Introducción al análisis del espacio de imagen
Disponible con licencia de Image Analyst.
Cuando un sensor capta una toma y forma una imagen, captura la escena en geometría de perspectiva. En consecuencia, esa imagen 2D específica muestra una cartografía propia y única del mundo 3D. En imágenes de teledetección, esta geometría se describe en un modelo de sensor que acompaña a la imagen en los metadatos. El modo de perspectiva de la pantalla de vista de mapa ofrece la capacidad de mostrar imágenes oblicuas en un sistema de coordenadas de imagen llamado espacio de imagen, en lugar de en un sistema de coordenadas de mapa, para permitir una interpretación de imágenes más intuitiva. Esto simplifica la transformación entre el sistema de coordenadas de imagen (ICS) y el sistema de coordenadas de mapa para visualizar, interpretar, recopilar y editar datos de entidades SIG en las imágenes de perspectiva.
Capacidades de análisis del espacio de imagen
Estos son algunas de las razones por las que utilizar un ICS en el espacio de imagen es especialmente útil para el analista de imágenes:
La imagen oblicua y en perspectiva se muestra en su orientación natural y favorece la interpretación intuitiva de la imagen.
La imagen no se remuestrea, por lo que conserva su claridad original y está libre de distorsiones.
Proporciona una transformación completa de coordenadas entre la imagen y el suelo. De este modo, cualquier información geográfica que desee mostrar en el espacio de la imagen se transforma al ICS se superpone cuidadosamente sobre la imagen y se simboliza con normalidad.
Cualquier otra imagen introducida en el marco de visualización del espacio de imagen también se transforma en la imagen enfocada mostrada en ICS.
Las entidades y objetos pueden localizarse y medirse con precisión en el espacio de imagen, con los resultados expresados en las unidades elegidas.
Las entidades pueden crearse y editarse en el espacio de imagen utilizando herramientas estándar de creación y edición, y guardarse en una geodatabase dentro del sistema de coordenadas cartográficas elegido.
Uso de imágenes en modo perspectiva
A menudo se capturan imágenes en ángulos significativos, lo que se conoce como "imágenes oblicuas". Resulta útil para obtener información sobre entidades tales como fachadas de edificios y otras infraestructuras que no se pueden obtener a partir de imágenes verticales. A menudo, las imágenes de satélite se capturan en ángulos superiores a 15 grados fuera del nadir, como las imágenes aéreas y de drones.
El tipo más común de análisis de imágenes oblicuas es la interpretación manual de imágenes. La cognición humana es muy eficaz en la interpretación visual de las imágenes. Esto incluye no solo la evaluación del contenido de las imágenes, sino también el significado y las relaciones de dicho contenido, así como el reconocimiento de patrones espaciales, la detección de cambios y la tasa de cambio en aplicaciones de monitorización. Las imágenes oblicuas son especialmente útiles para el reconocimiento, la vigilancia y la conciencia situacional en aplicaciones diversas como la gestión y la respuesta ante emergencias.
La visualización de cualquier tipo de imagen en un sistema de coordenadas basado en mapas, llamado espacio de mapa, tiene un cierto grado de distorsión inherente, ya que las imágenes se estiran y retuercen para ajustarse con precisión a un mapa plano en 2D. Las imágenes para fines cartográficos se recopilan específicamente para su visualización en un contexto cartográfico. Las imágenes se recogen en vertical para que la cantidad de distorsión sea mínima, y las técnicas de ortorectificación las corrigen para que se alineen más con el mapa. Sin embargo, en las imágenes oblicuas, las distorsiones pueden ser graves, lo que dificultaría la interpretación de la imagen. ArcGIS Image Analyst le permite trabajar con imágenes oblicuas en su geometría nativa en lugar de en el espacio de mapa. Las imágenes no proyectadas vistas en la orientación en la que fueron recogidas se muestran en el espacio cartográfico en la vista del mapa. Mostrar imágenes en el espacio cartográfico le permite trabajar con ellas de forma más natural y aportar datos GIS y cartográficos a la imagen.
En un espacio de mapa, las imágenes suelen mostrarse con el norte orientado hacia arriba en la parte superior de la pantalla. Dado que las imágenes oblicuas se recogen desde diferentes ángulos de visión, mostrarlas en un espacio de mapa con el norte orientado hacia arriba hace que parezca que los edificios y otras entidades del terreno se inclinan de forma confusa en diversos ángulos, lo que dificulta la interpretación de las imágenes oblicuas.
La siguiente imagen satelital muestra una imagen oblicua mostrada en el espacio de mapa tradicional, con el norte hacia arriba y la imagen ortorectificada sobre la marcha para registrarse correctamente en el mapa base.
Observe cómo los edificios de la imagen se inclinan hacia el noreste, dificultando la interpretación de la imagen.
La siguiente imagen satelital muestra la imagen oblicua en el espacio de imagen, sin distorsión y girada, con los edificios mostrados en vertical en una orientación más natural.
La imagen oblicua mostrada en el modo espacio de imagen es inherentemente más intuitiva para la interpretación de imágenes.
Puede trabajar con cualquier conjunto de datos ráster compatible que tenga los metadatos básicos requeridos. Los metadatos requeridos incluyen archivos de modelo de sensor (por ejemplo, [RPC] [Coeficiente Polinomial Racional], el modelo de cámara de fotogramas, etc.) habitualmente asociados a imágenes satelitales o imágenes aéreas ajustadas por bloques en un dataset de mosaico. La información de la plataforma de imagen en el momento de la adquisición, como la posición x, y, z, el azimut y la elevación para datos satelitales, así como la orientación exterior para imágenes aéreas, junto con el tamaño de los píxeles, se utilizan para orientar correctamente la imagen en ICS. Desde el panel Contenido, active el enfoque de para la imagen con la que desee trabajar, y esta se mostrará en modo perspectiva en la vista de mapa según el ICS.
Activación del análisis en modo perspectiva para sus imágenes
Los sistemas tradicionales de proyección de mapa incluyen sistemas de coordenadas geográficas y sistemas de coordenadas proyectadas. Estos sistemas de coordenadas 2D son sistemas de referencia utilizados para representar las ubicaciones de imágenes y entidades geográficas dentro de un marco geográfico común. La base del espacio de imagen es un tercer sistema de referencia llamado sistema de coordenadas de imagen (ICS).
Los sistemas de coordenadas geográficas (GCS) y los sistemas de coordenadas proyectados (PCS) son transformadas cartográficas en 2D, mientras que el ICS es una transformación 3D completa. Funciona para las imágenes, pero también para todos los demás datos del SIG. El sistema de coordenadas de imagen transforma de forma fluida las imágenes y datos SIG del espacio de imagen de columnas y filas al espacio de mapa de forma bidireccional.
Con la visualización del mapa en modo perspectiva, el ICS se define por la imagen enfocada, que es la imagen activa en la pantalla. La imagen puede cambiarse dinámicamente del modo espacio de mapa al modo espacio de imagen con un solo clic del ratón.
Pantalla integrada
Cuando su imagen se muestra en modo perspectiva con los edificios alineados verticalmente, los metadatos importantes sobre la imagen se muestran en una pantalla integrada. Esta información incluye el nombre del archivo y los datos más relevantes para la interpretación de la imagen como la calidad de la imagen, el ángulo de oblicuidad, la fecha y hora de adquisición y campos calculados como la hora local de adquisición y el lapso de tiempo desde la adquisición. La pantalla integrada está diseñada para minimizar la necesidad de volver a la cinta para acceder a la información más habitual al analizar y explotar una imagen. De esta manera podrá ver metadatos esenciales para cada imagen oblicua que visualice, lo cual es útil al trabajar con varias imágenes, p. ej. en una serie temporal.
Puede elegir qué tipo de metadatos incluir en su pantalla integrada. La pantalla integrada también puede minimizarse para maximizar el área de visualización de la imagen.
Recopilación de entidades en el espacio de imagen
Las imágenes oblicuas favorecen la interpretación de imágenes, y las entidades pueden recopilarse utilizando la función estándar de creación y edición de entidades de ArcGIS Pro. Las entidades y objetos se recopilan manualmente en el ICS y se transforman automáticamente a su sistema de proyección de mapas preferido. Además, las capas SIG existentes en su proyección de mapa pueden superponerse correctamente sobre la imagen en ICS, actualizarse y guardarse. Utilice un DEM para posicionar su imagen con mayor precisión y recopilar sus datos de entidades en 3D. Los datos de entidades se guardan en una geodatabase o como un archivo shapefile.
Resumen
La gama de capacidades disponibles en la visualización en espacio de imagen permite a los analistas de imágenes interpretar y recopilar información eficazmente a partir de imágenes oblicuas. El ICS facilita las transformaciones bidireccionales entre el espacio de imagen en modo de perspectiva y el espacio de mapa, lo que permite a los analistas recopilar y analizar datos en cualquiera de los dos modos. La funcionalidad estándar de medición de imágenes y de creación y edición de entidades es compatible con el modo perspectiva, lo que le permite trabajar de forma eficiente y eficaz en entornos operativos.