Agregar imágenes históricas a un mapa
Las imágenes se obtienen de muchas fuentes, como sistemas de satélite, cámaras aéreas y fotos aéreas históricas escaneadas. Las imágenes de satélite y las fotografías aéreas modernas se producen y distribuyen como datos georreferenciados. Por tanto, puede utilizarlas en un sistema SIG junto con otros datos geoespaciales, ya que el software sabrá dónde ubicarlas en el mapa. Por el contrario, las fotos aéreas históricas escaneadas normalmente son imágenes digitales sin referencia espacial y no se pueden utilizar directamente en un sistema SIG.
Existen varios métodos para solucionar este problema. Se centrará en técnicas de georreferenciación, en las que alinea una sola fotografía aérea escaneada con un sistema de coordenadas de mapa. Este enfoque le permite ver la foto histórica en la ubicación correcta y en la escala correcta, lo que puede resultar útil para la inspección visual. En los casos en los que se necesita una mayor precisión (como utilizar las imágenes en flujos de trabajo de análisis de alta precisión), debe depender de técnicas de ortorrectificación más avanzadas, lo que requiere un modelo de terreno y varias imágenes superpuestas. Estos flujos de trabajo de fotogrametría avanzada van más allá del alcance de este tutorial.
Configurar el proyecto
Primero, configurará el proyecto en ArcGIS Pro y revisará su contenido.
- Descargue el archivo comprimido StateCollegeGeoreferencing.zip que contiene el proyecto de ArcGIS Pro y las imágenes que utilizará en este tutorial.
Nota:
Dependiendo de su navegador web, puede que se le pida que elija la ubicación de archivo antes de iniciar la descarga. La mayoría de los navegadores descargan los archivos de manera predeterminada en la carpeta Descargas del equipo.
- Haga clic con el botón derecho en el archivo StateCollegeGeoreferencing.zip y extráigalo en una ubicación de su equipo, como su carpeta Documentos.
- Abra la carpeta extraída StateCollegeGeoreferencing y haga doble clic en StateCollegeGeoreferencing.aprx para abrir el proyecto en ArcGIS Pro.
- Si se le pide, inicie sesión en su cuenta con licencia de ArcGIS.
Nota:
Si no tiene acceso a ArcGIS Pro o una cuenta de organización de ArcGIS, consulte las opciones de acceso a software.
El proyecto StateCollegeGeoreferencing se abre en ArcGIS Pro. En el panel Contenido hay dos capas que, juntas, forman el mapa base Imagery Hybrid.
- En el panel Contenido, haga clic en las casillas de verificación para desactivar y volver a activar cada capa y ver qué representan en el mapa.
El mapa base World Imagery muestra imágenes actuales del área. La capa Hybrid Reference Layer muestra la red de carreteras y proporciona nombres de lugares útiles. Esta información le ayudará a posicionar la foto histórica durante el proceso de georreferenciación. El mapa se centra en el área de State College, Pensilvania.
Agregar la foto histórica
A continuación, agregará el segundo archivo de fotos históricas escaneadas que desea georreferenciar en el mapa. También calculará estadísticas para la imagen, de modo que la imagen se cargará y se visualizará con más suavidad a medida que trabaja con ella. A continuación, identificará dónde se coloca la imagen por primera vez cuando carece de datos de georreferenciación.
- En la cinta, haga clic en la pestaña Vista. En el grupo Ventanas, haga clic en panel Catálogo.
- En el panel Catálogo, expanda las flechas junto a Carpetas, StateCollegeGeoreferencing e Imágenes. Haga clic con el botón derecho en Historical_image.tif y elija Agregar al mapa actual.
Es posible que aparezca la ventana Calcular estadísticas de Historical_image.tif, lo cual le avisa de que la imagen no tiene estadísticas suficientes y le solicita que las genere. Las estadísticas son útiles para realizar mejoras de visualización, como aplicar un aumento de contraste, y en algunas tareas de procesamiento de imágenes. Más información sobre cómo crear pirámides y calcular estadísticas.
Nota:
Según la configuración de ArcGIS Pro, las estadísticas podrían estar configuradas para generarse automáticamente y es posible no que se le pida que lo haga.
- Si aparece una solicitud, haga clic en Sí.
ArcGIS Pro calcula las estadísticas de Historical_image.tif.
Historical_image.tif aparece en el panel Contenido, pero por ahora no la ve en el mapa. Un mensaje en la esquina superior derecha le advierte de que la imagen no tiene información del sistema de coordenadas.
Este resultado es el esperado, porque la imagen que agregó no contenía ninguna información de referencia espacial. Antes de solucionar este problema, averiguará dónde está posicionada la imagen en el mapa.
- En el panel Contenido, haga clic con el botón derecho en Historical_image.tif y elija Zoom a capa.
El mapa muestra ahora la foto aérea histórica tomada en la región de State College.
Sin embargo, dado que no está georreferenciada, la aplicación no puede localizarla y la muestra de forma predeterminada próxima a la latitud y longitud (0,0), como se indica en la parte inferior de la vista de mapa.
Las imágenes no georreferenciadas se agregan al origen del sistema de coordenadas del mapa. Para confirmar la ubicación actual, se alejará hasta que pueda reconocer elementos geográficos.
- En el mapa, aleje la imagen repetidamente con la rueda de desplazamiento del ratón.
Al principio, el fondo es completamente negro, pero tras unos momentos aparece terreno y puede ver que la imagen se encuentra frente a la costa occidental de África.
Antes de continuar con los pasos de georreferenciación, devolverá el mapa a su extensión original.
- En la cinta, haga clic en la pestaña Mapa. En el grupo Navegar, haga clic en Marcadores y elija State Coillege PA.
Map Viewer vuelve al zoom del área de State College, Pensilvania.
Establecer el sistema de coordenadas
Como primer paso del proceso de georreferenciación, configurará el sistema de coordenadas en el que desea georreferenciar la foto histórica.
Todos los datos e imágenes geoespaciales deben tener definido un sistema de coordenadas o una referencia espacial. De forma predeterminada, en ArcGIS Pro, a los mapas se les asigna el sistema de coordenadas WGS 1984 Web Mercator, que representa toda la Tierra en forma de cuadrado, como se muestra en la imagen siguiente:

Se trata de una proyección eficaz para utilizar si desea poder examinar todo el globo rápidamente, pero no es una buena proyección si le interesa medir áreas y distancias con precisión a grandes escalas de mapa. Para ese fin, es mejor elegir una proyección que produzca una distorsión mínima en el área de interés.
Nota:
Para obtener más información sobre las proyecciones, pruebe el tutorial Elegir la proyección adecuada.
En Estados Unidos, las proyecciones UTM o State Plane son mejores opciones. El sistema de coordenadas que se utiliza comúnmente para datos ubicados en la región de State College de Pensilvania es NAD 1983 UTM Zone 18N. Utilizará este sistema de coordenadas.
- En el panel Contenido, haga clic en Historical_image.tif para seleccionarlo.
- En la cinta, haga clic en la pestaña Imágenes. En el grupo Alineación, haga clic en Georreferencia .
Aparece la ventana Georreferenciación: Historical_image.tif y la pestaña Georreferencia pasa a estar disponible. A continuación, establecerá el sistema de referencia espacial (SRS).
- En la cinta, en la pestaña Georreferencia, en el grupo Preparar, haga clic en Establecer SRS.
Aparece la ventana Popiedades del mapa del mapa StateCollegeGeoref, con la pestaña Sistemas de coordenadas abierta. El sistema de coordenadas actual del mapa es WGS 1984 Web Mercator (Auxiliary Sphere).
Cambiará al sistema de coordenadas seleccionado para este proyecto, NAD 1983 UTM Zone 18N.
- Junto a XY Coordinate Systems Available, en el cuadro de búsqueda, escriba NAD 1983 UTM Zone 18N y pulse Intro.
- En el panel Sistemas de coordenadas, expanda Sistema de coordenadas proyectadas, UTM, Norteamérica y NAD 1983. Haga clic en NAD 1983 UTM Zone 18N para seleccionarlo.
- En la parte inferior de la ventana, haga clic en Aplicar.
El mapa aplica el sistema de coordenadas NAD 1983 UTM Zone 18N a las capas del mapa. La georreferenciación de la foto histórica ahora se efectuará en el mismo sistema de coordenadas y dará como resultado una imagen transformada a NAD 1983 UTM Zone 18N.
Las unidades horizontales utilizadas para NAD 1983 UTM Zone 18N son metros. Cambiará la opción Unidades de visualización a Metros.
- Haga clic en la pestaña General. En Unidades de visualización, elija Metros.
- En la parte inferior de la ventana, haga clic en Aceptar.
Realizar una alineación aproximada
A continuación, llevará la foto histórica al área de State College y la posicionará manualmente para obtener una alineación aproximada con las imágenes de mapa base.
- En la cinta, haga clic en la pestaña Mapa. Haga clic en Marcadores y elija State College PA.
- En el panel Contenido, confirme que Historical_image.tif esté seleccionado.
- En la cinta, haga clic en la pestaña Georreferencia. En el grupo Preparar, haga clic en Ajustar a la visualización.
La imagen se reposiciona y se coloca dentro de la visualización de mapa actual.
La foto histórica se muestra entre el mapa base de imágenes y la capa de referencia híbrida. Optimizará su visualización.
- En la parte superior del mapa, contraiga el panel de información Georreferenciación: Historical_image.tif para simplificar la visualización del mapa.
También mostrará la imagen histórica con un ajuste de Tipo de remuestreo más suave para garantizar que los detalles de la imagen no aparezcan pixelados al ampliarla.
- En la cinta, haga clic en la pestaña Capa ráster. En el grupo Representación, haga clic en Tipo de remuestreo y elija Bilineal.
A continuación, revisará la imagen para una mejor comprensión de su posición y escala actuales.
- En el grupo Comparar, haga clic en Swipe.
- En el mapa, use la herramienta Swipe para revisar la foto histórica. Arrastre de arriba abajo o de lado a lado para revelar el contenido bajo la imagen.
Como se muestra en la imagen de ejemplo, el principal enlace de carreteras en forma de Y (1) resulta especialmente útil para orientarse. Beaver Stadium (2), que aparece como una forma de U de color blanco brillante también es un hito notable.
La imagen está orientada incorrectamente y hay que rotarla a la izquierda para orientarla hacia el norte hacia arriba.
- Una vez que haya revisado la imagen, en la cinta, haga clic en la pestaña Mapa. En el grupo Navegar, haga clic en el botón Explorar para desactivar la herramienta Swipe.
- Haga clic en la pestaña Georreferencia. En el grupo Preparar, expanda el menú desplegable Rotación fija y elija Rotar a la izquierda.
La imagen rota 90 grados en sentido antihorario.
La carretera en forma de Y va en la misma dirección en la imagen (en blanco) y en el mapa base (en marrón). Además, Beaver Stadium aparece ahora al sur de la carretera.
- Explore la imagen aplicando el zoom y el desplazamiento panorámico.
Sugerencia:
En el panel Contenido, también puede desactivar y volver a activar Historical_image.tiff para revisar mejor la alineación con el mapa base.
La foto histórica cubre actualmente una gran área del mapa base, pero representa realmente un área geográfica mucho más pequeña. De nuevo, la carretera y el estadio proporcionan una excelente referencia visual.
- En la pestaña Georreferencia, use las herramientas Mover, Escalar y, opcionalmente, Rotar para mejorar el posicionamiento de la imagen.
Cuando utiliza estas herramientas, se aplica transparencia a la imagen para ayudar a identificar la posición correcta.
Sugerencia:
Mientras utiliza las herramientas Mover y Escalar, pulse la tecla C para revertir momentáneamente el desplazamiento panorámico y haga zoom si es necesario.
El resultado debería parecerse aproximadamente a la imagen siguiente:
Nota:
Este proceso no tiene como fin lograr una georreferenciación perfecta de la foto histórica. En este punto, solo está mejorando el posicionamiento aproximado de la foto. Esto le ayudará en la siguiente etapa del flujo de trabajo de georreferenciación, donde tendrá que encontrar visualmente entidades coincidentes entre la foto histórica y el mapa base.
El proceso de alineación de una imagen con una capa de referencia se denomina registro. A medida que mueve, escala y rota, puede que observe que el registro de ubicación mejora, pero es imposible conseguir el mismo nivel de registro en toda la imagen. Según corrige el registro de un área, modifica el registro de otras. En la siguiente etapa del proceso de georreferenciación, utilizará puntos de control y un método de transformación para obtener un mejor registro general en toda la imagen.
Cuando esté conforme con la ubicación aproximada del mapa, reactivará la herramienta Explorar.
- En la cinta, haga clic en la pestaña Mapa. Haga clic en Explorar para deshabilitar las herramientas de georreferenciación.
Precaución:
Para que el proceso de georreferenciación sea correcto, no guarde esta imagen hasta más adelante en el tutorial, después de haber agregado los puntos de control.
Hasta ahora en este tutorial, abrió el proyecto en ArcGIS Pro y revisó su contenido. A continuación, agregó la foto histórica al mapa, definió el sistema de coordenadas deseado y continuó para alinear aproximadamente la foto con el mapa base. A continuación, agregará puntos de control a la imagen y aplicará una transformación.
Crear puntos de control y aplicar una transformación
Los puntos de control son entidades diferenciadas que se pueden identificar con seguridad tanto en la imagen de referencia como en la foto que se va a georreferenciar. Identificará varios puntos de control y los agregará al mapa. Después, aplicará una transformación para alinear los puntos de control en ambas imágenes.
Nota:
Aunque existen herramientas automáticas que intentan identificar estos puntos comunes utilizando algoritmos de reconocimiento de patrones, no siempre son fiables cuando las dos imágenes son muy diferentes, como en este caso donde la imagen de referencia está en color y la foto aérea escaneada está en blanco y negro. Además, al georreferenciar fotos aéreas históricas, es posible que haya cambios en las entidades prominentes sobre el terreno debido a la reconstrucción de carreteras, el reasfaltado de aceras, o bien nuevos edificios o jardines. En estos casos, la selección de puntos de control se puede beneficiar de la interpretación y la valoración humanas.
Elegir una nueva imagen de referencia
Al crear los puntos de control, se recomienda utilizar la mejor imagen de referencia disponible. Si es posible, la imagen de referencia debe ser de precisión conocida y debe tener una escala y resolución similares a las de la foto que se va a georreferenciar. Esto le ayudará a identificar las entidades comunes y evaluar la calidad del resultado final. Las ortofotos de alta precisión creadas en 2006 para el condado de Centre, Pensilvania, están disponibles de forma gratuita en el portal Pennsylvania Spatial Data Access. Utilizará una imagen de referencia obtenida de estas ortofotos: abarca el área de interés y se guardó en el sistema de coordenadas NAD 1983 UTM Zone 18N.
Nota:
Si no dispone de ortofotos de alta resolución, también puede utilizar el mapa base Imagery Hybrid como imagen de referencia.
Agregará la ortofoto de referencia al mapa.
- En el panel Catálogo, haga clic con el botón derecho en PAMAP_reference_image.tif y elija Agregar al mapa actual.
- En el panel Contenido, haga clic en la flecha situada junto a PAMAP_reference_image.tif para contraer la leyenda.
- Asegúrese de que la capa PAMAP_reference_image.tif esté seleccionada.
- En la cinta, haga clic en la pestaña Capa ráster. En el grupo Representación, haga clic en Tipo de remuestreo y elija Bilineal.
Eliminará el mapa base Híbrido de imágenes actual del proyecto porque ya no lo necesita.
- Haga clic con el botón derecho en la capa World Imagery y seleccione Quitar.
- Elimine Capa de referencia híbrida.
- Arrastre Historical_image.tif encima de PAMAP_reference_image.tif.
La foto histórica se muestra en la parte superior de la imagen de referencia en el mapa.
A continuación, comparará las dos imágenes.
- Asegúrese de que la capa Historical_image.tif esté seleccionada. En la cinta, haga clic en la pestaña Capa ráster y luego en Swipe.
- Acérquese hasta que se identifiquen claramente las distintas entidades en el suelo y utilice la herramienta Swipe para comparar visualmente las dos capas de imagen.
Las dos imágenes todavía están alineadas vagamente, ya que el proceso de georreferenciación no está completo. Se han producido algunos cambios evidentes. Por ejemplo, al noreste de Beaver Stadium, en la imagen de referencia de 2006, está en marcha un proyecto de construcción de un nuevo campo de béisbol.
- En la cinta, en la pestaña Mapa, haga clic en Explorar.
Preparar la creación de puntos de control
A continuación, preparará la creación de puntos de control.
- En la pestaña Mapa, en el grupo Navegar, haga clic en Marcadores y seleccione Administrar marcadores.
Aparece el panel Marcadores para acceder rápidamente a los marcadores creados para este tutorial. Representan varias ubicaciones de puntos de control sugeridas.
- En caso necesario, en el panel Marcadores, haga clic en el menú de opciones y elija Galería.
Esto garantizará que los marcadores se muestren como una galería de iconos en lugar de como una lista de texto.
- En la cinta, haga clic en la pestaña Georreferencia. En el grupo Ajustar, haga clic en la opción Auto Aplicar una vez para desactivarla.
Nota:
Cuando la herramienta Auto Aplicar está desactivada, no tiene un fondo azul.
Si Auto Aplicar está activado, aplica automáticamente una transformación a la imagen que se va a georreferenciar y actualiza la visualización a medida que se agregan, eliminan o cambian puntos de control. Para el objetivo de este ejercicio, querrá desactivar Auto Aplicar para poder observar los puntos de control en su ubicación original. Aplicará la transformación más adelante en el flujo de trabajo.
- En el grupo Revisar, haga clic en Tabla de puntos de control.
Aparece la tabla de puntos de control. Aquí es donde se enumerarán los puntos de control.
- En caso necesario, recoloque la tabla bajo la vista de mapa. Opcionalmente, arrastre la parte superior del panel de la tabla de puntos de control para ajustar su tamaño. Asegúrese de que dispone de mucho espacio para ver el mapa.
Ya tiene todo listo para agregar el primer punto de control.
Crear puntos de control
A continuación, empezará a crear puntos de control. Es importante elegir puntos de control repartidos por la foto histórica para obtener el mejor registro posible. Hacerlo le permitirá anclar la foto histórica a la imagen de referencia con una buena precisión general. Por ejemplo, puede comenzar por colocar un punto de control en el extremo suroeste de la imagen, otro en el extremo noroeste y otro en el extremo noreste.

Tres puntos de control son el mínimo necesario para posicionar la imagen. A continuación, puede agregar más puntos para afinar la posición.
Nota:
Crear un mínimo de tres puntos de control le permite resolver los elementos fundamentales del registro: (1) ¿Dónde se debe posicionar la imagen? (2) ¿A qué distancia se debe extender verticalmente y horizontalmente (o escalar)? Y (3) ¿cuánto se debe girar?
Creará un primer punto de control en el extremo suroeste de la foto histórica.
- En el panel Contenido, desactive la casilla situada junto a Historical_image.tif para desactivar la capa.
- En el panel Marcadores, haga clic en Control point 1. Haga clic en el botón Acercar a.
Sugerencia:
También puede hacer doble clic en el marcador Control point 1.
La extensión de mapa se actualiza a la ubicación sugerida del primer punto de control. La flecha amarilla de la imagen de ejemplo apunta al primer punto de control.
Nota:
Un buen punto de control es un punto que puede ubicarse con seguridad y precisión en ambas imágenes.
- Localice el punto en la imagen PAMAP_reference_image.tif.
- En el panel Contenido, active Historical_image.tif. En el mapa, confirme que puede encontrar con seguridad la misma entidad.
Nota:
Es posible que tenga que desplazarse y hacer zoom para encontrar el punto, ya que las dos imágenes solo están aproximadamente corregistradas en este paso.
- En la pestaña Georreferencia, en el grupo Ajustar, haga clic en Agregar puntos de control.
Para agregar el punto de control, primero hará clic en la ubicación en la capa de origen (la foto histórica) y, a continuación, hará clic en la ubicación correspondiente en la capa de destino (la imagen de referencia). Estas ubicaciones se denominan puntos Desde y Hasta.
- En la vista de mapa, busque la ubicación del punto de control elegido en la capa de fotos históricas.
- Cuando tenga todo listo, haga clic en la ubicación para colocar el punto Desde.
Sugerencia:
Si ha tocado otro panel (por ejemplo, el panel Contenido), puede que tenga que hacer clic dos veces: una para centrarse en el mapa y otra para crear el punto Desde (origen).
Aparece un cuadrado rojo que representa el punto Desde colocado.
- Localice y haga clic en la misma ubicación en la imagen de referencia.
Sugerencia:
Para obtener una vista rápida de la capa de imagen de referencia subyacente, pulse la tecla L una vez para desactivar temporalmente la capa de fotos históricas y pulse L de nuevo para activarla.
Si no se muestra la imagen histórica, también puede recuperarla haciendo clic una vez en la tabla de puntos de control.
- Haga clic en la ubicación en la que desee colocar el punto Hasta (destino).
Ahora hay dos puntos con una cruz que representan el punto Desde (rojo) y el punto Hasta (verde). Este es su primer punto de control.
- Revise la tabla de puntos de control StateCollegeGeoref: Historical_image.tif.
El primer punto de control aparece ahora enumerado.
Nota:
Los valores exactos que aparecen en la tabla dependen de la posición actual de la imagen histórica y diferirán de la imagen de ejemplo.
Los valores Source X y Source Y representan las coordenadas del punto Desde, y los valores de X Map e Y Map representan las coordenadas del punto Hasta. Las tres últimas columnas expresan el error residual, o distancia, entre los puntos Desde y Hasta. Las columnas X residual e Y residual miden la distancia entre los dos puntos en los ejes X e Y. La columna Residual calcula la distancia en línea recta entre los dos puntos, basada en la fórmula de Pitágoras:
Raíz cuadrada(X residual2 + Y residual2)
Dado que la unidad de este mapa es el metro, todos los errores residuales se expresan en metros.
Nota:
Los valores de la tabla pueden variar en función de la posición actual de la foto histórica y de la posición exacta de los puntos de control.
Si no está conforme con el punto de control, puede eliminarlo. Seleccione la fila correspondiente en la tabla y haga clic en el botón Eliminar selección. A continuación, puede crear uno nuevo.
Creará el segundo punto de control en el extremo noroeste de la foto histórica.
- En el panel Marcadores, haga doble clic en Control point 2.
- Utilizando la imagen de ejemplo como referencia, agregue el punto Desde (foto histórica) y el punto Hasta (imagen de referencia).
- Revise la tabla de puntos de control StateCollegeGeoref: Historical_image.tif y compruebe que se ha agregado el segundo punto de control.
- Utilizando el marcador Control Point 3 y las imágenes de ejemplo como referencia, agregue un tercer punto de control en el extremo noreste de la foto histórica.
En la tabla de puntos de control StateCollegeGeoref: Historical_image.tif, se muestran tres puntos de control. Ya lo tiene todo listo para aplicar la transformación.
Aplicar una transformación
Aplicará una transformación basada en los tres puntos de control que ha creado para alinear mejor la foto histórica y la imagen de referencia.
- En la tabla de puntos de control, confirme que la transformación seleccionada sea Polinomio (Affine) de 1er orden.
Nota:
Un debate en profundidad sobre los métodos de transformación va más allá del alcance de este tutorial. Es suficiente con saber que la transformación polinómica de primer orden (también denominada transformación afín) se utiliza habitualmente para georreferenciar las imágenes porque transforma la imagen sin deformarla. Como se muestra en el diagrama siguiente, la transformación afín puede desplazar (o mover) la imagen (1), escalarla horizontalmente (2), escalarla verticalmente (3) y rotarla (4).
Las líneas rectas de la imagen de entrada seguirán representadas como líneas rectas en la imagen de salida. Los cuadrados y rectángulos de la imagen de entrada se pueden cambiar a paralelogramos con un escalado y una orientación en ángulo arbitrarios.
- En el panel Contenido, haga clic con el botón derecho en Historical_image.tif y elija Zoom a capa.
Los tres puntos de control son visibles al mismo tiempo.
- En la tabla de puntos de control, observe los valores del error residual.
Los valores residuales se basan actualmente en la georreferenciación aproximada que consiguió con las herramientas Mover, Escalar y Rotar, por lo que deberían ser bastante altos (100 metros o más).
- En la cinta, en la pestaña Georreferencia, en el grupo Ajustar, haga clic en Aplicar.
La imagen de origen se desplaza, escala y rota automáticamente para que todos los pares de puntos de control de origen y de destino coincidan.
- En la tabla de puntos de control, observe los nuevos valores del error residual.
Todos los residuales son ahora cero (0) metros. Esto se debe a que la transformación afín calcula una solución exacta basada en tres puntos de control. Aunque al principio esto pueda parecer una solución perfecta, de hecho, al desplazar, escalar y rotar, la transformación afín podría alinear perfectamente cualquier conjunto de tres puntos de control, incluso si digitaliza accidentalmente los puntos Desde o Hasta incorrectos en cualquiera de las imágenes.
Es por eso que, aunque la transformación afín se pueda aplicar a un mínimo de tres puntos, debe agregar algunos más. Con entre cuatro y seis puntos de control, la transformación afín no podrá alinear perfectamente todos los puntos automáticamente y, en su lugar, intentará alinear los puntos lo mejor posible en general, produciendo un mejor ajuste. El resultado esperado es que los errores residuales serán mayores que cero, pero seguirán siendo pequeños. Si los errores residuales son grandes, algunos de los puntos de control se crearon incorrectamente y deben revisarse y corregirse.
Nota:
Puede crear más de seis puntos de control, pero una gran cantidad de puntos no aportará mucho beneficio cuando se utilizan con la transformación afín.
Agregar más puntos de control
A continuación, agregará más puntos de control y volverá a aplicar la transformación.
- Utilizando el marcador Control point 4 y las imágenes de ejemplo, agregue un cuarto punto de control en el extremo sureste de la foto histórica.
- Utilizando el marcador Control point 5 y las imágenes de ejemplo, agregue un quinto punto de control en la parte centro-oeste de la foto histórica.
- Utilizando el marcador Control point 6 y las imágenes de ejemplo, agregue un sexto punto de control en la parte centro-este de la foto histórica.
- Revise la tabla de puntos de control.
Ahora se enumeran seis puntos de control. Los tres primeros siguen teniendo errores residuales de 0 y los últimos tres presentan errores residuales algo elevados. Aunque la transformación aplicada anteriormente era una solución exacta para los tres primeros puntos, no es una solución perfecta para los tres últimos. El desplazamiento, el escalado y la rotación que resultaban adecuados en los tres primeros puntos no son la mejor solución en otras partes de la imagen.
Aplicará de nuevo la transformación afín para optimizar la alineación de todos los puntos en general.
- En el panel Contenido, haga clic con el botón derecho en Historical_image.tif y elija Zoom a capa.
- En la cinta, en la pestaña Georreferencia, haga clic en Aplicar.
El registro de la foto histórica se ajusta ligeramente.
- Revise la tabla de puntos de control.
Ahora, los seis puntos tienen residuales pequeños que no son cero. Se calculó el mejor ajuste general, se alinearon todos los puntos de control, así como se pudo distribuir el error residual equitativamente entre todos los puntos de control. Inspeccionará algunos de estos puntos visualmente.
- Haga doble clic al principio de la primera fila del punto de control.
El mapa se acerca al punto de control seleccionado. Puede ver que los puntos Hasta y Desde ya no coinciden exactamente. Esa distancia entre los dos corresponde al error residual de ese punto de control.
- Del mismo modo, acérquese a otros puntos para examinarlos visualmente.
Debido a las limitaciones de este enfoque de georreferenciación, se espera que queden algunos errores residuales distintos de cero. A medida que evalúa la alineación en cada uno de los puntos de verificación, observe la magnitud y dirección del desplazamiento entre la foto histórica y la imagen de referencia. ¿Siempre está a la misma distancia? ¿Siempre está en la misma dirección?
Si los errores residuales parecen anormalmente grandes, por ejemplo, más de 40 metros, podría haber cometido un error al crear uno de los puntos de control.
Nota:
¿Qué es un nivel de error residual aceptable? No hay ninguna regla fija para determinar si los errores residuales son razonables o inusualmente grandes. Depende de la calidad, la escala y la resolución de las imágenes. También depende del tipo de paisaje representado en la imagen. Como verá más adelante en el tutorial, las áreas con variaciones de elevación importantes, como montañas junto a valles, dan como resultado errores residuales más elevados. En última instancia, que un nivel de error residual sea aceptable depende de lo que piense hacer con la imagen y el nivel de precisión que necesite. Con experiencia, podrá evaluar la calidad del resultado de la georreferenciación y si satisface sus necesidades de precisión.
Una forma de verificar la precisión de los puntos de control es volver a aplicar la transformación con uno de los puntos de control desactivado.
- En la tabla de puntos de control, desactive uno de los puntos.
- En la cinta, en la pestaña Georreferencia, haga clic en Aplicar.
Si los errores residuales han mejorado mucho, es posible que el punto desactivado se haya creado con defectos. En ese caso, puede eliminar el punto de la tabla y volver a crearlo. Sin embargo, si los errores residuales siguen siendo razonables en general (en este caso, menos de 40 metros), podría no ser beneficioso ajustarla aún más. Por ejemplo, un punto de control que genera un pequeño aumento de residuales puede no ser erróneo, sino que se encuentra en un área con variaciones de elevación.
- Opcionalmente, aplique la transformación a otros subconjuntos de cinco puntos activados para ver cómo se ve afectado el error residual.
- Active los seis puntos de control y vuelva a aplicar la transformación.
Este es el registro final de la imagen histórica. Guardará la información de georreferencia.
- En la cinta, en la pestaña Georreferencia, en el grupo Guardar, haga clic en Guardar.
Al guardar la imagen, la información de georreferenciación se escribe en el disco. La información incluye el sistema de coordenadas y la transformación aplicadas, junto con todos los puntos de control. Define cómo se debe desplazar, escalar y rotar la imagen para que aparezca exactamente como aparece en el mapa. Las imágenes con esta información se georreferencian al vuelo en ArcGIS Pro. La imagen histórica ahora se puede agregar a cualquier proyecto SIG y aparecerá en el mapa ubicada en esa misma posición.
Nota:
En la mayoría de los casos, se recomienda utilizar Guardar. Las ventajas de este método son que se requieren muy pocos datos para aplicar la georreferenciación y que no cambia la imagen original.
Guardar como nuevo (en lugar de Guardar) crea una nueva imagen que quedará transformada de forma permanente. En lugar de registrar solo los parámetros de transformación, remuestreará la imagen. Esta transformación permanente puede ser útil en algunos casos, pero requiere más espacio en disco para almacenar la nueva imagen, y no se puede deshacer. Encontrará más información en Información general sobre georreferenciación.
El proceso de georreferenciación se ha completado.
- En la pestaña Georreferencia, en el grupo Cerrar, haga clic en Cerrar georreferencia.
La pestaña Georreferencia, la tabla de puntos de control y los puntos de control desaparecen.
- En la Barra de herramientas de acceso rápido, haga clic en el botón Guardar proyecto.
Nota:
Si aparece un mensaje que indica que el proyecto se ha creado con una versión anterior de ArcGIS Pro, haga clic en Sí. Si lo desea, puede utilizar la herramienta Recortar ráster para recortar la imagen histórica a su área de interés y eliminar el borde oscuro de la foto original.
Revisará cómo se representa la imagen histórica en el disco.
- En el Explorador de Windows, vaya a la carpeta StateCollegeGeoreferencing y expanda la carpeta Imágenes.
Originalmente, solo tenía el archivo de imagen principal, Historical_image.tif. Al trabajar con la imagen en ArcGIS Pro, se agregaron archivos auxiliares:
- Historical_image.tif.aux.xml contiene las estadísticas de imagen, el sistema de coordenadas (NAD 1983 UTM Zone 18N) y otra información útil.
- Historical_image.tfwx (o archivo de georreferenciación) contiene la información de georreferenciación.
Sugerencia:
Historical_image.tif también contiene la información de georreferenciación integrada como etiquetas GeoTIFF. Otros paquetes de software pueden leer el archivo de georreferenciación o las etiquetas GeoTIFF.
Más información sobre el registro y la ortorrectificación
En este flujo de trabajo, ha georreferenciado la foto histórica con técnicas de registro. Es una forma relativamente rápida y cómoda de preparar las imágenes para su uso en un sistema SIG. Sin embargo, este enfoque no puede ir más allá de cierto nivel de precisión.
Cuando se toma una foto aérea, la inclinación de la cámara en el plano con respecto al suelo, y los efectos del propio terreno en la fotografía, provocan variaciones de escala y distorsiones dentro de la foto que no se pueden corregir desplazando, escalando y rotando.
Examinará un área en la que dichas variaciones son visibles.
- En la cinta, en la pestaña Mapa, haga clic en Marcadores y seleccione el marcador Elevation variation.
En el lado este, esta extensión abarca parte del Monte Nittany, que se halla a una elevación significativamente mayor que el resto de su entorno. Esto puede verse en la siguiente imagen que muestra el terreno de esa zona:
Tales diferencias en la elevación provocan distorsiones en la foto histórica.
- En el panel Contenido, confirme que Historical_image.tif esté seleccionado.
- En la cinta, haga clic en la pestaña Capa ráster. Haga clic en Swipe.
- En el mapa, use la herramienta Swipe para comparar la alineación de la llanura más baja y el monte más alto.
El registro de imágenes que ha obtenido es más preciso en la llanura que en el monte más alto. La siguiente imagen sugiere algunos ejemplos interesantes. El centro de la ciudad con menor elevación de Lemont (1) debería mostrar las calles estrechamente alineadas. En cambio, en el Monte Nittany, por su mayor elevación, la carretera (2) y la cima de la montaña (3) deberían estar significativamente peor alineadas.
Para eliminar dichas distorsiones, debe utilizar un flujo de trabajo fotogramétrico más avanzado que incluya técnicas de ortorrectificación. Este flujo de trabajo utilizaría una capa de modelo de terreno, que proporciona información de elevación, para rectificar las distorsiones de la imagen. El resultado final sería una imagen ortorrectificada de mayor precisión, u ortofoto.
Nota:
Más información sobre la fotogrametría y la representación cartográfica de ortofotos.
El nivel de precisión que obtiene con las técnicas de solo registro es suficiente cuando desea examinar visualmente fotos históricas y compararlas con otras capas de datos para comprender de modo general cómo ha cambiado el área con el tiempo. Si, en su lugar, desea utilizar las imágenes en un flujo de trabajo de análisis del cambio de alta precisión que incluya la comparación de bordes de carreteras o cambios en la cobertura de suelo, es necesario el enfoque de ortorrectificación.
- Cuando termine de revisar las imágenes, haga clic en la pestaña Mapa. Haga clic en Explorar.
- En el panel Contenido, haga clic con el botón derecho en Historical_image.tif y elija Zoom a capa.
- Guarde el proyecto.
En este tutorial, ha georreferenciado una imagen histórica con un enfoque de registro. En primer lugar, ha agregado al mapa una imagen histórica sin sistema de coordenadas y la ha ajustado aproximadamente a la visualización. A continuación, ha creado puntos de control, aplicado una transformación para colocar la imagen con más precisión y guardado en disco la información de georreferencia generada. Finalmente, ha aprendido la diferencia entre ese enfoque y técnicas de ortorrectificación más avanzadas.
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