fp18 implementacion e interpretacion de productos fotogrametricos

MemoriasMemorias

La Geoinformacinal Servicio de la Sociedad

Medelln, Colombia29 de Septiembre al 3 de Octubre de 2014

Sociedad Latinoamericana enPercepcin Remota y Sistemasde Informacin EspacialCaptulo Colombia

IMPLEMENTACIN E INTERPRETACIN DE PRODUCTOS FOTOGRAMTRICOS

DIGITALES PARA ANLISIS

GEOMORFOLGICOS.

Alexander Vergara Garzn

Centro de investigacin y desarrollo en informacin geogrfica CIAF-GAC

[email protected]

Resumen

A partir de la necesidad de la Corporacin Autnoma Regional del Centro de Antioquia, en

cuanto a la estimacin y elaboracin cartogrfica temtica de amenazas por inundaciones y

movimientos en masa a escala 1: 25000, se present una propuesta metodolgica que permitiera

la migracin de procesos interpretativos anlogos a digitales; como resultado se obtuvieron

diferentes productos que dada su naturaleza, permitieron procesos interpretativos ms agiles y

confiables respecto a las tcnicas tradicionales de interpretacin, lo que suscit una solucin

amigable y coherente de cara a los avances tecnolgicos geoespaciales; el planteamiento

contempl el empleo de productos fotogramtricos digitales, como ortofotomosaicos, modelos

digitales de terreno, visualizacin 3D por medio software especfico y anglifos entre otros, cuya

aplicabilidad no solo se da para el proceso interpretativo, sino tambin para la validacin por

cuanto este ejercicio usualmente debe realizarse a partir de visitas de campo, actividad que

apoyada con dispositivos como tabletas y aplicaciones geoespaciales de fcil adquisicin y

operacin, permiten afinar la interpretacin y generar informacin de mayor calidad; de otra

parte, se da una reduccin de costes debida al desplazamiento de profesionales a fin de cumplir

dicha actividad, compleja por dems dadas las condiciones de orden pblico presentes en ciertas

regiones del nuestro pas.

Palabras clave:

Anglifo, geomorfologa, modelos digitales de terreno (DTMs), morfometra, movimientos en

masa, ortofotomosaic.

Abstract

From the necessity of the Regional Autonomous Corporation of Central De Antioquia, regarding

the estimation and preparation of thematic mapping flood hazards and landslide scale 1 : 25000,

a methodological proposal to allow migration was presented interpretative processes analog to

digital; result in different products that by their nature were obtained, allowed agile and reliable

interpretive processes over traditional performance techniques, sparking a friendly and consistent

solution with regard to geospatial technological advances; the approach contemplated the use of

digital photogrammetric products, as ortofotomosaicos, digital terrain models, visualization and

3D anaglyphs using specific software among others, whose applicability is given not only to the

interpretive process, but also for validation because this exercise usually must be made from

field visits, activity supported by devices like tablets and readily available geospatial applications

and operation, to fine-tune the performance and generate better information; on the other hand,

cost reduction is given shift professionals to meet such activity, given the complex by other

conditions of public order present in certain regions of our country.

Keywords:

Anaglyph, geomorphology, digital terrain models (DTMs), morphometry, mass movements,

ortofotomosaic,

Introduccin

La propuesta metodolgica planteada surge a partir de la necesidad del proyecto Igac-

Coranqtioquia en cuanto a la estimacin y elaboracin cartogrfica temtica de

amenazas por inundaciones y fenmenos de remocin en masa dentro de la jurisdiccin

de CORANTIOQUIA, con el apoyo de tecnologas geoespaciales.

Sumado a las diversas fuentes de informacin para tal propsito, se contempla el

empleo de fotografas areas, puesto que stas son herramientas valiosas para la

extraccin de informacin temtica aplicada a varias disciplinas, entre ellas a la

geologa, geomorfologa, amenazas naturales, suelos, cobertura vegetal, usos del suelo,

hidrogeologa y estudios para ordenamiento urbano. (Mendivelso, 2008)

En Colombia durante las ltimas dcadas, la fotointerpretacin con propsitos de

generar cartografa geomorfolgica, se ha venido realizando sobre fotografas anlogas

pancromticas y en pocos casos en color, con el empleo de kodatrace y marcadores

indelebles; dicha interpretacin, deba pasar por instrumentos conocidos como

rectificadores aproximados o de transferencia como el Sketch Master, Stereosketch y

Zoom Transfer Scope entre otros, puesto que desde el punto de vista cartogrfico la

fotografa, y por ende su interpretacin, no cumplan con la ortogonalidad debido a la

presencia de deformaciones geomtricas (inclinacin, desplazamiento debido al relieve

y distorsin); Mendivelso (2008); de tal manera la interpretacin deba transferirse a

mapas topogrficos base, que a su vez pasaban por procesos de escaneo y digitalizacin

y/o vectorizacin y con ello obtener informacin en medio digital.

Por cuanto stos procesos enteramente manuales resultan en cierta medida engorrosos y

requieren tanto de tiempo, material y personal tcnico adiestrado para las actividades de

transferencia y digitalizacin, se hace necesario acorde a los avances geoespaciales y

particularmente en la fotogrametra digital, acoger y aplicar tanto metodologas y

productos por medio de procesos ms agiles, puesto que gran parte de la interpretacin

se lleva a cabo en un ambiente netamente digital, garantizando de igual manera mayor

calidad en la cartografa temtica resultante; de igual manera se abre la posibilidad de

aplicar dichas metodologas a imgenes y productos de origen satelital.

Acorde a las temticas de inters para el proyecto y destacando el uso de productos

fotogramtricos, se cita inicialmente como insumo general el (DTM Modelo Digital del

Terreno), puesto que proporciona informacin morfolgica regional y de detalle,

adems de poder sustraer datos del aspecto de laderas, pendientes y perfiles del terreno;

bajo el procesamiento digital, obtener informacin de densidad del drenaje,

lineamientos, coeficientes de rugosidad, entre otros, todos parmetros esenciales del

modelamiento geomorfolgico (Carvajal, 2012)

Los DTM representan claras ventajas respecto al anlisis tradicional de mapas o

modelos anlogos del terreno; las posibilidades de tratamiento numrico de los datos,

realizar simulacin de procesos, emulando el funcionamiento de un sistema dinmico

real (Moore, Grayson, & Ladson, 1991); ello le confiere un gran valor y el empleo

generalizado en las geociencias; no obstante para efectos de la determinacin de

densidad de drenaje, cuencas y clculos en el modelado hidrolgico, as como para la

extraccin de parmetros morfomtricos, mayor resolucin en el DTM no significa

necesariamente mejor funcionamiento del modelo (Penna, et al., 2014). En algunos

casos el poder predictivo del DTM disminuye con el aumento de la resolucin; cuando

ste presenta dentro de su estructura geometras como vas, pero dentro de l no se

describen los procesos relacionados con dicha va, la evaluacin del DTM en funcin de

la determinacin de deslizamientos de tierra, no es enteramente satisfactoria; sin

embargo la pendiente local seguir siendo importante para la estimacin de los

deslizamientos (Penna, et al., 2014).

En cuanto a los procesos de interpretacin geomorfolgica el empleo del DTM con la

generacin de sombreado de colinas combinado con tintes hipsomtricos, destacan el

terreno y proporcionan informacin adicional acerca de la forma del mismo en una

manera visualmente armoniosa (Kennelly, 2008). En tanto la interpretacin es llevada a

cabo de manera visual y en gran medida deber alternarse con diferentes insumos, como

el caso de las fotografas areas, resulta favorable dar valores de exageracin a los

modelos de sombras, de tal manera que sta sea similar a la percibida en las aerofotos,

permitiendo una mejor determinacin de las geoformas; de otra parte el DTM como

base para la generacin de ortofotomosaicos y anglifos permite que estos a su vez

aporten de manera significativa a las dems actividades y productos cartogrficos para

las temtica de inters.

Para el proceso de identificacin, inventario y mapeo de eventos en torno a

deslizamientos, productos como los ortofotomosaicos, anglifos y vision 3D por

ordenador, hacen que esta actividad se desarrolle de manera ms gil, permitiendo el

almacenamiento de la interpretacin directamente en bases de datos espaciales

diseadas acorde a las necesidades del proyecto. El anaglifo permite un anlisis

tridimensional ms extenso del territorio que los fotogramas areos y est basado en

distribuciones altimtricas cuantitativas, como son los DTMs (Benito Calvo, 2008), por

su parte los ortofotomosaicos con el atributo de tener proyeccin ortogonal, a diferencia

de la proyeccin central, pueden ser tomados como documentos en cualquier actividad

que requiera un mapa, carta o fuente similar de datos (Coelho & Nunes Brito, 2007).

Los ortofotomosaicos permiten extraer informacin georeferenciada mediante procesos

mucho ms rpidos que los requeridos en la generacin de cartografa vectorial;

adicionalmente, pueden utilizarse como soporte de informacin mtrico-documental con

la facilidad de digitalizar y actualizar el contenido de bases de datos cartogrficas y

temticas Lerma (2002) por medio de software SIG.

Por su parte el control de campo, requerido con el propsito de corroborar tanto

geoformas y eventos definidos previamente en oficina, se ve altamente beneficiado con

el empleo de productos fotogramtricos y aplicaciones geoespaciales operadas por

dispositivos como tablets y laptops, los cuales permiten in situ la visin de conjunto, por

ejemplo, por medio de la estereoscopa; permitiendo a partir de la informacin

complementaria hallada en campo como contrastes morfomtricos, litologa, geologa

estructural, perfiles del suelo y procesos, alimentar las bases de datos (Carvajal, 2012).

1. rea de estudio

El rea para la cual se elabor la estimacin y elaboracin de la cartografa temtica de

amenazas por inundaciones y movimientos en masa, corresponde a la zona norte de la

jurisdiccin de CORANTIOQUIA, cuyos municipios comprenden: Caucasia, Nechi,

Taraza, Cceres, El Bagre, Angostura, Yarumal, Amalfi, Zaragoza, Valdivia, Anor,

Segovia, Campamento, Briceo y Guadalupe, pertenecientes a la cuenca baja de los ros

Cauca y Nech. El cubrimiento total del rea es de 1500.000 Ha, lo que equivale a 100

planchas a escala 1:25.000.

Figura 1. Municipios que comprenden la zona de estudio

Fuente: Proyecto IGAC-CORANTIOQUIA, 2013

Las zonas cuya prioridad respecto a la existencia de fenmenos de remocin en masa e

inundaciones, correspondieron a los municipios de Caucasia, Nech, El Bagre y

Zaragoza.

2. Materiales y mtodos

Puesto que el presente documento pretende dar a conocer la aplicabilidad de los

productos fotogramtricos y tcnicas dedicadas para los procesos de interpretacin

geomorfolgica, remocin en masa, morfometra y modelacin hidrulica entre otros, se

citan nicamente los materiales y mtodos de esta naturaleza; clarificando, que

adicional a stos, son variados los insumos que complementan los procesos de

generacin cartogrfica para las temticas tratadas.

2.1 Datos, software y equipo empleado

Para el desarrollo del proyecto se cont con los siguientes datos:

Fotografas areas digitales del sensor Vexcel Ultracam D del IGAC. 0.3 m de resolucin espacial

Archivos de aerotriangulacin,

Modelos digitales de terreno en formato vectorial Cad Computer Assiting Design a escala 1:10000.

En cuanto al Software el desarrollo del proyecto cont con:

Erdas Imagine 2011, suite de fotogrametra Lps, Stereo Anlyst y ErMapper para el procesamiento digital de imgenes.

Cad Microstatrion, Pro600 para el proceso de restitucin fotogramtrica.

ArcGIS- ArcMap 10.x para las actividades de captura y almacenamiento de la informacin interpretada en bases de datos espaciales.

Avenza PDF Maps, para actividades de control de campo.

Adicionalmente los equipos para la visualizacin estereoscpica, procesamiento y

almacenamiento de los datos e informacin producida, corresponden a estaciones

fotogramtricas dotadas de sistema RealD con sistema Z-Screen, gafas polarizadas

pasivas, estaciones de trabajo o computador de prestaciones medias con capacidades

multiproceso.

2.2 Metodologa

Adems de cartografa bsica, temtica e imgenes de satlite, el empleo de productos

fotogramtricos de aplicacin mltiple permiti el anlisis y la generacin de

cartografa para amenaza por inundaciones y fenmenos de remocin en masa; acorde a

cada materia se presenta a continuacin el insumo ms idneo empleado.

2.3 DTM como insumo para el anlisis y generacin de cartografa de amenaza por inundaciones.

Para el desarrollo de este punto, respecto al aporte de productos fotogramtricos, deben

atenderse ciertas caractersticas geomorfolgicas del rea de estudio, ello es posible a

partir de la conjuncin de actividades de evaluacin previas como un histrico de

inundaciones, caracterizacin de drenaje, estudio hidrolgico de cuencas, determinacin

de factores condicionantes y de susceptibilidad entre otros.

Uno de los productos que apoya en gran medida varias de las actividades anteriores,

corresponde al modelo digital del terreno DTM, cuya elaboracin fue llevada a cabo por

medio de restitucin fotogramtrica digital a escala 1:10000 con el empleo de los

softwares Lps-Erdas Image 2011 y Pro600 de Microstation; acorde a que dicho

producto al trmino de este proceso se encontraba en formato vectorial, con la

distribucin mencionada se evaluaron y editaron aspectos como empalmes entre

planchas, continuidad y coherencia en captura, esto es en valores de altura para

elementos como break lines, lneas estructurales y puntos de masa, ello a fin de

conseguir continuidad topogrfica en el modelo de superficie resultante, puesto que

como se cit previamente, ste sera insumo para la determinacin geomorfolgica,

morfomtrica y de drenaje entre otros.

La siguiente imagen del DTM muestra una de las anomalas citadas; para la extraccin

de los mapas de pendientes, curvatura y rugosidad entre otras, sin el proceso de edicin

y validacin del DTM se obtendra informacin distorsionada.

Figura 2. DTM anomalas en la descripcin de continuidad del relieve

Fuente: Proyecto IGAC-CORANTIOQUIA 2013

El proceso fotogramtrico estaba enfocado en la obtencin de cartografa escala

1:10000, sin embargo para la escala del proyecto 1:25000, el DTM deba llevarse a una

resolucin espacial acorde a dicha escala, esto es un tamao de celda (Pixcel) de 25m,

puesto que al realizarse procesos como: la determinacin de densidad de drenaje,

morfometra entre otros, con una mayor resolucin espacial, se presentaba saturacin de

la informacin; confirmndose en este aspecto el hecho de que a mayor resolucin

DTM no significa necesariamente mejor funcionamiento del modelo (Penna, et al.,

2014)

2.3.1 Anlisis hidrolgico.

Algunos de los factores que mayor importancia revisten para la estimacin de la

amenaza por inundacin, corresponden a aquellos que inciden con el aumento de los

caudales en los drenajes y el sobrepaso de los niveles de los mismos; dichos factores se

derivan principalmente a la precipitacin, lo que suscita llevar a cabo un anlisis

hidrolgico donde se evale el comportamiento fisiogrfico de la zona a travs de

patrones de drenaje y la definicin de las cuencas que lo componen. Por su parte el

DTM como representacin digital de la topografa, permite el modelado de la

interaccin entre el terreno y los procesos de transporte de agua y sedimentos, por tanto

resulta ste ser uno de los insumos por excelencia, y en cuyo caso al ser de origen

fotogramtrico y obtenido para una escala mayor a la requerida, le imprime un valor

especial al empleo del mismo.

En cuanto a la obtencin de la red de drenaje de las cuencas del rea del proyecto, se

bas en el uso de criterios de convergencia del algoritmo Deterministic and Node

(modelo de drenaje D8, o modelo de flujo de ocho direcciones) empleando el DTM con

el tamao de celda definido acorde a la escala.

Figura 3. DTM y determinacin de la red de drenaje con el conjunto de herramientas de

Hidrologa de ArcMap 10


La definicin de las cuencas hidrogrficas se llev a cabo por medio de las siguientes

actividades:

Determinacin del rea de contribucin: se parti de la creacin de un rster que

representase la direccin del flujo con la herramienta flow direction, Spatial Analyst de

ArcMap; posteriormente se introdujo la ubicacin de las entidades que apoyan la

determinacin del rea de cuenca; en estae caso las estaciones hidro-meteorolgicas.

En torno al anlisis y la determinacin de las redes de drenaje, aun cuando se cont con

estas en formato vector como break lines, demand procesos de software con el empleo

de herramientas SIG, Spatial Analyst de ArcMap 10., ello puesto que uno de los

aspectos de mayor relevancia para un modelo de superficie consiste en la determinacin

de las caractersticas hidrolgicas a travs del anlisis de la direccin de flujo desde y

hacia cada celda.

Figura 4. Raster de elevacin a raster de direccin de flujo

Fuente: (ESRI, 2014)

Otro paso para la delimitacin de las cuencas comprendi el anlisis de la acumulacin

del flujo; para ello se obtuvo un raster en el cual las celdas con flujo concentrado

permitieron identificar los canales y arroyos, y cuyos valores para stas fueron

diferentes a cero (0); por el contrario, aquellas cuyo dato almacenado fue igual a cero

(0), representaron mayores valores en cota y permitieron identificar asimismo divisorias

de aguas.

Figura 5. Raster de direccin de flujo a Raster de acumulacin de flujo

Fuente: (ESRI, 2014)

Finalmente para la determinacin de la cuenca, se deben tener en cuenta los puntos

conocidos como de desfogue, que apoyados en los productos previos, de manera

automtica permitieron generar el raster de la cuenca base de estudio; los algoritmos de

proceso para tal determinacin generalmente son similares tanto para software

propietario como open source, para el caso particular se han empleado ArcHydro de

ArcGIS e Hidrology de ArcMap versin 10.x, y para este ultimo la herramienta

empleada correspondi a Watershed.

La determinacin de la cuenca hidrogrfica se basa en la suma de ciertas variables que

dada la naturaleza y precisin de los datos, al igual que la correcta aplicacin de los

mnimos procesos requeridos permite la obtencin de resultados confiables; el inters

estadstico de sta como base para procedimientos de modelado hidrulico con

propsitos de prediccin debe redundar en valores de incertidumbre bajos.

Figura 6. DTM de sombras y sub-cuenca determinada con el conjunto de herramientas

Hidrology de ArcMap10.x


La generacin cartogrfica en torno a factores condicionantes del terreno se vio en gran

medida, beneficiada con el empleo del modelo digital del terreno, que, acorde a los

procesos que sobre ste se efectuaron, se solventaron mltiples actividades; como base

para la obtencin de dichos factores, y acorde a los lineamientos de la metodologa ITC

1992, se genera previo el mapa de geomorfologa, el cual contempla el apoyo de

cartografa temtica geolgica y geomorfolgica, as como tareas de interpretacin

estereoscpica y procesamiento digital de imgenes pticas y multi-espectrales; por su

parte la obtencin de parmetros morfomtricos, como pendiente, aspecto y curvaturas

(vertical y horizontal), a empleado durante mucho tiempo y acorde a las tcnicas ITC,

cartografa bsica, fotografas areas anlogas, estereoscopio de espejos y barra de

paralaje entre otras para su determinacin; en el mejor de los casos el modelo digital

(SRTM Shuttle Radar Topography Mission) con resolucin de 30 m, sin embargo dada

la oportunidad de empleo de un DTM de mayor exactitud y el desarrollo tecnolgico en

las diversas reas de la informacin geogrfica el proyecto fue enriquecido en multiples

aspectos gracias al empleo de los productos fotogrametricos, como en este caso el citado

DTM.

En la mayora de los casos los procedimientos para la obtencin de cartografa temtica

ambiental no contemplan mayor precisin espacial; sin embargo con la incorporacin de

fuentes cuya calidad demanda especial cuidado como uno de sus atributos, bien sea por

la escala final o por sus propios insumos, entre otros, hacen que la cartografa temtica

resultante herede sta cualidad, lo que le confiere un mayor valor que redunda en

informacin con mayor grado de confiabilidad; en tal sentido, el DEM hace un aporte

sustancial a esta actividad; puesto que tanto su obtencin al igual que la resolucin

espacial de este se hallaron muy por encima del mnimo requerido.

2.4 DTM como insumo para el anlisis y generacin de cartografa geomorfolgica

Respecto a la interpretacin de unidades geomorfolgicas para apoyar el mapa de

amenazas, se emple de igual manera el DTM fotogramtrico; sobre ste se generaron

modelos de sombras y tintes hipsomtricos, permitiendo que el proceso deductivo del

terreno fuese ms claro en cuanto a la determinacin de geoformas. Los usuarios de

dichos productos encuentran que la iluminacin oblicua, que brilla desde un ngulo

moderado entre el horizonte y el cenit, y desde el noroeste, proporciona imgenes ms

intuitivas de la forma del terreno (Kennelly, 2008). Los modelos de sombras, son una

evidente ventaja para efectos de interpretacin geomorfolgica (Kennelly, 2008).

Figura 7. Modelo de sombras e hipsometra a partir de DEM


Figura 8. Cartografa geomorfolgica generada a partir del

DTM


2.5 Anlisis y generacin de cartografa de amenaza por movimientos en masa con el empleo de ortofotomosaicos, DTM, anglifos y estaciones

fotogramtricas

Dentro de las actividades mnimas requeridas en cuanto a la generacin de cartografa

acorde a sta temtica, se resaltan las que dan lugar el empleo de productos

fotogramtricos, no obstante labores tales como: evaluacin de informacin existente

entre otras, son igualmente importantes puesto que la conjuncin de datos e informacin

que permitan la conformacin de bases de datos robustas permitirn que objetivos

misionales de la corporacin sean cumplidos a cabalidad.

Para actividades como la elaboracin de los mapas de densidad de procesos de

remocin en masa, factores condicionantes, susceptibilidad del terreno e inestabilidad

por erosin entre otros, de igual manera se hace empleo del DTM, sin embargo y dada

la necesidad de interpretacin estereoscpica para la determinacin puntual de

remocin en los diversos tipos en que se presenta, as como sectores de susceptibilidad

del terreno, entran a jugar en un papel preponderante varios derivados fotogramtricos

digitales, a saber: los modelos digitales de sombras, los modelos digitales

hipsomtricos, las ortofotos, los ortofotmosaicos y los anglifos, sin dejar de lado la

labor que cumplen las estaciones fotogramtricas; cada uno de ellos con ventajas y

limitaciones entre si, pero con la conveniencia de que la labor conjunta de stos permite

la obtencin de resultados satisfactorios.

La preparacin y elaboracin de los mapas de densidad de procesos de remocin en

masa, adems de considerar histricamente los eventos a partir de informes, bases de

datos, reportes y mapas entre otros, que reposan en entidades como: CORANTIOQUIA,

DAPARD, SGC, IDEAM, INVIAS, emplea como apoyo para la determinacin de

dichos fenmenos, la interpretacin de ortofotos, ortofotomosaicos, anaglifos y bloques

de fotografas areas por medio de estaciones fotogramtricas; en stos dos ltimos

tanto en uno y otro se explotan las ventajas propias de la estereoscopa; algunas de las

prestaciones que permiten el empleo de los DTMs, ortofotomosaicos y los anaglifos en

esta actividad corresponden a:

Disponibilidad de cargue y lectura en cualquier software SIG por medio de la

compresin de imgenes sin prdida de informacin.

Referencia espacial definitiva para el proyecto y definida en el bloque

fotogramtrico.

Capacidad de despliegue 3D en cualquier software SIG sin necesidad de contar

con una estacin fotogramtrica para acceder a la estereoscopa.

Generacin de escenarios con cobertura de la totalidad de la plancha que

demande el fotointerprete, para el caso particular escalas 1:25.000

Finalmente y a partir de los mismos insumos empleados en la interpretacin, las

actividades de control de calidad, comprobacin y validacin se ven de igual manera

beneficiadas.

Para la determinacin de movimientos en masa se toma como referencia la definicin de

Vrnes & Zuidam consagrada en la siguiente tabla:

Tabla 1. Clasificacin de movimientos en masa

Fuente: (Vrnes, 1978), (Van Zuidam, 1985)

2.5.1 Metodologa de interpretacin

El proceso de interpretacin se realiz mediante procesos de digitalizacin bsicos,

sobre una base de datos espacial GDB creada inicialmente con base en la tabla de

Clasificacin de movimientos en masa y la determinacin de los posibles eventos a

encontrar en la zona de estudio, ste proceso se muestra en la Figura 9.

Figura 9. Esquema del flujo de trabajo para el proceso de interpretacin para remocin

en masa

Fuente: Proyecto IGAC-CORANTIOQUIA

Puesto que la interpretacin y digitalizacin se lleva a cabo directamente sobre la GDB,

los atributos de los eventos encontrados son diligenciados de forma paralela a dicha

interpretacin, como lo muestra la siguiente tabla

Tabla 2. Clasificacin de movimientos los atributos mnimos acorde a la definicin de

la GDB

Fuente: Proyecto IGAC-CORANTIOQUIA

De igual manera, vale la pena citar los criterios para la interpretacin visual, que si bien

han partido del empleo generalizado a la fotografa anloga, tanto es aplicable a

imgenes de satlite como a los derivados fotogramtricos digitales. Dicho anlisis

emplea elementos como textura, estructura y disposicin. Acorde al grado de

complejidad, son varios los autores que han sugerido por medio de una escala,

clasificar los criterios de interpretacin visual.

Figura 10. Jerarquizacin de criterios de interpretacin visual (Adoptado de European

Commision, 1993)

Fuente: Teledeteccin Ambiental, (Chuvieco, 2010)

Una de las ventajas en cuanto a la facilidad para aplicar una buena parte de los criterios

pictrico-morfolgicos se da con la informacin-insumo obtenida a partir del proceso

fotogramtrico, si bien, como se cit previamente, stos se han generado para una escala

ms grande que la requerida en el proyecto; asimismo para efectos de la determinacin

de eventos, el valor de GSD (Ground Sampling Distance) 0.30m de las imgenes

permite una interpretacin confiable, en ortofotomosaico, sin embargo para efectos de la

definicin de ste respecto a su tipologa, en algunos casos el apoyo con la visualizacin

estereoscpica bien sea en estacin fotogramtrica o en anglifo es de gran importancia.

Figura 11. Determinacin de un evento de remocin en masa sobre ortofotomosaico


En la figura 11. Por medio de visin monoscpica sobre el mosaico es posible discernir

el evento respecto al contraste de este con la cobertura del entorno; aunque la sombra no

se tom como un criterio fundamental, nos ofrece gran informacin para delimitar el

movimiento en masa; por su parte la figura 12 muestra el mismo evento, la imagen

anglifo al permitir la estereoscopia facilita la clasificacin del mismo sobre una base de

datos espacial previamente creada.

Figura 12. Determinacin de un evento de remocin en masa sobre imagen anglifo.


La determinacin y elaboracin de los mapas de densidad de procesos, supone un aporte

sustancial en cuanto al reconocimiento del rea de estudio; asimismo establece las

herramientas para la modelacin y validacin de la amenaza; gua para el manejo

adecuado de las zonas que tras el enfoque de sostenibilidad permitir una mejor calidad

de vida de sus comunidades.

Dentro de la metodologa adoptada para el desarrollo del proyecto se contemplan como

se muestra en la figura 15, tanto los insumos como los procesos que sta propone se

sigan; conservando de ella los aspectos de mayor relevancia, y sin perder la objetividad

se han aplicado nuevas tcnicas que facilitan la labor de intrpretes, hidrlogos,

gelogos y analistas con reduccin de costes, tiempo y procesos, entre otros, obteniendo

as mayores precisiones y aplicaciones. De igual manera se hace un comparativo del

empleo de insumos anlogos y digitales, y las ventajas que suscita el segundo.

3. Verificacin y control de campo

Es importante reconocer el procedimiento que con informacin anloga comprenda

ciertas actividades al trmino de la fase de fotointerpretacin; la preparacin de los

trabajos de verificacin en el campo parta con la seleccin de fotografas y reas

representativas y bien expuestas a lo largo de caminos, carreteras y ros; adicionalmente

se requera del siguiente equipo: estereoscopio de bolsillo, brjula, altmetro, lupa de 20

aumentos, cinta mtrica mnimo de 10 m, cmara fotogrfica, maletn porta-fotos, tubo

plstico o de pvc para guardar los mapas, libreta de campo, transportador, caja de

colores, cinta de enmascarar, marcadores de punta fina indelebles (Mendivelso, 2008).

Como alternativa y haciendo uso de las diversas aplicaciones desarrolladas en torno a

las geociencias y dispositivos porttiles se plantea el uso de la herramienta PDF Maps;

sta es una aplicacin de mapas para unidades mviles que permite el cargue y

descargue de mapas con extensin .Pdf georreferenciado creados en oficina para su uso

con o sin conexin a internet, sta aplicacin trabaja en smartphones o tablets sobre

sistemas operativos Apple iO S y Android; dado que aprovecha el GPS integrado del

dispositivo para realizar un seguimiento y determinar la ubicacin en el mapa, permite

la validacin de la interpretacin, puesto que al definir las zonas a visitar, y con base en

los mismos mapas interpretados, mosaicos y anaglifos es posible determinar y alimentar

la base de datos a partir de la toma de atributos de los eventos encontrados, al igual que

el asocio de stos a la captura de fotografas in situ; dado que una de las herramientas

que facilita las labores en campo corresponde a la estereoscopa, sta aplicacin permite

tal labor con el uso de gafas anaglficas de bajo coste y fcil adquisicin; a su vez al

tenerse un archivo georeferenciado con coordenadas geogrficas, permite el trazo de

rutas de trabajo en formato .kmz compatible con software SIG; asimismo el reporte de

localizacin y posibilidad de envo de los datos e informacin a oficina por medio de

internet resulta ampliamente benfico, puesto que no se depende del termino de las

actividades de campo para acceder a la informacin levantada.

Figura 13. Determinacin de un evento de remocin en masa sobre imagen anglifo.

Fuente: (LandReport, 2014)

Finalmente se hace un comparativo por medio de los flujos de trabajo para empleo tanto

de insumos anlogos como digitales

Figura 14. Esquema del proceso ITC para generacin de cartografa geomorfolgica con insumos anlogos.

Fuente: (Van Zuidam, 1985)

Figura 15. Esquema del proceso ITC adaptado para generacin cartografa geomorfolgica con insumos fotogramtricos digitales

Fuente: proyecto Corantioquia-Igac

4. Resultados

Como resultado de los procesos de preparacin de insumos fotogramtricos para actividades de

interpretacin geomorfolgica, remocin en masa, determinacin de parmetros morfomtricos y

moelacion hidrulica, entre otras, se obtuvieron 60 planchas a escala a 1:25000 con productos:

DEM, modelos de sombras e hipsomtricos, ortofotomosaico y anglifos, as como la

disposicin de 4572 fotografas areas en formato digital cuyo ajuste por bloque con distribucin

escala 1:100.000 permiti actividades de control de calidad y validacin de los productos

cartogrficos generados.

En torno a la disponibilidad de productos e insumos fotogramtricos con las cualidades

expuestas, llevando a cabo una comparacin derivada de la experiencia durante el desarrollo del

proyecto, no solamente en un ambiente netamente digital, sino con la participacin de

actividades que demandaron el empleo de recursos y procedimientos anlogos se presenta una

comparacin del empleo de dichos insumos.

Pese a que no se estim el rendimiento interpretativo comparado con las tcnicas tradicionales

que emplean insumos anlogos, es evidente la ventaja que suscitan aquellos llevados a cabo en

medio digital, puesto que para actividades de interpretacin anloga las labores mismas de

escaneo, transferencia y digitalizacin son en s mismas dispendiosas y demandan en suma

mayor tiempo que el proceso interpretativo como tal.

5. Discusin de resultados

Algunas de las ventajas que supone el empleo de insumos anlogos en cuanto a actividades

similares a las desarrolladas en el proyecto son:

- disponibilidad de la informacin al pblico, bien sean fotografas anlogas, cartografa bsica y temtica de apoyo.

- Costes moderados en cuanto al insumo bsico. - Amplia temporalidad (1935 a 2005, acorde a la zona y al periodo de actividad del IGAC) - Manejo de la informacin fsica. - Las tcnicas de mapeo con estos recursos siempre son una alternativa.

En cuanto a las desventajas se observan:

- Los procesos interpretativos deben emplear dispositivos para visualizacin (estereoscopios)

- La transferencia de la interpretacin a una plancha base debe hacerse con equipos como el Sketch Master, Stereosketch, entre otros, hoy da entrando en desuso.

- La exactitud de la cartografa final, dados los instrumentos de transferencia, aceptable a baja en muchos casos.

- Deben realizarse actividades de digitalizacin de la interpretacin para tenerse en medio digital y posterior generacin en una base de datos espacial.

- La determinacin de mapas de pendiente y aspecto deben apoyarse en mediciones fsicas sobre cartografa bsica. Aun cuando a este respecto se cuanta con el DTM SRTM, este

no es recomendable para escalas de detalle.

- Actualidad fotogrfica limitada (2006 entra en operacin cmara digital Vexcel Ultraca-D).

- Posibilidad de deterioro de las imgenes de contacto. - Altos costes en proceso de ploteo de cartografa e impresin de fotografas.

Algunas de las ventajas respecto al empleo de productos fotogramtricos digitales en cuanto a

procesos interpretativos corresponden:

- Procesamiento 100% digital, actividades semi-automatizadas. - Operacin en diversos softwares, SIG y procesamiento digital de imgenes, al igual que

diversos equipos.

- Productos cartogrficos en menor coste y tiempo. - Aplicacin de algoritmos para la obtencin de productos, operacin y anlisis con

diversas fuentes de insumos.

- Almacenamiento que permite conservarse en el tiempo. - Almacenamiento y visualizacin en dispositivos porttiles para verificacin y validacin

en campo tablets y laptops.

En cuanto a las desventajas para estos se consideran:

- La operacin en diversos softwares, puede implicar demasiada especializacin de estos, Ej., estaciones fotogramtrica.

- Elevados costes para softwares especializados. - Demanda de grandes volmenes de informacin Ej. Imgenes crudas ortofotomosaicos. - Falta de adiestramiento en el empleo de herramientas de software para procesamiento. - Los productos de origen fotogramtrico deben haber pasado por procesos de ajuste de

bloques (aerotriangulacin). Implica costes elevados acorde a la cantidad de imgenes.

- Productos de procesos semi-automatizados Ej. generacin de un DEM, requieren de actividades de edicin dispendiosas si ste se emplea como insumo para morfometra y

modelos de simulacin hidrulica.

Conclusiones

En cuanto a la aplicacin de insumos fotogramtricos digitales, se potencializa el empleo de

tecnologas geoespaciales tanto a nivel acadmico como comercial e institucional, demandando

de igual manera la generacin y estandarizacin de metodologas acorde a la generacin de

cartografa temtica que satisfaga diversas materias.

El procedimiento metodolgico seguido y la disponibilidad de herramientas e insumos de alta

resolucin como los productos fotogramtricos empleados, facilitan la identificacin de los

movimientos activos a la escala requerida en el proyecto, se exceptan los movimientos lentos

difciles de identificar mediante fotointerpretacin, por no presentar cicatrices de

desprendimiento.

El empleo de insumos fotogramtricos permite tener menor grado de incertidumbre en los

procesos interpretativos, gracias al nivel de detalle y resolucin espacial, entre otros; reduce las

tareas de verificacin en campo, por supuesto, sin restarle importancia a aquellas que por razones

de toma de datos de detalle como muestras de roca o sedimento para laboratorio y procesos de

datacin son requeridos.

La informacin resultante del proyecto es un escenario geogrfico de referencia que posibilita a

las entidades actuar frente a la prevencin y atencin de desastres y la planificacin del territorio;

as como integrar su informacin temtica al componente geogrfico para que soporte la toma de

decisiones en un ambiente de menor incertidumbre.

El desarrollo del proyecto hace viable la aplicacin de tecnologas, normas, polticas y estndares

de gestin de informacin geogrfica, que garantizan la interoperabilidad con sistemas de

informacin previamente establecidos, as como la interaccin y compatibilidad con las distintas

capas de informacin del gobierno.

Bibliografa

Avenza. (30 de 07 de 2014). Avenza Systems Inc. Obtenido de http://www.avenza.com/pdf-maps

Benito Calvo, A. (2008). Anaglifo digital del relieve de la Pennsula Ibrica. Tierra y tecnologia

(33), 4,71-74.

Carvajal, J. H. (2012). Propuesta de estandarizacion de la artogrtafia geomorfologica en

Colombia. Bogot: Imprenta Nacional de Colombia.

Coelho, L., & Nunes Brito, J. (2007). Fotogrametria digital. Rio de Janeiro: EdUERJ.

Chuvieco, E. (2010). Teledeteccin Ambiantal. Barcelona: Editorial Planeta.

ESRI. (05 de 05 de 2014). ESRI. Obtenido de http://www.arcgis.com/features/:

http://www.arcgis.com/features/

Kennelly, P. J. (2008). Terrain maps displaying hill-shading with curvature. [Versin

electrnica]. Geomorphology (102), 11, 567577.

LandReport. (28 de 07 de 2014). The Land Report Corporation. Obtenido de

http://www.landreport.com/2014/01/the-u-s-forest-service-unveils-digital-maps-for-

smartphones-and-tablets/

Lerma Garca , J. L. (2002). Fotogrametra moderna: analtica y digital . Valencia: Universidad

Politecnica de Valencia.

Mendivelso, D. (2008). Metodologia para levantamientos fotogeologicos. Memorias cusro de

fotogeologia, geomorfologia aplicaciones de persepcion remota, Documento inedito, 29.

Moore, I. D., Grayson, R. B., & Ladson, A. (1991). Digital terrain modelling: a review of

hydrological: Geomorphological and biological applications. Hydrological Processes (5),

28, 3-30.

Penna, D., Borga, M., Aronica, G. T., Brigand, G., & Tarolli, P. (2014). The influence of grid

resolution on the prediction of natural and road-relaed shallow landslides. Hydrology and

Earth System Science (18), 13,2127-2139.

Van Zuidam, R. (1985). Aereal photointerpretation in terrain analysis and geomorphologic

mapping. Holland: Smith Publishers.

Vrnes, A. (1978). Slope movement types and processes. Shutster, & Krizer, Landslides,

Analysis and control. Washington: Special Report NAS_NRC (176), 12, 52-63.

fp18 implementacion e interpretacion de productos fotogrametricos

Documents