Sandra Yazmín Betts Gómez Javier Arellano Sánchez

Presentación del tema: "Sandra Yazmín Betts Gómez Javier Arellano Sánchez"— Transcripción de la presentación:

1 Sandra Yazmín Betts Gómez Javier Arellano Sánchez
Metadatos LIDAR Sandra Yazmín Betts Gómez Javier Arellano Sánchez

2 Objetivo Dar a conocer a la comunidad geográfica y sociedad en general la definición y descripción de las características de los datos LIDAR para contribuir al fortalecimiento de la Infraestructura de Datos Espaciales de México, con base en los estándares para la elaboración de metadatos geoespaciales del FGDC.

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4 Contenido Objetivo Introducción Línea de Producción LIDAR
Elementos de los metadatos Identificación Calidad de los datos Organización de los datos espaciales Referencia espacial Entidad y Atributo Distribución Referencia de los metadatos Tendencias Conclusiones Compromisos

5 Introducción Metadatos Calidad de los datos Cualitativo Cuantitativo
Los metadatos son el medio adecuado para describir y difundir los criterios de calidad de un producto o servicio, como lo son los datos geográficos con los que se modela de manera simplificada la realidad de un área geográfica en particular. Permiten conocer cuáles son o han sido los datos primarios, como se realiza la captura de datos, como se introducen los datos en un sistema de producción, como son representados y como deben ser interpretados, así como su disponibilidad. Actualmente, desde la obtención, difusión y en su caso comercialización de productos cartográficos digitales que cumplan con las necesidades de los usuarios y clientes, se requiere conceptualizar, evaluar y gestionar diversos componentes de la calidad del dato geográfico dentro de un proceso de producción cartográfico, por lo que los metadatos son un elemento esencial para conocer las componentes de la calidad de tipo cualitativo o cuantitativo. Dentro de las componentes cualitativas se encuentran los conceptos de contenido, descripción del producto o servicio, la información complementaria, fechas de producción y temporalidad, propósito, uso, linaje, etc. Las anteriores ofrecen información suficiente acerca del producto o servicio, por lo que deben ser claros en su contenido de modo que permita la toma de decisiones al usuario o cliente sobre la capacidad del producto para sus requisitos. En contraste las componentes cuantitativas de la calidad se refieren a conceptos tales como la exactitud temática, temporal y posicional, la consistencia lógica, además de la completitud. Metadatos

6 Línea de producción LIDAR
Como se sabe, los metadatos son “datos sobre los datos” que describen con detalle sus características en términos de contenido, calidad, proyección, sistema de coordenadas y forma de distribución [INEGI. Norma técnica NTG Modelo de Datos Espaciales, 2006] A partir de la implementación de la tecnología LIDAR en el sistema de producción cartográfica digital en el INEGI y como insumo principal en la generación de MDE, quedó implícita la obligatoriedad de proveer al posible usuario o productor, la "información sobre la información" o "datos sobre los datos", al tiempo de contar con un elemento para la organización y clasificación de los conjuntos de datos existentes, así como orientar la producción e integración de nuevos datos en el recipiente de información de interés nacional. La línea de producción LIDAR en el INEGI a lo largo de las 9 etapas de trabajo, definidas a la fecha, describe un conjunto de insumos, procesos y productos que deben ser documentados, sobre todos sus datos y relaciones que guardan entre sí (Tabla1).

7 Elementos de los metadatos
FGDC-STD

8 Identificación Información básica para reconocer de manera única al conjunto de datos LIDAR W E N S W

9 Calidad de los datos Reportes de Consistencia Lógica, completitud y Linaje Planeación del Proyecto Levantamiento de Información Revisión de Cobertura y Calidad Medición de Campos de Control Captura de datos en Estaciones Base Levantamiento de datos LIDAR Generación de Puntos láser Orientación y Cálculo de Trayectoria Obtención de la posición del sensor En este apartado se reporta la consistencia lógica de la información: las mediciones que se realizan con el sistema de láser aerotransportado se ajustan mediante procesos geodésicos para posicionar la nube de puntos con liga a la Red Geodésica Nacional Activa; se realiza el proceso de corrección diferencial de las bases GPS para emplearse en el cálculo de trayectoria de la antena GPS del avión y los campos de control para realizar ajuste altimétrico a la nube de puntos. Reporte de completitud refiere que los valores de altitud son obtenidos de las mediciones que realiza el láser montado en el avión, generando archivos binarios de puntos. El procedimiento consiste en obtener la posición de la antena del avión y su liga a la Red Geodésica Nacional Activa; posteriormente, se obtiene la posición del sensor con base en las correcciones de la actitud del avión. Al conocer la posición del sensor durante la captura de datos, es posible obtener la posición tridimensional de cada punto en el que ocurre un rebote del haz de luz sobre la superficie del terreno. Posteriormente, se realiza una corrección altimétrica con puntos geodésicos en campos de control para obtener el factor de ajuste y aplicarlo para dar la exactitud requerida para la nube de puntos. La fuente de los datos es a partir del Sistema de Láser Aerotransportado - LIDAR. La continuidad y la consistencia lógica de las nubes de puntos adyacentes se efectúan mediante un proceso de visualización y comparación de los puntos de las líneas que conforman la nube del bloque y las líneas de otros bloques cuando éstas han sido levantadas. El linaje de los datos se describe mediante el procedimiento de trabajo consistente en las etapas de: Planeación del proyecto. Se elabora un plan geométrico de vuelo y se determinan los parámetros de captura de datos. Se establecen los límites de la zona a cubrir, las estaciones base y campos de control con GPS Levantamiento de información. Obtención de datos GPS y de láser aerotransportado mediante: Medición de campos de control terrestres. Serie de puntos espaciados homogéneamente medidos con GPS sobre áreas planas, cuya finalidad es ajustar las alturas de puntos determinados a través del sistema LIDAR Captura de datos en estaciones base GPS. Valores GPS para la corrección diferencial de los datos del equipo GPS de la aeronave para la obtención del cálculo de la trayectoria Ajuste de la información GPS de estaciones base y campos de control a la Red Geodésica Nacional Activa (RGNA). Ajuste de los datos GPS al Marco Geodésico Nacional con el objeto de obtener las coordenadas de los puntos utilizados como control geodésico Levantamiento de datos con el sistema LIDAR. Obtención de valores de GPS aerotransportado, actitud de vuelo a través de la Unidad de Medición Inercial, fotografías de cámara no métrica e información de los pulsos láser emitidos Revisión de cobertura y calidad de los datos LIDAR. Verificar la completitud y la calidad de los datos LIDAR, en concordancia a los parámetros de planeación Orientación y cálculo de trayectoria. Obtención de la trayectoria del sensor a través de la determinación de la posición de la antena GPS, corregida diferencialmente con datos de la estación base GPS Obtención de la posición del sensor. Corrección de la trayectoria de vuelo utilizando los datos de actitud del avión para obtener la posición del sensor en cada momento de la emisión de pulsos láser Generación de puntos láser. Combinación de los datos de posición del sensor y los datos de tiempo y ángulo de barrido en el instante de emisión-recepción, así como la distancia determinados por el sistema láser, para obtener la posición, en un sistema tridimensional, de cada uno de los retornos de la señal láser Depuración de puntos ruidosos. Depuración de puntos ruidosos altos y bajos en la nube de puntos del bloque de producción Ajuste de los puntos láser a puntos de apoyo terrestre. Comparar, en las áreas de coincidencia de la línea de control, los puntos láser contra los puntos de apoyo terrestre y obtener factores de corrección en altura Ajuste de puntos láser a línea de control. Comparar en las áreas de traslape entre líneas de vuelo para determinar factores de corrección de errores remanentes de la calibración del sensor tomando como referencia la línea de control Entrega de Archivos LAS para la generación de los Modelos digitales de elevación. Proporcionar al área generadora de Modelos Digitales de Elevación, la nube de puntos ajustada con base en especificaciones y formatos predefinidos Ajuste a puntos de apoyo terrestre Ajuste a línea De control Entrega de archivos LAS

10 Calidad de los datos Reportes de Consistencia Lógica, completitud y Linaje Siguiendo la línea en el sistema de producción cartográfica, con la entrega de los archivos LAS al área de Modelos Digitales de Elevación, se entrega también su metadato, el modelo digital generado a partir de la nube de puntos entregada, da lugar a la elaboración del metadato del “Modelo digital de elevación de alta resolución Lidar, tipo SUPERFICIE”

11 Organización de los Datos Espaciales
En este apartado se describe que los datos LIDAR se definen como valores puntuales digitales como método directo de referencia espacial.

12 Referencia Espacial Sistema de Coordenadas UTM
Marco de referencia terrestre: ITRF92 asociado al GRS80 El sistema de coordenadas declarado es UTM con sus valores correspondientes de acuerdo al uso horario (factor de escala del meridiano central, longitud del meridiano central, latitud del origen la proyección, falso Este, falso Norte), el método de codificación de las coordenadas planas se establece como pares de coordenadas, resolución de la presentación de las coordenadas al centímetro y la unidad de distancias en el plano en metros. El marco de referencia terrestre es ITRF92, asociado al GRS80 y sus valores asociados, resolución, unidades y valores de atributo.

13 Entidad y Atributo Y Z X La etiqueta del tipo de entidad se define como Modelo de Datos Espaciales y su definición es de tipo puntual, siendo su posición con valores X, Y, Z, en un sistema tridimensional, dentro de un archivo con formato LAS binario. La fuente de la definición del tipo de entidad es la Base de Datos Geográficos de la Dirección General de Geografía y Medio Ambiente del INEGI.

14 Distribución Información sobre el distribuidor y opciones para obtener el conjunto de datos LIDAR. Avenida Héroe de Nacozari 2301 Sur, Fraccionamiento Jardines del Parque, C.P.20270, Aguascalientes, Ags., México 52 (449) y Ext. 5031, 5111 y 5208. Lada 52 (449) El contacto primario de la organización está a cargo de un responsable interno dentro del INEGI. La dirección física es Avenida Héroe de Nacozari 2301 Sur, Fraccionamiento Jardines del Parque, Aguascalientes, Ags., C.P.20270, México. El contacto telefónico es a través de 52 (449) y Ext. 5031, 5111 y Lada , fax: 52 (449) El contacto electrónico es a través de las cuentas El horario de servicio de oficina es de 8:30 a 21:00 horas. Es importante al realizar el contacto referirse a la información como aparece en este apartado de metadatos. En caso de que se determine un costo y se requiera factura se expedirá en horario de 8:30 a 16:30 hrs. La responsabilidad en el uso de los datos es totalmente del usuario 8:30 – 21 hrs

15 Referencia de los Metadatos
Estándar de los metadatos: (FGDC: Content Standars for Digital Geospatial Metadata, Versión: FGDC-STD Fecha del metadato, Fecha de la revisión del metadato, Fecha de la futura revisión del metadato Fecha del metadato, fecha de la revisión del metadato, fecha de la futura revisión del metadato. Contacto del metadato, información de contacto primario, contacto de la organización, contacto de la persona. Dirección física, contacto telefónico 52 (449) Ext y fax 52 (449) Correo electrónico horario de atención, nombre del estándar de los metadatos (FGDC: Content Standars for Digital Geospatial Metadata, versión FGDB-STD Contacto de la organización, Contacto de la persona, Dirección física, Correo electrónico Horario de atención

16 Tendencias Desde el año 2004 a la fecha se han venido generando una gran cantidad de conjuntos de datos LIDAR que requieren organización y almacenamiento a través de bases de datos que faciliten su manejo en formato digital y que ofrezcan a los usuarios soluciones de calidad en tiempos relativamente cortos. Actualmente se encuentra en la etapa de afinación el modelo conceptual de la base de datos LIDAR (Imagen 10), la cual servirá como repositorio de la información de los levantamientos LIDAR, de las tablas contempladas hasta ahora se puede obtener algunos datos para la sección de Identificación, Calidad de los datos y Referencia espacial, en forma complementaria se crearán las entidades necesarias con los atributos adecuados especialmente para la generación del metadato el cual se ligará a su respectivo bloque de trabajo almacenado en la capa de BLOQUE_A, una de las ventajas es que el metadato se generará en forma dinámica ya que al estar almacenado junto con su información se mantendrá siempre actualizado, otra de las ventajas es que con la misma información almacenada en las tablas de la base de datos podrán generarse los metadatos LIDAR bajo las especificaciones de la Norma Técnica NTG-017 – 2007 para Metadatos al momento en que ésta sea liberada y sea necesaria la migración de los metadatos existentes hacia esta nueva estructura.

17 Conclusiones A partir de los metadatos se dispone de un elemento para pre evaluar la calidad de los datos LIDAR, darles mayor valor y promover su intercambio entre organizaciones. Es recomendable la adopción de la documentación de los metadatos LIDAR por parte de las empresas privadas e instituciones académicas relacionadas con la producción o aplicación de datos LIDAR y productos derivados.

18 Compromisos Realizar la migración correspondiente de los metadatos elaborados hasta el momento, hacia la nueva estructura propuesta en la Norma Técnica NTG-017 Elaboración de Metadatos Geográficos, al tiempo de entrar en vigor. Mantener la congruencia y veracidad de la información de los metadatos cuando, por necesidades especificas del levantamiento de información, se repitan conjuntos de datos contenidos en forma parcial o total en otros metadatos.

19 Por su atención… Gracias! Javier.arellano@inegi.org.mx