Autor/s: Palà, V.
Institut Cartogràfic de Catalunya
Títol: Productes imatge
Temàtica: Teledetecció
Publicat a: Revista Catalana de Geografia
IV època / volum XIV / núm. 37 / juliol 2009
Font: -
URL: http://www.rcg.cat/articles.php?id=163

 

PRODUCTES IMATGE

Vicenç Palà
Institut Cartogràfic de Catalunya

 

Introducció

Malgrat la temptació d'abordar un gran nombre d'aspectes que podríem relacionar amb el títol d'aquesta publicació, centrarem l'objecte d'anàlisi dirigint-nos exclusivament als anomenats productes d'ortoimatge, ja sigui d'imatge de satèl·lit o d'imatge presa des de plataformes aerotransportades.

Veurem alguns elements que considerem claus en l'establiment de les especificacions dels productes i com la seva evolució en el temps està fortament relacionada amb les metodologies i tècniques de captura i procés de la informació ràster. Així tenim que hi ha una gran dependència respecte de l'evolució del sensors d'observació del territori, els quals han proporcionat gradualment un augment de la MPT (Mida del Pixel al Terra) i d'un concepte molt relacionat amb l'anterior: la resolució. Tanmateix, els sensors han experimentat un transcendent pas del mon analògic al digital en les càmeres fotogramètriques, i després de la introducció al mercat de la primera càmera digital de gran format per fotografia aèria cap a l'any 2000 estem en condicions d'afirmar que globalment no només milloren els resultats sinó també els propis processos de generació d'ortofoto.

Repassarem tant el conjunt de productes ortofoto realitzats per l'ICC com les categories bàsiques de productes realitzables i que es demanden a l'actualitat. Finalment comentarem els mecanismes d'accés i exploració actuals de les ortoimatges, els quals han evolucionat espectacularment fins a la seva popularització de la ma del creixent ús d'Internet. Així tenim que l'expansió dels geoserveis, que han possibilitat l'aparició i expansió de les IDEs (Infraestructures de Dades Espacials) i, també, navegadors geogràfics tant populars com GoogleEarth demanen, no només un augment de resolució, sinó també un increment notable de la freqüència d'actualització dels productes imatge.


Ortoimatge vs. ortofoto

Utilitzem el concepte ortoimatge com a nom genèric per referir-nos a una imatge que ha estat corregida geomètricament, mitjançant un procés d'ortorectificació, conservant una escala uniforme que fa que la imatge sigui equivalent o superposable a un mapa. D'altra banda, una ortofoto és un cas particular d'ortoimatge on la imatge és una fotografia aèria (aquestes definicions es poden trobar a http://en.wikipedia.org/wiki/Orthophoto).

Els processos o algorismes d'ortorectificació s'han desenvolupament junt amb la pròpia evolució de la informàtica. En aquells entorns primaris completament analògics aquests processos només es podien realitzar d'una manera aproximada o imperfecte. Gràcies a l'important increment de les prestacions computacionals s'ha arribat al punt de poder realitzar fins hi tot ortorectificacions en temps reals (un exemple d'aquesta prestació la podem trobar a http://www.ortoxpres.cat/).

Els ortorectificadors s'alimenten d'imatges orientades en els processos d'aerotriangulació i de Models Digitals d'Elevacions (MDE), ja sigui Models Digitals del Terreny (MDT) amb elevacions sobre el terra, ja sigui Models Digitals de Superfície (MDS) que proporcionin les alçades d'algunes de les estructures construïdes sobre el terreny. Serà recomanable un cas o l'altre en funció dels requeriments del projecte i, en general, aquests vindran determinats en gran mesura per l'escala del producte ortoimatge desitjat.
Per una millor comprensió de la multiplicitat de productes ortoimatge creiem convenient establir unes comparacions bàsiques i, a la vegada, independents: imatge analògica vs. digital, imatge de satèl·lit vs. aerotransportada, imatge de quadre vs. d'escombrat.

Imatge analògica vs. digital
Quan les imatges aèries s'obtenen directament sobre un suport pel·lícula, ja sigui blanc i negre, color o infraroig color, ja sigui en negatiu o en diapositiva, hem de procedir a escanejar-les per tal d'introduir-les a la necessària cadena del procés digital que ens portarà a la generació dels productes ortoimatge. L'estalvi d'aquest procés d'escaneig és, de fet, un dels grans avantatges d'haver donat el pas cap a la captura digital en origen.

Ara bé, hi ha altres avantatges remarcables a la captura digital, com ara l'aparició (amb les pel·lícules això no era viable) de la possibilitat d'enregistrar simultàniament i codificant amb 12 bits/pixel les 4 bandes espectrals: infraroig, vermell, verd i blau. No menys important és la desaparició d'un bon nombre d'artefactes que en analògic calia solucionar mitjançant tècniques de Retoc Digital d'Imatge (RDI), com ara la pols i les freqüents ratllades que escapaven a les immenses precaucions necessàries durant els processos de revelat i escanejat. També és cert que han aparegut nous artefactes com el blooming, però el balanç global del canvi el considerem definitivament positiu.
A la fotografia digital han desaparegut les marques fiducials i estalviem així manegar la informació i el procés que portava les coordenades analògiques (mil•límetres o micres sobre el fotograma) a coordenades imatges digital (fila i columna de la imatge digital). La contrapartida la tenim en el format, que actualment està limitat a la meitat del format disponible en les càmeres analògiques.

Imatge de satèl·lit vs. aerotransportada
Disposem avui en dia d'un gran nombre de possibilitats d'adquirir imatges des de l'espai aeri, ja sigui llunyà, amb satèl·lits, o proper amb avions. Podem, a més a més, generar productes ortoimatge amb dades enregistres tant per sensors òptics com per radars. En el cas dels sensors òptics disposarem d'un nombre més o menys abundant de canals o bandes, la majoria limitades a la regió espectral del visible i l'infraroig proper, però d'altres operant a longituds d'ona ubicades a l'infraroig llunyà i generant informació sensible a les temperatures de la superfície terrestre. En el cas dels radars és possible operar a freqüències molt diferents (banda C, X, L) i amb diverses combinacions polarimètriques.

Des del punt de vista de la generació d'ortoimatge no representa una gran diferència que la imatge provingui d'un satèl·lit o d'un avió. La dificultat pot residir més aviat en la disponibilitat de dades adequades per orientar les imatges d'avió, sobretot en condicions de forta turbulència atmosfèrica, junt amb unes distorsions ocasionades per les elevacions de terreny més importants i que són sovint el preu que cal pagar per una MPT també superior a menor alçada de vol.

Imatge de quadre vs. d'escombrat
Les imatges de quadre (frame images en anglès) són imatges adquirides d'una peça en una petita fracció de temps, mentre que les d'escombrat s'adquireixen línia a línia aprofitant el moviment del sensors dins de la seva òrbita o trajectòria. La majoria d'imatges de satèl·lit són d'escombrat (a la figura 1 se'n mostra un producte) i, d'altra banda, fins fa poc bona part de les imatges d'avió per fer ortofoto eren de quadre. Això ha canviat molt aquests darrers anys amb l'aparició de sensors d'escombrat embarcats en avió, tant per fer ortofoto com ortoimatge amb sensors hiperespectrals.

37_art2_1

Figura1. Ortoimatge Landsat de Catalunya 25 m


Sobre les especificacions d'un producte ortoimatge

Les especificacions dels productes ortoimatge han variat molt en el temps donat el progressiu increment de la capacitat de càlcul dels ordinadors i les importants millores algorísmiques que han permès tractaments cada cop més sofisticats. Tanmateix les especificacions també depenen fortament de l'escala i tipus de producte (per exemple ortoimatge clàssica vs. ortoimatge estricta).

En aquest apartat revisarem aquells aspectes que creiem més desconeguts o, també, els que pensem que mereixen comentaris clarificadors i, tanmateix, considerem importants a l'hora de definir tota la gama de productes realitzats fins el moment i realitzables en l'actualitat.

Escala de vol i MPT (Mida del Pixel al Terra)
L'escala de vol i la MPT són informacions relacionades i ambdues indicadores del detall que podrem observar sobre la imatge i, per tant, sobre la ortoimatge que posteriorment generarem.

Mentre que en fotografia analògica estar molt clar el concepte "escala de vol", permetent avaluar les imatges independentment de la càmera, i la podem calcular com la relació entre la focal i l'alçada de vol, en fotografia digital es prefereix i és més convenient parlar de la Mida del Pixel al Terra (MPT) donat que la focal no proporciona aïlladament prou informació si no coneixem la distancia que separa els detectors que composen el CCD i permet comparar les imatges de diferents càmeres digitals i analògiques. De fet amb les imatges de satèl·lit que des de fa molts anys ja són digitals mai s'ha parlat d'escala de vol.

Per poder establir comparacions amb la fotografia analògica es parla d'escala de vol equivalent, que podem determinar com la relació entre la MPT i la separació dels elements del CCD.

Emulsió i bandes espectrals
L'emulsió i les bandes espectrals són també conceptes molt relacionats i determinen la capacitat d'identificar objectes per la seva tonalitat cromàtica sobre les imatges i, per tant, sobre les ortoimatges que generarem.

Per a la fotografia analògica existeixen un conjunt de suports possibles, que també anomenem emulsions (encara que aquesta paraula fa només referència a la part fotosensible), per emmagatzemar la imatge latent que posteriorment es recuperarà mitjançant un procés de revelat fotogràfic. Aquestes emulsions es diferencien, en primer lloc, segons siguin negatius o positius (diapositives); en segon lloc segons la regió de l'espectre a la que són sensibles i la capacitat d'obtenir un resultat en color o en blanc i negre. Posteriorment al revelat, mitjançant un procés d'escaneig o digitalització obtindrem una imatge digital amb una o varies bandes (també es parla de canals) i serà el procés d'escaneig el que determinarà el nombre de bits per cada pixel.

En la fotografia digital obtenim, ja sigui directament, ja sigui després d'un procés de "revelat digital" (que és un procés algorísmic), un nombre de canals que pot arribar a ser complert per comparació amb la fotografia analògica, obtenint a la vegada infraroig, vermell, verd i blau. Això no era possible amb les càmeres analògiques. A més, obtenim avui en dia fins a 12 bits per pixel.

Dodging
Malgrat les múltiples i variades definicions existents podem dir que el dodging és una tècnica que, tant en fotografia analògica, impressió o procés digital d'imatge, permet controlar de forma selectiva la quantitat de llum i el contrast que localment desitgem, per a cada part d'una imatge.

Un producte ortoimatge amb dodging ha d'oferir millor qualitat cromàtica que el producte equivalent sense dodging. En conjunt ha de permetre identificar millor els diferents objectes o elements del territori observables sobre la imatge.

MDE utilitzat a l'ortorectificació
Disposem bàsicament de dues possibles estructures de dades consolidades per emmagatzemar els Models Digitals d'Elevacions (MDE): les malles i els triangles.
L'estructura de malla és la més habitual i clàssica, de concepció ràster, ofereix tanta més qualitat quan més fina o espessa sigui la malla. Ara bé, per formes complexes, com ara edificis, vials i ponts, necessitem utilitzar malles molt denses, per la qual cosa el volum de dades i el temps de procés a l'hora de rectificar s'incrementen.

D'altra banda les estructures basades en triangles, de concepció vectorial, s'adapten molt millor a les formes complexes que requereixen break lines per la seva correcte modelització. Els triangles limiten molt millor el volum de dades necessàries per representar els objectes sobre el territori i també el temps de càlcul per els rectificadors.

Els diferents productes ortofoto generats aquest darrers anys han usat diferents aproximacions: malla i prou, malla combinada amb triangles per vials i ponts, i darrerament triangles per tot el territori.

Els MDEs es poden generar a partir de tecnologies molts diverses i amb qualitats i capacitats, des del punt de vista de la posterior generació d'ortoimatge, també molt diferents. Està fora de l'àmbit d'aquesta publicació aprofundir sobre aquesta problemàtica i només esmentarem breuement les diferents alternatives:
• Tècniques de matching (correlació): permeten crear MDS de manera molt automàtica. Acostumen a generar artefactes en entorns urbans i cal edició manual.
• Lidar: permeten crear fàcilment tant MDT com MDS, encara que cal edició manual en entorns urbans.
• Interferometria radar: permeten crear bàsicament MDS (també MDT en algun cas). Proporcionen més artefactes que amb les anteriors tècniques. Per treballs a petita escala donen molt bons resultats i, d'altra banda, per zones de meteorologia complicada amb forta nuvolositat són sovint la única alternativa.
• Restitució fotogramètrica: és la tècnica més precisa i consolidada, encara que molt manual i cara.
Avui en dia s'investiga i desenvolupa en tots aquest àmbits, buscant major automatització i combinant tècniques amb l' intenció d'aprofitat el millor de cadascuna.

Exactitud posicional
El correcte posicionament dels pixels de la ortoimatge només és exigible per aquells punts per els quals hom disposa de la seva elevació també dins d'especificacions. Així doncs, a títol d'exemple, per a una ortofoto clàssica no podem esperar tenir els terrats dels edificis correctament posicionats ja que no ho requereixen les especificacions i no coneixem, en general, la seva alçada en el procés d'ortorectificació.

S'estima que la precisió o exactitud planimètrica ha de tenir un error mitjà quadràtic inferior a 2 vegades la mida del pixel de la ortoimatge en punts ben definits.

Continuïtat geomètrica
Sovint el territori per el qual s'ha de generar ortoimatge és prou gran com per plantejar la seva elaboració tros a tros, full a full. L'exigència de continuïtat geomètrica per un conjunt d'ortoimatges (fulls en aquest cas) fa referència a la no acceptació de discrepàncies geomètriques importants (de més d'un pixel) entre ortoimatges veïnes.

Continuïtat radiomètrica
Per un conjunt de fulls, en que hem fraccionat un projecte d'ortoimatge, la continuïtat radiomètrica exigeix que la diferència entre els valors radiomètrics entre píxels veïns no pateixi canvis artificials que es puguin produir per la unió d'imatges o blocs d'imatges diferents, aliens a la reflexió natural de la llum que incideix sobre el terreny. En el cas hipotètic de poder unir tots els fulls en una única i enorme ortoimatge, no hauríem d'apreciar la fragmentació a la que necessariament ha estat subjecte la seva generació.

Igualació radiomètrica
Mitjançant les tècniques d'igualació radiomètrica s'aconsegueix que un bloc o conjunt de fotogrames redueixi les seves diferencies radiomètriques (cromàtiques, de tonalitat) abans de procedir a la generació dels mosaic (veure figura 2).

Aquesta igualació pot treure profit d'una imatge de referència que mostri, encara que a una resolució molt més baixa, el conjunt del territori. Les primeres aproximacions per a la igualació consideraven que la imatge de referència era, de fet, un pla de referència amb una tonalitat equivalent a la mitjana per el conjunt de imatges que voldríem finalment mosaicar. Avui en dia s'utilitzen imatges de satèl·lit i en el cas de l'ICC utilitzem les del sensor MODIS.

Durant aquest procés d'igualació es corregeixen efectes radiomètrics indesitjats, com ara la vinyeta (òptica i/o atmosfèrica), el HotSpot (veure figura 3) i les diferències de contrast entre imatges ocasionades per l'escaneig (analògic) o les variacions de diafragma i velocitat. També es redueixen els reflexes sobre les masses d'aigua.

 

 37_art2_2a

37_art2_2b
 

 

 

 

 

Figura 2. Mosaic d'imatges abans (esquerra)
i després (dreta) de procedir
a una igualació radiomètrica



37_art2_3

Figura 3. Esquema per il·lustrar l'efecte HotSpot. Observis com en la direcció de la llum solar desapareixen les ombres.


Contrast
El procés d'elaboració de les ortoimatges ha de garantir que es faci un ús efectiu dels nombre de bits per component de color i que el percentatge de saturació en els extrems de l'histograma es mantingui per sota del 0,5 %.

Tècnica de mosaicat d'imatges
Els programaris comercials ofereixen actualment diferents solucions i aproximacions per tal de connectar el conjunt d'imatges necessàries per assemblar una imatge més gran i que recobreixi tot el territori que volem cartografiar.

Una aproximació per mosaicar és l'anomenada feathering que genera transicions suaus entre dues imatges veïnes. Una altra molt comú és la determinació de línies de costura que connecten dues imatges sense transició per el que podem considerar una línia nítida de tall.

És clar, cada aproximació té els seus avantatges i inconvenients. Així el feathering genera sovint duplicacions a zones on hi ha objectes mòbils, mentre que les línies de costura són sovint visibles a zones de radiometria (tonalitat) fosca i poc texturades com ara l'asfalt.

Correcció de vials i ponts
Per la majoria de productes d'ortoimatge s'exigeix el correcte posicionament i forma dels vials i ponts, especialment per els productes de gran escala, per sobre de 1:5 000, és a dir amb pixel final de 50 cm i més petits.

La correcte modelització d'aquestes estructures demana la utilització de break lines i un tractament especial a nivell d'ortorectificació mitjançant els anomenats rectificadors estrictes o rectificadors true ortho, que permeten automatitzar l'eliminació de les duplicacions que obtindríem amb un rectificador clàssic.

Correcció dels edificis
Si anem més enllà en quan als requeriments dels productes ortoimatge i demanem que els edificis estiguin correctament posicionats, que no se'ls vegin les façanes i que no tinguem parts ocultes a la ortoimatge estem parlant del producte que avui en dia s'anomena ortoimatge estricta (true ortho).

Tot i així és important definir i especificar els límits de les formes bàsiques que modelitzarà el MDS utilitzat i quin tipus d'objectes podem esperar tenir ben posicionats en el resultat. Així tenim que és acceptable que els arbres no rectifiquin el seu abatiment, així com el mobiliari urbà i petites estructures sobre els propis edificis, com xemeneies i construccions menors.

Tractament d'artefactes
A les ortoimatges resultats del procés de mosaic podem, en general, observar el que anomenem artefactes o regions d'imatge indesitjades que, d'alguna manera, cal corregir o reparar. Els artefactes són doncs formacions o bé objectes visibles a resolució real i d'una certa grandària, que no corresponen a la realitat existent al territori, dificultant la interpretació de la ortoimatge. Sovint la solució consisteix en reemplaçar l'artefacte per la mateixa zona que es mostra correctament en algun fotograma diferent del que ha participat finalment al mosaic. En altres ocasions cal intervenir sobre el MDE i recular tornant a rectificar aquella part d'imatge incorrecta.

Hi ha artefactes que provenen de l'adquisició i procés bàsic de les imatges previ a la generació de la ortoimatge, com ara petites taques de colors o blooming del CCD. En canvi hi ha alguns tipus d'artefactes només observables a les ortoimatges, és a dir, introduïts durant el seu procés de generació, ja sigui per la ortorectificació, ja sigui per el procés de mosaic. Entre els primers tenim les estirades, les duplicacions (en zones ocultes), el pixelat i les deformacions (veure figura 4). D'altra banda el mosaic acostuma a deixar línies de costura detectables per les diferencies radiomètriques als dos costats de la línia de tall.

Revisem amb més detall alguns d'aquests artefactes. Inherent al procés d'ortorectificació s'obtenen les anomenades estirades que es generen quan zones observades "de refiló" en una imatge geomètricament original han d'esdevenir zones molt més amplies i ben vistes a la ortoimatge. Així doncs aquests pocs pixels s'estiren per tal de convertir-se en molts més pixels que els disponibles en origen (veure figura 5).

El mateix procés d'ortorectificació pot generar duplicacions i efecte de pixelat per les estructures que sobresurten del terreny de forma abrupte, típicament els edificis, els ponts i els vials modelats al MDS. Les duplicacions obeeixen al fet de que el rectificador assigna a dos pixels de la ortoimatge resultant la mateixa posició (pixel) de la imatge geomètricament original. Si es disposa d'un rectificador estricte podrem detectar i eliminar automàticament la duplicació indesitjada, sinó caldrà fer-ho manualment en el retoc (veure figura 6). El pixelat correspon a la inadequació d'utilitzar una tècnica convencional d'interpolació (com ara la bilineal o bicúbica) per aquestes estructures que s'aixequen i sobresurten del terra.

Les deformacions són sovint conseqüència de inexactituds o bé des actualitzacions del MDS. La seva reparació demana restituir la zona i tornar a ortorectificar la imatge. Només quan són petites es poden resoldre per retoc digital d'imatge.

37_art2_4

Figura 4. Part ocultes i parts estirades en una ortoimatge


37_art2_5

Figura 5. Aspecte d'una zona estirada en una ortoimatge


37_art2_6a 37_art2_6b


 37_art2_6c 37_art2_6d

Figura 6. Esquerra: exemples de rectificació sense tractament d'ocultacions. Dalt dreta: ocultacions tractades i en negre.
Baix dreta: true ortho, ocultacions tractades i substituïdes per altres fotogrames rectificats



Les categories bàsiques dels productes ortofoto

Els esforços i recursos en la realització d'ortoimatge per Catalunya estan actualment dedicats, en gran mesura, a l'elaboració d'ortofoto a partir de fotografia realitzada amb càmeres digitals aerotransportades de gran format. A partir d'unes mateixes imatges podem generar diferents productes que bàsicament es diferencien per les especificacions, les quals determinen un major o menor temps d'elaboració del producte i, com no pot ser d'una altra manera, una clara diferència en la seva qualitat i prestacions. Les categories bàsiques actuals, ordenades de menys a més temps d'execució, tal i com es realitzen avui en dia a l'ICC per els productes ortofoto de Catalunya són: ortofoto al vol, ortofoto ràpida, ortofoto ràpida estricta, ortofoto clàssica i ortofoto estricta (true ortho). Anem a veure-les:

Ortofoto al vol: es construeix en temps real, sota demanda de l'usuari que navega per el servidor que proporciona aquest servei. La ortorectificació utilitza un MDE de malla, no es realitza un procés de mosaic d'imatges i no hi ha, evidentment, procés de retoc digital per reparar possibles artefactes. Per un vol determinat és possible proporcionar aquest servei tant punt sigui disponible una orientació de les imatges (directe o aerotriangulada). A través de l'adreça www.ortoXpres.cat s'accedeix al servei de l'ICC d'aquest tipus.

Ortofoto ràpida: es generen les ortofotos a partir d'un MDE que pot ser de malla o de triangles i es realitza un mosaic automàtic a partir de la determinació automàtica de les línies de costura. Cal remarcar que no es procedeix a retocar cap dels artefactes resultats.

Ortofoto ràpida estricta: es generen les ortofotos a partir d'un MDE de triangles i un ortorectificador estricte que calcula les possibles ocultacions. Tot seguit es realitza un mosaic automàtic en dues etapes: la primera uneix el conjunt de fotogrames rectificats a partir de la determinació de les línies de costura, la segona tapa els forats que corresponen a les ocultacions. No es procedeix a retocar cap dels artefactes resultats.

Ortofoto clàssica: s'ortorectifiquen les imatges a partir d'un MDE de triangles. Es procedeix a la realització d'un mosaic automàtic en base a la determinació automàtica de les línies de costura. Tot seguit es procedeix a la feixuga tasca manual d'identificar els artefactes i retocar-los. Alguns d'ells requereixen l'edició del MDT/MDS i una nova rectificació. Els vials i els ponts es processen amb una aproximació d'ortofoto estricta (veure figura 7).
 

37_art2_7a 37_art2_7b

Figura 7. La mateixa zona a dues ortoimatges clàssiques. Observis com els edificis importants es desplacen.


Ortofoto estricta (true ortho): s'utilitza un MDS que representa els vials, ponts i edificis. S'utilitza un rectificador estricte capaç de determinar les ocultacions. Posteriorment es realitza un mosaic automàtic en dues fases: la primera és un mosaic com el de l'ortofoto clàssica per unir els diferents fotogrames, la segona procedeix a tapar cadascun dels forats corresponents a una ocultació amb el millor fotograma possible. Per acabar es procedeix a la dura tasca de retoc digital d'imatge.


Els productes creats per generalització d'imatge

Mitjançant tècniques senzilles de procés d'imatge és possible construir productes ortoimatge a una determinada escala a partir d'altres a escales més grans, ja sigui per interpolació, ja sigui per agrupació de pixels. D'aquesta manera és possible generar una piràmide de productes coherents a diferents escales i amb més qualitat que els que obtindríem a partir d'imatges adquirides per generar exclusivament aquelles escales.

A títol d'exemple, fa uns anys l'ICC executava dos vols fotogramètrics independents per tal de generar una ortofoto 1:5 000 i una altra 1:25 000. Avui en dia la ortofoto 1:25 000 (pixel de 2.5 metres) es genera a partir de l'agrupació de 5x5 pixels de 50 cm del producte 1:5000. Aquest producte generalitzat té més qualitat que aquell realitzat a partir d'un vol específic, que estava subjecte a una degradació d'imatge superior per el també major gruix atmosfèric durant l'adquisició que donava, a més, una tonalitat blavosa als fotogrames adquirits.

Els productes ortofoto de Catalunya de l'ICC

Ortofoto 20/25 cm: Aquest producte es genera des de l'any 2002 centrat en les àrees metropolitanes de Barcelona, Tarragona, Lleida i Girona. En l'actualitat s'està realitzant la versió 3.3 a partir d'un vol del 2008. Les característiques principals d'aquest producte han variat força en el temps, tal com mostra la següent taula:

Versió  Zona Fulls 2M Any volEscala volMPT(m) càmera   Píxel (m)
 1.0 Barcelona    124   2002   1:12 000  analògica   0.25
 1.1 Barcelona    245   2003   1:12 000  analògica   0.25
 2.0 Barcelona    269   2004   1:10 000  analògica   0.20
  Lleida     12  2004    
  Tarragona     18  2004    
  Girona     12   2004     
 3.0 Barcelona    327  2005   1:12 500  0.15  digital   0.20
  Sabadell     51  2005    
 3.1  Barcelona    328  2006   1:16 666  0.20 digital   0.20
  Tarragona     81  2006     
 3.2 Barcelona    358  2007   1:16 666  0.20  digital   0.25
  Lleida     82  2007    
  Tarragona     83  2007     
  Girona     53  2007     
 3.3  totes    2008  1:18 750  0.225  digital   0.25


Ortofoto 50 cm (1:5 000): També sovint l'anomenem ortofoto 1:5 000, es realitza a l'ICC des de l'any 1983. A la taula següent es resumeixen les característiques principals de totes les sèries realitzades fins el moment.

Versió   Tipus  Zona  Fulls 5M      Any vol Escala vol  MPT(m) càmera
  1.0   Pancro Tot Catalunya 6 331(*)   1983-1992  1:22 000  analògica
  2.0  Pancro  Tot Catalunya 4 274  1994-2000  1:32 000  analògica
  3.0  Color  Tot Catalunya 4 274  2000-2003    1:22 000   analògica
  4.0  Color     Part Costa 2 270      2004    1:30 000  analògica
  5.0 Color   Part Interior  2 004       2005    1:37 500    0.45 digital
   Part Costa   1 959      2006    
   Part Interior  2 315      2007    
   Tot Catalunya 4 274       2008    
                                                                                         (*) Aquests fulls corresponen a un tall 12x8, mentre que la resta són d'un tall 8x8


Ortofoto infraroig 50 cm (1:5 000): s'han generat 2315 fulls de la part interior de Catalunya a partir del vol del 2007 que també ha servit per generar ortofoto 50 cm color. A partir del vol del 2008 s'està també realitzant aquest producte.

Ortofoto 2.5 m (1:25 000): aquesta sèrie s'inicià l'any 1989 a partir de vols específics a gran alçada. A partir de l'any 2004 es construí per generalització del vol realitzat per generar la ortoimatge 50 cm. La següent taula resumeix les diverses sèries realitzades fins l'actualitat:

 Versió  Tipus  Zona  Fulls 25M  Any vol   Escala vol  càmera 
  1.0 Pancro  Tot Catalunya    304 1989-1992   1:70 000 analògica
  2.0 Color  Tot Catalunya     304    1993    1:60 000 analògica
  Color  Tot Catalunya     304 1996-1997    1:60 000 analògica
  3.0 Color  Catalunya (- Delta)     2272000-2001   1:60 000  analògica
  4.0 Color  Delta i més     104 2002-2003  Generalització analògica
  5.0 Color  Part Costa     166     2004   Generalització analògica
  6.0  Color  Part Interior    138     2005   Generalització digital
   Part Costa (-Delta)     139     2006   
   Part Interior(+Delta)    165     2007   
   Tot Catalunya    304     2008   


 Ortofoto infraroig 2.5 m (1:25 000): Es realitzà una primera versió amb un vol analògic del 1996-97 i recentment s'ha iniciat la segona versió generalitzat la ortoimatge 50 cm del 2007 (aquesta prové d'un vol que ha servit per fer la ortoimatge color i també l'infraroig de 50 cm):

Versió   Tipus  Zona Fulls 25M     Any vol  Escala vol càmera
 1.0 Infraroig color  Tot Catalunya    304  1996-1997 1:60 000 analògica
 2.0 Infraroig color Part Interior(+Delta)     165     2007  Generalització  digital
  Infraroig color  Tot Catalunya      304     2008  Generalització  digital

  
Mecanismes d'accés i ús de les ortoimatges

Cada full d'una sèrie d'ortoimatge s'identifica, a part de per el codi que indica l'element concret de la quadrícula de fulls, per la seva versió, edició i correcció. La versió identifica un model de dades sota el que s'ha elaborat un conjunt de fulls. Només s'incrementa per canvis significatius, com ara el canvi de focal de la càmera, el pas d'analògic a digital, etc. Per un full determinat l'edició identifica el nombre de vegades que s'ha volat la zona i se n'ha fet ortoimatge d'aquella sèrie. La correcció indica el nombre de vegades que s'ha corregit un full identificat per una edició concreta.

Les ortoimatges es complementen amb fitxers de metadades que compleixen la norma ISO19115/perfil IDEC en format XML i també em format MIGRA.

La darrera edició dels fulls de la Ortoimatge de Catalunya 1:25 000 (2.5 m) i 1:5 000 (50 cm), així com els de la Ortofoto Urbana 25 cm es poden obtenir en digital a partir dels centres d'atenció al públic, en format GeoTIFF i MrSID, complementats amb les metadades. També es poden adquirir "ortos a la carta" en format TIFF o PDF. En aquest cas es recombinen els fulls necessaris per cobrir la zona d'interès per l'usuari i, opcionalment, s'hi pot afegir toponímia.

Mitjançant la pàgina web de l'ICC (www.icc.cat) es pot descarregar actualment la darrera edició dels fulls de la Ortoimatge de Catalunya 1:5 000 i 1:25 000 en color.

D'altra banda, a partir dels geoserveis de l'ICC podem accedir a les darreres edicions de la ortoimatge de Catalunya 1:5 000 i també 1:25 000, tant en color com en infraroig color per les dues sèries. També està disponible la ortoimatge de satèl·lit de Catalunya 1:250 000.

Tots aquests productes es distribueixen també sota demanda.


Propers projectes i activitats en relació als productes ortoimatge

Properament estarà disponible la descàrrega web i els geoserveis per a l'ortoimatge de Catalunya 25 cm de les zones metropolitanes. Ampliant aquesta línia de treball, el present any 2009 s'ha iniciat el projecte de generació de la ortoimatge complerta de Catalunya a 25 cm i la seva corresponent ortoimatge 50 cm obtinguda per generalització. A mesura que es vagin generant resultats es posaran a disposició del públic mitjançant la web de l'ICC. En el futur, es lliuraran aquestes ortoimatges a GoogleEarth i, també, en el marc del projecte PNOA (Plan Nacional de Ortofotografía Aerea) per tal de que siguin accessibles mitjançant la IDEE (Infraestructura de Datos Espaciales de España).

També s'està generant la ortoimatge 50 cm de Catalunya a partir de vols històrics en blanc i negre dels anys 1956-1957.

Altres productes a realitzar properament són, d'una banda, la ortoimatge 10 cm per a la costa a partir d'un MDE fet amb lidar de 1 punt/m2, d'altra banda la ortoimatge també de 10 cm coincident amb el mapa urbà de Catalunya amb el MDE provinent del mapa topogràfic 1:1000.

Volem esmentar també l'esforç que s'està realitzant per tal de poder posar totes les sèries històriques realitzades fins el moment a disposició del públic segons els estàndards de nomenclatura, formats, metadades i mecanismes d'accés que ja s'utilitzen per a les sèries recents.



Conclusions

Des d'aquelles primeres sèries ortofotogràfiques dels anys 80 fins l'actualitat s'han produït notables canvis al voltant dels productes ortoimatge. El més important de tots ells considerem que és la consolidació de l'ús d'aquests productes per part de les administracions, les empreses i el públic en general. Avui en dia no tan sols s'ha deixat de discutir sobre la necessitat de disposar d'ortoimatges del territori, sinó que es demana un increment en el ritme d'actualització d'aquests productes.

La capacitat de realització de processos més sofisticats i l'augment notable de les capacitats de càlcul han portat a la generació d'ortoimatges contínues per a tot el territori i a un nivell de detall o resolució creixent. En l'actualitat l'ICC està esmerçant esforços en diferents línies de treball. Per una banda en l'augment de la producció, passant a un producte 25 cm per a tot el territori; en segon lloc cercant la màxima automatització per a l'elaboració d'ortoimatge estricte arribant fins als 10 cm de MPT; per acabar també donant màxima difusió als productes generats.


Bibliografia

Arbiol,R., Palà,V., Romeu,J., 1990. Ortofotomapa de Catalunya en fals color 1:50000. Revista Catalana de Geografia, No. 12, pp. 47-53.

Palà,V., Arbiol,R., 2001. Generación de ortoimágenes en áreas urbanas. Revista de teledetección, No. 16, pp.47-50.

Palà,V., Arbiol,R., 2002. True orthoimage generation in urban areas. 3rd International Symposium Remote Sensing of Urban Areas, 11.6.2002-13.6.2002, Istanbul.

Palà,V., Arbiol,R., 2002. True Orthoimagery of Urban Areas. GIM International, Vol. 16, No. 12, pp. 50-51.

Pérez,F., Xandri, R., Arbiol,R., Palà,V., 2005. Automatic Generation of Seamless Mosaics over Extensive Areas from High Resolution Imagery. WMSCI (World Multi-Conference on Systemics, Cybernetics and Informatics. 10.7.2005-13.7.2005, Orlando (USA).

Xandri,R., Pérez,F., Palà,V., Arbiol,R, 2006. Seamless Automatic Mosaicking taking into account Infrastructures and Buildings. ISPRS Comission I Symposium. 3.7.2006-6.7.2006. Paris - Marne-la-Vallée (France)

Tardà,A., Palà,V., Arbiol,R., 2008. Com descriure les ortofotos digitals? El procés de normalització de les metadades per a les ortofotos a l'ICC. II Congrés Català de Geografia. 30.5.2008, Barcelona.

 


Comentaris externs

Envia el teu comentari