“Procesos y Productos Geodésicos para LIDAR” Lic. Javier Arellano Sánchez Lic. José Victor Chávez García INEGI 24 de Septiembre de 2008

Contenido Objetivo Introducción Procesos y productos LIDAR Línea de producción LIDAR Mejoras realizadas a los procesos geodésicos: Planeación Control de Calidad In Situ Proceso de datos Conclusión

Objetivo Dar a conocer los cambios más significativos que se han implementado en el INEGI para realizar el procesamiento geodésico con el objeto de mejorar los productos LIDAR.

Introducción Paso de la implementación a la Reingeniería en corto tiempo Mayor conocimiento de la tecnología Atención de proyectos regionales de gran cobertura Desarrollo de herramientas para la gestión de los datos Convicción institucional Ajustes e incorporación de nuevos procedimientos a todas las etapas

Procesos y Productos LIDAR

Línea de Producción LIDAR en INEGI (énfasis en actividades geodésicas) Planeación AB1 Captura Aérea A Captura Terrestre C C. C. In Situ B Proceso Definitivo B MDE D 1 5 6 Plan de Cobertura Medición de Campos de Control con equipo GPS Descarga de datos láser, GPS e IMU Respaldo de datos de campo en Servidor Elaboración de Modelos Digitales de Elevación Definición de parámetros de captura de datos Integración de Inf. Geodésica y Láser Ajuste de Coord. a la RGNA2 3a Cálculo de trayectoria definitiva 3b Cálculo de trayectoria 2 Diseño Geométrico de Vuelo Generación de nube de puntos preliminar y validación/ afinación de la calibración Apoyo geodésico simultáneo a vuelo (medición de Estaciones Base con equipo GPS) Calidad datos GPS e IMU aceptable? No 4 Vuelo y captura de Datos del Sistema LIDAR 4 Sí Ajuste de líneas a campos de control 2 La línea de producción LIDAR en la DGG tiene un grado considerable de complejidad tanto Técnica como logística, intervienen varias áreas con diferente procesos a su cargo: Subdirección de fotografía Aérea, Subdirección de Geodesia, Brigadas Regionales de Geodesia y el Departamento de Producción de Modelos Digitales de Elevación; la comunicació Obtención de Archivos crudos GPS Generación de nube de puntos 1 Generación de nube de puntos definitiva Control de avance y Revisión de la calidad y completitud 3a Ajuste de Coord. a la RGNA2 Generación de metadato ¿Cobertura Completa? No 1Áreas participantes: A.- Fotografía Aérea; B.- Geodesia; C. – Brigadas Regionales D.- Producción de Modelos Digitales de elevación. 2RGNA: Red Geodésica Nacional Activa 3Incluye cálculo de posición del sensor 4 3b 6 Sí 5

Planeación Antes Utilización de cartografía impresa Cambio Uso de SIG: Índices cartográficos; MGN; vías de comunicación; SINFA; CIGEL; cuerpos de agua; localidades urbanas; aeropuertos, etc. Análisis espacial con apoyo en imágenes de satélite para el establecimiento de campos de control La Subdirección de Geodesia atiende tres de las principales etapas del procesamiento de los datos LIDAR: El control de calidad in situ, es decir en los lugares del levantamiento de los datos y el procesamiento definitivo hasta la generación de la nube de puntos ajustada a puntos de control geodésico. Dichos procesos están diferenciados entre otros, por el lugar en el que se realizan y por sus objetivos : El primero para asegurar la calidad y la completitud de los datos. El segundo obtener la nube de puntos libre de errores como insumo para la generación de MDE. Planeación: Utilizábamos cartografía impresa y/o elaborada manualmente para ubicar los lugares para el apoyo geodésico, ubicación de líneas de control para el ajuste de los datos, en fin la estrategias de levantamiento del proyecto. Ahora a través de un SIG en el que se incluye entre otras capas: Índices cartográficos; MGN; vías de comunicación; configuración SINFA; catalogo general de localidades; cuerpos de agua, aeropuertos; vías de comunicación, etc. Google. Liga a algunas aplicaciones que nos permiten realizar análisis visual en imágenes de satélite con el fin de establecer sitios de apoyo geodésico.

Planeación Unidades de trabajo En este mismo tenor logramos establecer las unidades mínimas de planeación. Antes el levantamiento se realizaba en función de los límites del área de interés. Ahora, nuestras unidades de planeación están conformadas primordialmente por Bloques de cuatro cartas escala 1:50,000, compatible con levantamiento de campo para cartografía en escalas de trabajo iguales y mayores. Se busca el mayor ajuste a esta delimitación. (Ejemplo de cuando son tres o cinco)

Control de Calidad In Situ Control de Avance Antes Control y gestión a través de avances gráficos acumulativos Cambio Sistema de control por línea de barrido mediante generación de índices LIDAR. Se genera un avance diario y se integra al término de cada misión al sumado Nacional. Los controles de avance eran limitados y consistían en secuencias gráficas que nos permitían monitorear la evolución de un proyecto. Obviamente entre más avanzaba un levantamiento, más difícil era el control de los datos. Ahora , contamos con herramientas que nos permiten llevar un control por línea de barrido (incluyendo atributos de captura, de fecha, de dirección, de longitud de la línea, y de anotaciones especiales referentes por ejemplo a la calidad. Esto es viable a través de un generador de índices (en un principio solicitamos el apoyo del área de Trinidad ); posteriormente a través de los conocimientos en programación del personal del área refinamos la aplicación y la adaptamos al sistema LIDAR (ALS50-II) con el que contamos actualmente. Con ella se genera un índice de avance diario y se integra al avance del proyecto y al avance nacional, la ventaja de los archivos generados es que es compatible con el sistema IRIS y alimenta a los sistemas de gestión que recientemente se han utilizado aplicación IRIS-WEB.

Control de Calidad In Situ Revisión de la completitud y de la calidad de los datos Al respecto de la revisión de la completitud de los datos, podemos mencionar que al momento de la implemantación las revisiones eran un enorme trabajo que requería de una gran paciencia y habilidad visual, ya que las revisiones se hacían a través del despliegue de millones de puntos para localizar zonas sin información. Trabajo y tiempos excesivos (millones de puntos) y riesgo de una revisión incompleta. Ahora hemos adoptado y diseñado procedimientos de revisión más expeditos y confiables: Máscaras ráster de zonas sin información Macros para la ubicación de puntos en Google Earth, (idea original del área de producción de MDE) para ubicar los puntos en los que existe duda (huecos por nubosidad, cuerpos de agua, materiales extraños – cenizas y escorias volcánicas.) Programa para localizar imágenes de la cámara no métrica sobre sitios de interés.

Procesamiento de datos Como hemos visto hasta ahora, las etapas de planeación, control de calidad tienen un grado considerable de complejidad, pero también lo tiene el procesamiento de los datos. Por tal razón se requiere establecer controles en cada una de las etapas de procesamiento. En la lámina se presenta un ejemplo. Inicialmente realizábamos la validación de parámetros de procxesamiento y resultados de calculo de las trayectorias de vuelo a través de procedimientos analógicos (Impresión de reportes de procesamiento y validación de registros de interés). Ahora , realizamos validaciones de archivos a través de utilerías diseñadas en el área, con el objeto de realizar validaciones rápidas y confiables para detectar posibles errores durante el procesamiento de los datos.

Procesamiento de datos Seguimiento a las necesidades de calibración del sensor: Antes Personal y proyectos a la espera del técnico de soporte para calibración Cambio Desarrollo de un procedimiento de calibración ; se realiza un monitoreo constante para calibrar cuando sea necesario

Procesamiento de datos Ajuste de datos a campos de control: Antes Aplicación de parámetros de corrección de altura homogéneo a todas las líneas de la nube Cambio Aplicación de parámetros de corrección diferenciados para cada línea con respecto a una transversal ajustada a campos de control La metodología de ajuste de la nube de puntos también ha evolucionado para mejorar: En un principio a la nube de puntos se le realizaba una corrección simple a la altura, que se aplicaba a partir de un promedio de las diferencias entre la línea transversal (o línea de control) y los puntos de apoyo geodésico. Después de varios análisis se determinó que la metodología era incorrecta. Ahora , se utiliza de ajuste estandarizado, en el que se ajusta primeramente la línea de control y posterior, cada una de las líneas del proyecto.

Procesamiento de datos Generación de metadatos: Se utiliza el estándar de la FGDC. Se entregan junto con la nube de puntos por bloque

Procesamiento de datos Organización: Antes Organización básica, funcional para proyectos pequeños Cambio Organización estructurada que permite un uso eficiente de los espacios en disco y un fácil acceso a los datos independientemente del tipo de proyecto La reingeniería de ningún modo ha terminado, permanece latente a través de un proceso de mejora continúa. Es un proceso que seguirá siendo alimentado por todos los actores que mencionó Javier en un principio

Conclusión Los cambios realizados son resultado de un gran esfuerzo, de nuestro mayor conocimiento de la tecnología y del compromiso por generar productos de más calidad. Nuestra visión es seguir mejorando para ofrecer a nuestros usuarios los insumos que se requieren para integrar los Modelo Digitales de Elevación LIDAR de todo el país. Se consolidará el procedimiento para determinar necesidades de calibración del sistema y aprovechamiento de la técnica de Punto Preciso de Posicionamiento.

¡Gracias! javier.arellano@inegi.org.mx victor.chavez@inegi.org.mx