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Escuela de Ingeniería Topográfica

Manual para georreferenciación de imagenes y

transformaciones cartográficas con ArcGis

2011

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Universidad de Costa Rica

Facultad de Ingeniería Escuela de Ingeniería Topográfica

MANUAL PARA GEORREFERENCIACIÓN DE IMAGENES Y TRANSFORMACIONES ENTRE SISTEMAS CARTOGRÁFICOS CON

ARCGIS

ELABORADO POR:JOSÉ FRANCISCO VALVERDE CALDERÓN

JESSICA ALFARO MORERA

MAYO, 2011






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Índice de contenidos

Creación de los archivos prj .......................................................................................4

Georreferenciación de una imagen .........................................................................11

Definición de la proyección .....................................................................................20

Creación del método de transformación .................................................................25Trasformación de una imagen ráster .......................................................................30






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Nota aclaratoria

El presente manual ha sido elaborado con el fin de generar una guía para efectuar lageorreferenciación de imágenes ráster y las transformación de estas imágenes entre los distintos

sistemas cartográficos utilizados en Costa Rica, utilizando el software ArcGis.

Por ello, se parte del principio de que la persona que utiliza el software, es conocedor de los

fundamentos teóricos referente a los sistemas cartográficos utilizados en Costa Rica, a las distintas

metodologías de transformación que se han generado para transformar coordenadas entre estos

sistemas y en general, a la metodologías para efectuar transformaciones de datum.

En el presente manual se muestran varios procedimientos que pueden ser realizados con el

software ArcGis, como la georreferenciación de imágenes ráster a partir de punto de control concoordenadas conocidas, la definición de la proyección para un archivo shape o ráster y la

transformación de coordenadas entre la proyección Lambert (Norte/Sur) y CRTM05 y viceversa.

Se solicita que en caso de encontrar algún error en el mismo, se dirija un correo a

[email protected], indicando la página y el error encontrado.






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Creación de los archivos prj

Un archivo prj, es un archivo que contiene los parámetros de una determinada proyeccióncartográfica y del sistema geodésico (elipsoide) asociado a esta proyección. Antes de poder

efectuar una transformación entre sistemas cartográficos, es necesario asignarle a la capa que se

transformará el prj con los parámetros de la proyección origen.

Para ello, una opción es importar un archivo prj ya creado. En caso de que no se disponga de este

archivo, puede ser creado por el usuario. Para el presente ejemplo, se mostrará el procedimiento

para la creación del prj correspondiente a la proyección cartográfica "CRTM05".

Para ello, se seleccione el menú Layers, se da clic al botón derecho del mouse y se selecciona la

opción Properties

Se despliega un conjunto de menús, como se muestra en la siguiente figura:






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Como se observa de la figura anterior, el Data Frame no dispone de ninguna unidad lineal. En este

caso, se selecciona para las unidades de mapa y del Display el metro, como se muestra en la

próxima figura:

Al seleccionar la pestaña Coordinate System se observa que no se ha asignado al Data Frame ningún sistema de coordenadas:






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Se procede ahora a crear el nuevo sistema de coordenadas. Para ello, se da click en " New" y se

selecciona la opción Project Coordinate System

Se despliega un menú como el que aparece en la siguiente figura:






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Se coloca el nombre de la proyección, este caso CRTM05, se selecciona el tipo de proyección (en

este caso, Transverse Mercator) y se colocan los parámetros, los cuales deben ser conocidos.

Es necesario definir el sistema de coordenadas geográfico, que para la proyección CRTM05, es el

WGS84. Para seleccionar este, se da click al botón "Select", marcado en la siguiente figura:

Para seleccionar el WGS84, se ingresa a la carpeta Worldy se selecciona WGS84






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Una vez que se selecciona el WGS84 y se han int roducido los parámetros de la proyección, se da

click al botón Finish, marcado en la figura anterior. Hecho esto, ya se ha asignado al Data Frame la

proyección CRTM05.

Al dar click al botón Add To Favorities, se agregará el prj seleccionado a la lista de favoritos.






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Georreferenciación de una imagen

Para georreferenciar una imagen en ArcGis, se utilizan las herramientas del menú

"Georreferencing", al cual se puede tener acceso dando click en Tools Custumize. El pasosiguiente es activar la opción " Georreferencing"






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Una vez activado el menú, se procede importar la imagen a georreferenciar. En este caso, se

importará la imagen "Vueltas_recortada", la cual es un recorte de la hoja cartográfica Vueltas,

escala 1:50000.

Como se observa en la figura anterior, las coordenadas no corresponden a ningún sistema

cartográfico utilizado en Costa Rica e inclusive, la coordenada norte tiene un valor negativo,

situación que no es común en topografía, geodesia o cartografía. Adicionalmente, al Data Frame

no se le ha definido ninguna unidad de referencia, por lo que se recomienda definir en este punto

las unidades.






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El siguiente paso es identificar los puntos de control en la imagen. Antes de esto, se recomienda

desactivar la opción Auto Adjust, de forma que la imagen se ajuste hasta que se hayan definido

todos los puntos de control.

Para la selección de los puntos de control, se utiliza el ícono marcado en la imagen anterior. Con

esta opción activa, se marca sobre la imagen cada uno de los puntos de control.






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Una vez seleccionados todos los puntos de control, se da click al ícono indicado en la siguiente

figura.

Al hace esto, se despliega la tabla con las coordenadas de los puntos de control en la imagen (XSource, Y Source). Es necesario modificar las coordenadas X Map, Y Map, por las coordenadas

conocidas de los puntos de control y se recomienda activar la opción Auto Adjust.

Conforme se vayan modificando las coordenadas de los puntos de control, el valor Total RMS Error irá cambiando.

Para efectuar una transformación con un polinomio de primer grado, se requiere de al menos tres

puntos de control; para realizar una transformación con un polinomio de segundo grado, serequiere de al menos seis puntos de control y para aplicar una transformación con un polinomio de

primer grado, se requiere de al menos diez puntos de control.

Una vez que se han cambiado las coordenadas de los puntos de control y se ha actualizado lageorreferenciación, el paso final es el "rectificar" la imagen a partir de alguno de los métodos de

remuestreo disponibles en las opciones de ArcGis. Este paso generará una nueva imagen, la cual

estará georreferenciada.






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Definición de la proyección

Antes de poder utilizar las herramientas para las transformaciones de coordenadas disponible enArcGis, es necesario definir la proyección cartográfica en que se encuentra la capa de

información (sea ráster o vectorial). Más allá de efectuar o no una transformación entre sistemascartográficos, es necesario que toda capa de información tenga un sistema de coordenadas

asociado (además, esta información es un metadato de la capa).

Para definir la proyección en que se encuentra la capa de interés, es necesario abrir el Toolboxde

ArcGis, al cual se tiene acceso dando click en el siguiente icono:

Abierto el Toolboxse busca el menú Data Management Tools Projections and Tranformations Define Projection






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Seleccionada esta opción (Define Projection), se selecciona la capa a la cual se desea definir la

proyección (Input Dataset or Feature Class) y el sistema de coordenadas que se desea asignar a

esta capa (Coordinate System).

Para efectos del presente manual, se trabajará con la imagen "Vueltas_Recortada.tif", producto de

la georreferenciación de la imagen " Vueltas_Recortada.tif". La proyección cartográfica, según las

coordenadas uti lizadas para la georreferenciación de la imagen, es Lambert Sur.






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Creación del método de transformación

El siguiente paso es crear el método de t ransformación para pasar del sistema de coordenadas A alsistema de coordenadas B. En este punto, es necesario que el usuario conozca los métodos de

transformación que puede utilizar en su área geográfica de interés y los parámetros para cada

método.

Para crear el método de transformación, se sigue el siguiente procedimiento:

Data Management Tools Projections and Tranformations Create Custom GeographicTransformation






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Al seleccionar Create Custom Geographic Transformation se abre la siguiente ventana, donde sedefine el nombre del método de transformación (Geographic Transformation Name), el sistema

de coordenadas origen (Input Geographic Coordinate System) y el sistema de coordenadas

destino (Output Geographic Coordinate System).

En la opción "Custom Geographic Transformation", se debe seleccionar el método de

transformación que se aplicará (Molodensky, Molodensky-Badekas, Bursa-Wolf, etc) e introducir

los parámetros de transformación correspondientes.

Para efectos del presente manual, se trabajará con la imagen que se muestra en el proceso paracrear la transformación de Lambert a CRTM05, con el método de Molodensky-Badekas.






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Trasformación de una imagen ráster

Una vez definido el método de transformación y habiendo establecido el sistema de coordenadas

origen en la capa de interés, se puede proceder a transformar esta al sistema de coordenadasdestino.

Para realizar la transformación, se sigue el siguiente procedimiento:

Data Management Tools Projections and Tranformations Raster Project Raster (si se

transformará una imagen ráster)

Data Management Tools Projections and Tranformations Feature Project (si se

transformará una capa vectorial)

Se muestra como ejemplo la transformación de la imagen "Vueltas_Recortada.tif", de Lambert Sur

a CRTM05.






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Al seleccionar Project Raster, se abre la siguiente ventana, la imagen que se transformará "InputRaster", el sistema de coordenadas origen "Input Coordinate System", el directorio y el nombre

del archivo de salida "Output Raster Data Set", el sistema de coordenadas destino "OutputCoordinate System" y se selecciona el método de transformación a utilizar "GeographicTransformation"






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Una vez efectuada la transformación, se obtiene otra imagen, solo que referida en el sistema

cartográfico seleccionado como destino.

Imagen proyectada en CRTM05

Imagen proyectada en Lambert Sur

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