del territorio de Cataluña ha sido recorrido anualmente y aerotriangulado con imágenes con GSD de 45 cm (ver Figura 1).


Aerotriangulación

Cuando a finales del 2004 la CCI recibió ella primera cámara DMC, que necesitaba algunos ajustes para el flujo de trabajo de aerotriangulación. El nuevo “know how” también tuvo que ser adquirido en relación a cuestiones como la autocalibración y GPS/IMU de calidad y el resultado de tal impacto en la aerotriangulación.
Hubo mejora gradual en la calidad de la aerotriangulación durante los tres primeros años de funcionamiento de DMC (Figura 2). Expresado en términos residuales después del ajuste, la precisión de la identificación semi-manual con puntos ISDM de Intergraph en imágenes DMC es de 30% mejor que en las imágenes analógicas, se mejora la precisión en un factor de tres (Cuadro 1). Aplicación de la adecuación automática de la imagen digital con imágenes de un pixel 1/10th con rendimientos significativamente mayores de precisión sobre fotos escaneadas para que, en general, compensen la exactitud de la pérdida causada por la menor base a altura.

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En el seno de la ICC el ajuste con el software ACX-GeoTex es capaz de emplear gran precisión GPS/INS y el control de las observaciones en tierra y parámetros de calibración más libres. Para probar el rendimiento de la aerotriangulación el error cuadrático medio (RMSE) en los puestos de control independientes se determinaron en diversos bloques. Para GSD de 45 cm en las imágenes DMC muestran ligeramente mayor precisión (Tabla 2). Por el GSD de 7.5 cm se utilizaron 25 imágenes por bloques, volar sobre zonas de desarrollo urbano. En términos de la combinación de precisión X e Y, DMC muestra una leve mejora en comparación con cámaras analógicas, mientras que la componente vertical sigue siendo el mismo (Tabla 3).
La exactitud relativa de los puestos de control (2 cm) es del mismo orden que los puntos de la imagen, lo que podría haber afectado negativamente a los resultados. En general, una precisión X e Y de 1/2 píxel y una altura de 2/3 de un pixel se puede lograr de manera rutinaria.

Generación de DEM

La precisión de Modelos Digitales de Elevación (DEMs) se determinaron utilizando las imágenes de tres levantamientos en el mismo ámbito. Los datos fueron recolectados a través de una DMC en GSDs de 45 cm y 20 cm en 2006 y 2007, y en 2004 con una RC30 a 45 cm de GSD obtenidos a partir de la digitalización de las fotografías de tamaño de píxel 15?m (véase la Figura 3). Los DEMs fueron creados usando inpho del Match-T y en comparación con los datos Lidar. En una zona libre de edificios y la vegetación de las imágenes digitales y analógas de 45 cm de GSD dan resultado similar en una precisión de aproximadamente 1/2 de GSD, aunque el DEM derivado de las imagenes DMC parecían un poco mejor. El GSD de 20cm traducido en imágenes con precisión de 8-9 cm, alcanzando el nivel de la exactitud de los datos Lidar.

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Precisión de Estereorestitución

La base de datos topográfica de Cataluña esta a escala 1:5.000 (BT-5M, vea la Figura 4) y se genera por estereoretirución desde imágenes de 45 cm de GSD. La precisión X e Y y la altura se especifican en términos de un sigma, como 60 cm y 90 cm. En términos de dos sigmas, que es de 90% de los puntos que pueden ser bien identificadas en modo estéreo, estas cifras son, respectivamente, 1 y 1,5 m. Los dos sigmas para la cartografía de las zonas urbanas a escala 1:1.000 de 7.5cm de GSD en imágenes son de 20 y 25 cm. La precisión se evaluó en términos de RMSE independientes en comparación con los puestos de control adoptadas a partir de la aerotriangulación de los proyectos a mayor escala y no se utiliza en la aerotriangulación. El cuadro 4 muestra los resultados de 45 cm de GSD en las imágenes, y en la Tabla 5 para 7.5 cm de GSD en las imágenes. En general, una precisión X e Y de 1,1 píxeles de altura y precisión de alrededor de 1,5 píxeles pueden ser alcanzados habitualmente.

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Foto Interpretación.

Las imágenes DMC contienen más información en las áreas sombreadas que las fotografías analogas, permitiendo la ampliación del período de vuelo durante todo el año, incluido el invierno, lo que da flexibilidad en el flujo de trabajo. Sin embargo, esto es sólo cierto a gran escala de imágenes utilizados para estereorestitución; generación de ortofotos de pequeña escala y requiere condiciones de luz que pueden ser satisfechas sólo de mayo a septiembre. La definición de imágenes digitales es mejor que las imágenes analógicas en todas las escalas, proporcionando mayor seguridad para los operadores durante la estéreo restitución. La dificultad es menor si se indica en las imagenes DMC, en imágenes de 7.5 cm de GSD es difícil la digitalización de diferentes objetos de menos de 20 cm de altura de su entorno, tales como aceras, bordes o barandas. Otra desventaja es el alto contraste. Si el histograma de la imagen no puede ser modificado (semi) automáticamente durante la estéreo restitución, la digitalización resulta más difícil, donde el contraste no es tan alto.
La limitada área cubierta por pares estéreo digitales exige también la gestión de los datos durante más área traslapada a menos pares estéreo pueden ser cargados automáticamente.

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Tabla 1, residuales en micrones y pixeles.

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Tabla 2, RMSE de aerotriangulación de 45 cm de GSD en imágenes.

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Tabla 3, RMSE de aerotriangulación de 7.5cm de GSD en imágenes.

Fuente:

Gim-International

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