Crear una capa de imágenes alojada y extraer entidades de las imágenes
Para identificar infraestructuras vulnerables a riesgos naturales, como corrimientos de tierra, primero debe conocer las ubicaciones de las infraestructuras. Tras haber obtenido imágenes aéreas de una parte de Granada, creará una capa de imágenes en línea alojada en la nube de ArcGIS Online. A continuación, utilizará las funcionalidades de análisis de aprendizaje profundo de ArcGIS Online para extraer automáticamente las huellas de edificios de la capa de imágenes.
Descargar datos y crear una capa de imágenes en teselas
En primer lugar, descargará un archivo comprimido que contiene las imágenes aéreas, para que las tenga en su equipo local.
- Descargue el archivo Grenada_TIFF_files.zip.
- Busque el archivo Grenada_TIFF_files.zip descargado en su equipo.
Nota:
La mayoría de los navegadores web descargan archivos de manera predeterminada en la carpeta Descargas del equipo.
- Haga clic en el botón derecho en el archivo Grenada_TIFF_files.zip y descomprímalo en una ubicación de su equipo, por ejemplo, en la unidad C.
- Abra la carpeta extraída Grenada_TIFF_files para inspeccionarla.
La carpeta contiene 16 imágenes TIFF junto con sus archivos auxiliares. Juntos representan la extensión de Granada que desea analizar.
Ahora que ya ha descargado las imágenes en su equipo, ya tiene todo listo para iniciar el flujo de trabajo propiamente dicho.
Crear capas de imágenes en teselas en línea
Dado que desea realizar este flujo de trabajo de análisis en la nube, cargará las 16 imágenes en ArcGIS Online y las reunirá en una única capa de imágenes alojada.
- Inicie sesión en su cuenta de la organización de ArcGIS.
Nota:
Si no tiene una cuenta de organización, consulte las opciones de acceso a software.
- En la cinta superior, haga clic en Contenido.
- Haga clic en Nuevo elemento.
- En la ventana Nuevo elemento, haga clic en Capa de imágenes.
Se abre la página Crear capas de imágenes.
Nota:
Si no ve la opción Capa de imágenes en el menú nuevo elemento, es posible que no tenga el tipo de usuario (Professional o Professional Plus) o el privilegio de alojamiento de imágenes.
- En la pestaña Paso 1 - Primeros pasos, asegúrese de que Capa de imágenes en teselas esté activada.
El tipo Capa de imágenes en teselas está optimizado para el procesamiento y el análisis distribuidos en la nube. Le servirá para su análisis.
Nota:
Para obtener más información sobre los distintos tipos de capas de imágenes en línea compatibles con ArcGIS Online, consulte Su guía para compartir imágenes y datos ráster.
- Haga clic en Siguiente. En la pestaña Paso 2 - Configurar capa, en Elija una configuración de capa basada en sus imágenes, elija Una imagen en mosaico.
Esta opción le permite reunir las 16 imágenes en una sola capa que cubrirá toda su área de interés.
- Haga clic en Siguiente. En la pestaña Paso 3 – Definir imágenes, en Elija el tipo de ráster que mejor describa sus imágenes, deje el parámetro definido como Dataset ráster.
- En Seleccionar imágenes de entrada, haga clic en Examinar.
- En la ventana Abrir, vaya a la carpeta Grenada_TIFF_files descargada. Pulse Ctrl+A para seleccionar los 64 archivos que aparecen y haga clic en Abrir.
Los archivos de imagen comienzan a cargarse. Puede supervisar el progreso en la columna Estado de carga.
- Cuando todos los archivos se muestren como cargados al 100%, haga clic en Siguiente.
- En el Paso 4 - Establecer detalles del elemento, en Título, escriba Grenada_aerial_imagery seguido de sus iniciales.
Nota:
Al crear una capa de imágenes o clases de entidad en ArcGIS Online, debe asegurarse de que su nombre sea único en toda su organización. Una forma de hacerlo es agregar sus iniciales al final de cada capa que cree. Por ejemplo, si su nombre es Jane Smith, el nombre de la capa sería Grenada_aerial_imagery_JS.
- Introduzca el resto de información sobre las imágenes:
- En Etiquetas, escriba Granada.
- En Resumen, escriba Imágenes aéreas de la isla de Granada.
- En Guardar en carpeta, acepte la ubicación predeterminada o elija la carpeta que elija en su cuenta de ArcGIS Online.
- Haga clic en Crear.
Comienza el proceso para crear su capa de imágenes alojada. Tras unos minutos, aparece la página de detalles del elemento de la nueva capa. A partir de 16 imágenes TIFF, ha creado una única capa de imágenes alojada en teselas en la nube de ArcGIS Online. Ahora abrirá la capa en un mapa web y la inspeccionará visualmente.
- En la página de detalles del elemento de la capa de imágenes, haga clic en Abrir en Map Viewer.
La capa de imágenes aparece en un nuevo mapa.
- Acérquese y desplácese por el mapa para inspeccionar más de cerca las ubicaciones de los edificios.
En esta parte de Granda hay cientos de edificios. Podría trazar manualmente cada edificio y almacenar las huellas como entidades de una capa de entidades, pero resultaría tedioso y lento. En su lugar, utilizará el aprendizaje profundo para extraer huellas de edificios de forma automática.
Extraer huellas de edificios con aprendizaje profundo
Los modelos de aprendizaje profundo pueden clasificar o detectar entidades en imágenes de forma eficaz. Crear y entrenar su propio modelo o perfeccionar un modelo preentrenado existente es una tarea avanzada. El aspecto más difícil y largo de utilizar el aprendizaje profundo es crear una serie de muestras de entrenamiento para enseñar a un modelo a reconocer el tipo específico de información que le interesa.
Como alternativa, puede utilizar un modelo existente entrenado para usted. ArcGIS Living Atlas of the World ofrece una biblioteca cada vez mayor de modelos de aprendizaje profundo preentrenados. Con estos modelos, puede empezar a usar inmediatamente la inteligencia artificial para extraer información y descubrir nuevas perspectivas de sus imágenes. A continuación, usará un modelo preentrenado de ArcGIS Living Atlas para detectar huellas de edificios en su capa de imágenes.
- En la barra de herramientas Configuración (clara), haga clic en Análisis.
- En el panel Análisis, haga clic en Herramientas.
- En el panel Herramientas, haga clic en la sección Utilizar aprendizaje profundo y en la herramienta Detectar objetos con aprendizaje profundo.
Aparece el panel de la herramienta Detectar objetos con aprendizaje profundo.
Nota:
Si no ve la sección Utilizar aprendizaje profundo en el panel Herramientas, es posible que no disponga del tipo de usuario (Professional o Professional Plus) o del privilegio de alojamiento de imágenes.
- En Capa de entrada, establezca los siguientes valores de parámetros:
- En Capa de imágenes o capa de entidades de entrada, haga clic en Capa y elija Grenada_aerial_imagery.
- En Modo de procesamiento, asegúrese de que Procesar como imagen en mosaico esté seleccionado.
Sugerencia:
Puede obtener más información sobre cada parámetro apuntando al botón i situado junto a él o consultando la documentación de Detectar objetos con aprendizaje profundo.
- En Configuración del modelo, en Modelo para la detección de objetos, haga clic en Seleccionar modelo.
- En la ventana Seleccionar elemento, haga clic en Mi contenido y elija Living Atlas.
Aparece una lista de modelos de aprendizaje profundo preentrenados administrados por ArcGIS Living Atlas.
- En el cuadro de búsqueda, escriba Extracción de huellas de edificios.
- En la lista de resultados, seleccione Building Footprint Extraction - USA y haga clic en Confirmar.
Una vez que selecciona el modelo de aprendizaje profundo, los argumentos del modelo se cargan automáticamente en el panel de la herramienta.
- En Argumentos de modelo, en Umbral, escriba 0.6.
Los objetos detectados solo se agregarán al dataset de salida si el nivel de confianza es mayor o igual que el valor de umbral. El valor de umbral óptimo puede encontrarse mediante el método de prueba y error.
- En Capa de resultados, en Nombre de capa de resultados, escriba Edificios_de_Granada seguido de sus iniciales.
La herramienta está lista para ejecutarse. Cada análisis que realiza en ArcGIS Online supone un coste en créditos por usar los recursos de Esri para procesar sus datos. Puede determinar cuántos créditos consumirá una herramienta antes de ejecutarla. Una vez ejecutado el análisis, los créditos se deducirán de los créditos disponibles de su organización.
- Haga clic en Estimar créditos.
Al cabo de unos instantes, aparecerá el número de créditos que costará ejecutar la herramienta con sus datos: 10,63.
Nota:
El coste de ejecutar una herramienta de análisis en ArcGIS Online depende de la complejidad del análisis y el número de píxeles que se procesarán. Puede reducir el coste ejecutando la herramienta sobre una extensión más pequeña: en el mapa, acérquese a un área de interés y, a continuación, en el panel de la herramienta, expanda la sección Configuración del entorno y, en Extensión de procesamiento, elija Extensión de visualización.
- En la parte inferior del panel de la herramienta, haga clic en el botón Ejecutar.
Al cabo de unos instantes, una ventana emergente indica que el proceso se ha enviado. La herramienta puede tardar de 10 a 15 minutos en ejecutarse.
- En la ventana emergente, haga clic en Ver estado.
Aparece la pestaña Historial, que indica que el proceso se está ejecutando en ese momento.
Sugerencia:
También puede acceder a la pestaña Historial haciendo clic en el botón Historial del panel de la herramienta Detectar objetos con aprendizaje profundo.
Cuando el proceso finaliza, el mensaje de estado se actualiza para indicarlo.
Nota:
Puede hacer clic en el mensaje de estado para visualizar más información sobre el proceso.
La capa de resultados, Edificios de Granada - ObjectsDetected, aparece enumerada en el panel Capas.
También aparece en el mapa. Es una capa de entidades en la que cada polígono representa un edificio.
- Acerque el mapa e inspeccione los resultados del análisis.
- En el panel Capas, junto a la capa Edificios de Granada - ObjectsDetected, active y desactive el botón Visibilidad.
En el mapa, puede comparar los edificios en las imágenes y los edificios que se detectaron mediante aprendizaje profundo.
Solo imágenes (izquierda) y edificios detectados (derecha). Puede observar que el modelo ha detectado de forma correcta prácticamente todos los edificios de las imágenes.
Hasta ahora, en este flujo de trabajo, ha creado una capa de imágenes en línea compuesta por 16 imágenes individuales unidas en mosaico. Después, ha utilizado las funcionalidades de análisis de aprendizaje profundo en ArcGIS Online y un modelo preentrenado de ArcGIS Living Atlas para extraer automáticamente las huellas de edificios de esa capa.
Ahora que tiene los edificios como una capa de entidades, puede utilizarla para muchos tipos de operaciones. En el resto de este tutorial, la utilizará para comprender mejor cómo podrían afectar los posibles corrimientos de tierra a las estructuras de los edificios del área.
Realizar un análisis de susceptibilidad de corrimiento de tierra
Ahora que conoce las ubicaciones de los edificios, debe identificar las áreas de Granada que son propensas a corrimientos de tierra. En este análisis utilizará cuatro capas ráster y les aplicará varias funciones ráster reunidas en una sola plantilla de funciones ráster. Por último, comparará la capa de resultados de susceptibilidad al corrimiento de tierras con la capa de edificios extraídos para identificar las estructuras que están más en riesgo.
Abrir el mapa web y explorar las capas de análisis
Para analizar la susceptibilidad al corrimiento de tierras, utilizará como entrada cuatro capas ráster. Cada una representa un factor importante en la evaluación del riesgo de corrimiento de tierras:
- Tipo de suelo: las áreas con tipos concretos de arcilla están más expuestas al riesgo de corrimiento de tierras.
- Elevación: las áreas con pendientes más pronunciadas están más en riesgo.
- Distancia desde ríos: las áreas más próximas a ríos están más en riesgo.
- Uso del suelo: las áreas con carreteras, edificios y vegetación artificial están más en riesgo; las áreas forestales están menos expuestas a riesgos.
Ahora explorará las cuatro capas ráster que se reunieron para usted en un mapa web compartido. Primero, abrirá el mapa.
- En una nueva pestaña de su navegador web, abra la página de detalles del elemento del mapa web de análisis de corrimiento de tierras de Granada.
- En la página de detalles del elemento, si es necesario, inicie sesión con su cuenta de organización de ArcGIS.
- Haga clic en Abrir en Map Viewer.
El mapa web aparece y muestra la isla de Granada. En este momento, no se muestra ninguna capa aparte del mapa base topográfico porque están desactivadas.
Este mapa está alojado en otra organización de ArcGIS Online y no le pertenece. Antes de continuar con el análisis, guardará una copia del mapa web en su propia cuenta.
- En la barra de herramientas Contenido (oscura), haga clic en Guardar y abrir y seleccione Guardar como.
- En la ventana Guardar mapa, acepte los valores predeterminados y haga clic en Guardar.
El mapa que ve ahora es su propia copia guardada en su cuenta de ArcGIS Online. Ahora examinará las cuatro capas ráster que representan importantes factores de riesgo de corrimiento de tierras.
- En la barra de herramientas Contenido, haga clic en Capas.
- En el panel Capas, junto a la capa Land use, active el botón Visibilidad.
Aparece la capa en el mapa.
- En la barra de herramientas Contenido, haga clic en Leyenda.
Aparece la leyenda de la capa Land use.
Sugerencia:
El panel Leyenda muestra solo la información de la leyenda de las capas visibles actualmente en el mapa.
- Examine la capa Land use en el mapa, junto con la leyenda del panel Contenido. Acerque y desplácese para entender mejor la información contenida en la capa.
- Cuando haya terminado de examinar, en el panel Contenido, haga clic en Capas.
- Desactive la visibilidad de Land use y active la visibilidad de Distance to rivers.
- Examine la capa Distance to rivers. Del mismo modo, examine las capas Elevation y Soil types, y consulte sus leyendas si es necesario.
Nota:
Los valores de Distance to rivers se expresan en metros y muestran las distancias al río más cercano.
Los valores de Elevation también se expresan en metros e indican la elevación sobre el nivel del mar.
Cuatro capas ráster: (A) Uso del suelo, (B) Distancia a ríos, (C) Elevación, (D) Tipos de suelo.
A continuación, utilizará estas capas como entrada en su análisis de susceptibilidad al corrimiento de tierras.
Crear una capa de susceptibilidad con una plantilla de función ráster
Realizará el análisis de susceptibilidad mediante el uso de las cuatro capas ráster como entrada. Les aplicará varias funciones ráster reunidas (o encadenadas) en una sola plantilla de funciones ráster (RFT). Utilizará una RFT preexistente que se compartió en ArcGIS Online. Primero, buscará la RFT y examinará su contenido.
- En la barra de herramientas Configuración, haga clic en Análisis.
- En el panel Análisis, haga clic en Funciones ráster.
Nota:
Si no ve Función ráster en el panel Herramientas, es posible que no tenga el tipo de usuario (Professional o Professional Plus) o los privilegios de alojamiento y análisis de imágenes.
- En la parte superior del panel Funciones ráster, haga clic en Abrir plantilla de funciones ráster.
- En la ventana Examinar plantillas de funciones ráster, haga clic en Mi contenido y elija ArcGIS Online.
Buscará su RFT de interés en ArcGIS Online.
- En el cuadro de búsqueda, escriba Landslide Susceptibility Grenada owner:Learn_ArcGIS. En la lista de resultados, en Landslide Susceptibility Grenada, haga clic en Más detalles.
Aparece un panel lateral que muestra más información sobre la RFT.
- En la parte inferior del panel lateral, haga clic en Ver detalles.
La página del elemento de la RFT aparece en una nueva pestaña de su navegador web.
- En la página de detalles del elemento, si es necesario, inicie sesión con su cuenta de organización de ArcGIS.
Para revisar el contenido de la RFT, la abrirá en el editor de funciones ráster.
- Haga clic en Abrir en Editor de funciones ráster.
Tras unos instantes, en la ventana Editor de funciones ráster, la RFT aparece y muestra todos los elementos que contiene encadenados.
Los cuatro elementos verdes de la RFT representan las cuatro entradas ráster que deberá proporcionar cuando ejecute la RFT. Cada elemento amarillo representa una función ráster. El proceso es como sigue:
- En primer lugar, algunos rásteres se procesan previamente; por ejemplo, el ráster Elevación se transforma en un ráster de pendiente en el que cada celda identifica la inclinación del terreno en su ubicación concreta (función Pendiente).
- Luego se procesa cada ráster de tal forma que el valor original de cada celda se transforma en un valor de 1 a 10, donde 10 representa el riesgo de corrimiento de tierras más alto y 1 representa el riesgo menor (función Reasignar o Calculadora).
- Las cuatro capas de resultados se combinan (Suma ponderada) y transforman en un ráster de salida en el que cada celda contiene un valor de 1 a 5 que presenta la puntuación general de susceptibilidad al corrimiento de tierras (Reasignar: clasificar resultados).
- Por último, se adjuntan etiquetas a los valores numéricos de 1 a 5 para representar 5 clases de riesgo (Muy bajo, Bajo, Moderado, Alto y Muy alto) y se representan simbólicamente con un esquema de color pertinente (Tabla de atributos).
- Si lo desea, haga doble clic en algunas funciones ráster de la RFT para ver cómo se configuran.
Nota:
Opcionalmente, puede hacer clic en el botón Guardar como para crear su propia copia de esta RFT y editarla en el editor de funciones ráster. Sin embargo, en este tutorial, se limitará a aplicar la RFT existente a sus datos sin modificarla.
- Cuando termine de revisar, vuelva a la pestaña del navegador web que contiene su mapa web de análisis de corrimiento de tierras de Granada con la ventana Examinar plantillas de funciones ráster desplegada.
Ahora aplicará la RFT a sus datos.
- En la ventana Examinar plantillas de funciones ráster, seleccione Landslide Susceptibility Grenada y haga clic en Confirmar.
Tras unos instantes, la RFT aparece como una herramienta en el lateral de su mapa, con una lista de sus parámetros obligatorios.
- En el panel Landslide Susceptibility Grenada, elija los siguientes valores de parámetros de entrada:
- En Distance to rivers, elija Distance to rivers.
- En Land Use, elija Land use.
- En Elevation, elija Elevation.
- En Soil Types, elija Soil types.
- En Capa de resultados, en Nombre de salida, escriba Susceptibilidad al corrimiento de tierras seguido de sus iniciales.
- En Tipo de resultado, compruebe que esté definido como Capa de imágenes en teselas.
- Haga clic en Estimar créditos.
Al cabo de unos instantes, aparece el número de créditos estimado que costará ejecutar la herramienta con sus datos: 1,46.
- Haga clic en Ejecutar.
Al cabo de tres o cuatro minutos, aparece la capa de resultados.
- En el panel Capas, asegúrese de que todas las capas tienen su Visibilidad desactivada excepto la capa de resultados Susceptibilidad al corrimiento de tierras.
- En la barra de herramientas Contenido, haga clic en Leyenda para ver la simbología de colores de las cinco clases de Susceptibilidad al corrimiento de tierras.
- Acérquese y desplácese para explorar la capa de resultados.
Las áreas rojas son las más susceptibles a los corrimientos de tierras y las verdes, las menos susceptibles.
En esta sección, ha examinado una plantilla de funciones ráster y la ha ejecutado para crear una capa ráster de susceptibilidad al corrimiento de tierras.
Agregar huellas de edificios y comparar capas
Ahora comparará visualmente las huellas de los edificios que ha extraído antes con la capa de susceptibilidad al corrimiento de tierras con el objetivo de identificar las estructuras en riesgo. Primero agregará la capa de huellas de edificios al mapa actual.
- Si es necesario, en la barra de herramientas Contenido, haga clic en Capas. En el panel Capas, haga clic en Agregar.
- En el panel Agregar capa, asegúrese de que Mi contenido esté seleccionado y localice Grenada_buildings en la lista. En la capa Grenada_buildings, haga clic en Agregar.
Aparece la capa en el mapa. Para verla mejor, se acercará a ella.
- Junto a Agregar capa, haga clic en el botón Atrás para volver al panel Capas.
- En la capa Grenada_buildings, haga clic en el botón Opciones y elija Acercar a.
El mapa se acerca al área donde ha extraído los edificios mediante el modelo de aprendizaje profundo.
Nota:
Para garantizar la brevedad de este tutorial, solo extrae las huellas de edificios de una parte de la isla. En una situación real, podría elegir extraer las huellas de edificios de toda la isla.
- Aplique zoom y desplazamiento al mapa para identificar los edificios que están en áreas de alto riesgo (representadas en rojo o naranja).
Parece que la mayoría de los edificios de Granada están en zonas de bajo riesgo. Sin embargo, algunos edificios se encuentran en zonas de riesgo (naranja). Ahora guardará su mapa.
- En la barra de herramientas Contenido, haga clic en Guardar y abrir y seleccione Guardar.
Como posibles pasos siguientes, en la barra de herramientas Contenido, podría hacer clic en Compartir mapa y compartir su mapa web con sus compañeros y la comunidad. También puede recuperar las capas resultantes de su análisis en cualquier momento iniciando sesión en su cuenta de organización de ArcGIS y haciendo clic en Contenido. Podría reutilizar estas capas de muchas maneras.
Nota:
Por ejemplo, podría mostrarlas en una escena web en 3D. Observe que, en esa escena de ejemplo, los edificios se muestran como objetos 3D porque a las huellas de los edificios 2D se les ha aplicado una extrusión de 10 metros. Puede obtener más información sobre los flujos de trabajo de escenas 3D en el tutorial Crear una escena.
En este tutorial, ha utilizado imágenes y otros tipos de datos de ráster para estudiar estructuras en riesgo de corrimiento de tierras de la isla de Granada. Primero, ha cargado 16 imágenes aéreas TIFF en ArcGIS Online y las ha reunido en una capa de imágenes en teselas. Después, ha accedido a un modelo de aprendizaje profundo preentrenado en ArcGIS Living Atlas y lo ha utilizado para extraer las huellas de edificios de la capa de imágenes. A continuación, ha utilizado una plantilla de función ráster existente para realizar un análisis de ráster y clasificar el paisaje de acuerdo con la susceptibilidad a corrimientos de tierra. Por último, ha comparado la capa de susceptibilidad al corrimiento de tierras y ha extraído huellas de edificios para visualizar las estructuras en riesgo. El mapa web resultante puede compartirse ahora con sus compañeros y la comunidad.
Encontrará más tutoriales en la galería de tutoriales.