Rectificación de Imágenes
El objetivo de la rectificación es obtener fotografías verticales equivalentes (caso normal) a partir de imágenes inclinadas, eliminando los efectos de perspectiva. Es importante destacar que la imagen rectificada aún puede presentar desplazamientos y variaciones de escala debido al relieve, los cuales se corrigen mediante la rectificación diferencial u ortorectificación.
Rectificación Digital
Existen dos métodos principales de rectificación digital:
Proyección Directa (imagen (x, y) -> ortoimagen (X,Y))
- Ventaja: Los valores radiométricos de la ortoimagen se mantienen fieles a la imagen original.
- Desventaja: No todos los píxeles de la ortoimagen tendrán un valor asignado, por lo que se requiere interpolación con los píxeles adyacentes.
Proyección Indirecta (ortoimagen (X,Y) -> imagen (x, y))
- Ventaja: Todos los píxeles de la imagen de salida tendrán un valor de gris estimado mediante técnicas de interpolación o remuestreo.
- Desventaja: El proceso de interpolación consume tiempo y los valores de gris de la ortoimagen podrían diferir de la imagen original.
Generación de Ortoimágenes
Para generar ortoimágenes, se realiza un vuelo fotogramétrico con recubrimientos longitudinales y transversales. Los recubrimientos habituales son del 60% longitudinal y 30% transversal, pero para ortoimágenes verdaderas, estos valores pueden aumentar hasta un 80% y 60%, respectivamente. El GSD (Ground Sample Distance) de la imagen original debe ser inferior al 95% del tamaño final del píxel de la ortoimagen, y su variación debido al relieve no debe exceder significativamente este tamaño.
Una ortoimagen posee las siguientes características métricas:
- Datos georreferenciados: Sistema de referencia y proyección cartográfica.
- Corrección de desplazamientos: Se corrigen los desplazamientos por inclinación del sensor y relieve del terreno mediante proyección ortogonal.
- Corrección de escala: Se logra una escala uniforme.
Datos para la Producción de Ortoimágenes
- Imágenes digitales, incluyendo la orientación del sensor.
- Modelo Digital de Elevaciones (MDE), Modelo Digital del Terreno (MDT) o Modelo Digital de Superficie (MDS).
Pasos para la Generación de Ortoimágenes
- Definir la región de la ortoimagen en el espacio objeto (sistema de coordenadas objeto).
- Elegir el tamaño de píxel.
- Proyectar los puntos de la ortoimagen en la imagen original.
- Interpolar el valor radiométrico del píxel de la ortoimagen.
Ortorrectificación
La ortorrectificación implica un remuestreo para obtener el valor radiométrico, eliminando los efectos de la inclinación del sensor y del relieve, corrigiendo así la variación de escala. Las ortoimágenes se basan en una proyección ortogonal.
Métodos de Remuestreo
- Vecino más próximo
- Interpolación bilineal
- Interpolación bicúbica
Generación de Ortoimágenes PNOA
El Plan Nacional de Ortofotografía Aérea (PNOA) establece las siguientes especificaciones:
- Sistemas Geodésicos de Referencia: ETRS89 (Península Ibérica y Baleares) y REGCAN95 (Islas Canarias).
- Escalas de vuelo: 1:15.000 (PNOA25) y 1:30.000 (PNOA50).
- Cámara digital de alta resolución con sensor pancromático y 4 sensores multiespectrales.
- Toma de datos GNSS y sistema inercial IMU/INS en vuelo para el procesamiento de la trayectoria del avión.
- Aerotriangulación digital por métodos automáticos.
- Obtención del MDE mediante correlación automática o datos LiDAR.
- Ortoproyección a partir del MDE depurado y editado.
- Generación de metadatos según la norma ISO 19115:2003 para asegurar la interoperabilidad.
Aplicaciones del PNOA
- Administración General del Estado (SIGPAC, Catastro, Medio Ambiente, etc.)
- Comunidades Autónomas (Cartografía, gestión de recursos, etc.)
- WMS en abierto para toda España.
Ortoimagen Digital
El archivo .TFW contiene la información de georreferenciación de la imagen TIFF. Este archivo tiene el mismo nombre que la imagen y se almacena en la misma carpeta. Su estructura incluye:
- Ancho de píxel
- 0.000
- 0.000
- Alto de píxel
- X
- Y
Precisión de la Ortoimagen
En condiciones ideales, la precisión de una ortoimagen es igual o inferior a un píxel. Los errores asociados a los Puntos de Interés (POI) y Puntos de Encuentro (POE) pueden afectar la precisión. Los errores en el MDT, MDS o MDE también influyen, al igual que los errores geométricos de la imagen y las ocultaciones. Una mayor distancia focal del sensor reduce las ocultaciones y los desplazamientos por relieve. El proceso de rectificación y el software utilizado también influyen en la precisión final.
Calidad de la Imagen
Diversos factores pueden afectar la calidad de la imagen, como marcas de suciedad, diferencias de contraste y brillo, imágenes perdidas o borrosas, doble imagen y discontinuidades. La generación de ortomosaicos automáticos con imágenes aerotrianguladas, estudio de uniones y análisis radiométrico ayuda a mejorar la calidad.
Ortofotografía Verdadera
A diferencia de la ortofoto convencional que utiliza un MDS y puede presentar edificios inclinados y efectos de doble mapeo, la ortofoto verdadera utiliza un MDE o MDT junto con la información de los edificios. Esto permite una representación más precisa de la realidad, corrigiendo la posición de los objetos y minimizando las zonas ocultas. La ortofoto verdadera puede incluso rellenar áreas ocultas con información de otras imágenes.
Aplicaciones de las Ortoimágenes
Las ortoimágenes son ampliamente utilizadas debido a su bajo coste, alta calidad y fácil interpretación. Facilitan la extracción de información georreferenciada, siendo útiles en:
- Aplicaciones cartográficas (planificación, actualización, análisis y gestión territorial).
- Soporte cartográfico en SIG e Internet.
- Visualización y modelización 3D.