Sesión de Laboratorio 2

Transcripción

1 Sesión de Laboratorio 2 Digitalización de mapas Introducción. A continuación se describe el procedimiento básico para la digitalización de mapas en el laboratorio de Geoinformática (Cartografía). Siga cada uno de los pasos proporcionados, así como los puntos de recomendación. La digitalización es el proceso de convertir los objetos y rasgos que aparecen en un mapa impreso (papel o algún otro material) a un formato digital. Para realizar este proceso es necesario contar con una tableta digitalizadora conectada a una computadora. Como usted sabe la información (curvas de nivel, cuencas y arroyos, etc.) trazada en el mapa tiene ciertas coordenadas, éstas dependerán del sistema cartográfico empleado para la elaboración del mapa. Por lo general los mapas editados por INEGI presentan los dos sistemas de coordenados: geográficas (latitud y longitud) y de la proyección Transversa de Mercator (UTM, Eastings [Este] y Northings [Norte]). Las coordenadas geográficas o UTM de cada uno de los elementos presentes en los mapas son transferidos automáticamente a través de la digitalización y serán almacenados en forma digital. Objetivos. Preparar la tableta digitalizadora. Preparar su mapa a digitalizar. Registrar su mapa. Digitalizar rasgos (cuencas, arroyos, sitios, carreteras, etc). Exportar datos espaciales a ArcView Antes de digitalizar: Antes de iniciar su digitalización proceda con los siguientes pasos, que son fundamentales para que exista una buena comunicación entre la tableta y la computadora. En el laboratorio de cartografía existen dos tabletas digitalizadoras (Summagraphics y Calcomp). En ambas están instalados los programas ArcView, Didger 3 y AutoCAD Map, que podrá utilizar para la digitalización. 1

2 Uso de la tableta Summagraphics: Si la computadora se encuentra apagada, primero encienda la tableta accionando el interruptor de presión que se encuentra en la parte posterior de ésta (esquina superior derecha, cerca de los cables), pero si la computadora ya está encendida verifique si existe comunicación entre la tableta y la computadora. Para realizar esto mueva el ratón de la tableta sobre ésta y si el cursor se mueve en la pantalla de la computadora quiere decir que ya hay comunicación. Este paso es muy importante para la digitalización. No apague y encienda la tableta si ya existe comunicación. Uso de la tableta Calcomp: Si se encuentra apagada la computadora encienda la tableta accionando el interruptor que se localiza en la margen de la esquina inferior de la tableta. Por otro lado, usted podrá notar si existe comunicación entre la tableta y la computadora cuando al colocar el ratón de la tableta sobre ésta el pequeño foco que se encuentra en la parte superficie (margen inferior izquierda) se mantiene sin parpadear, o al remover el ratón de la tableta el cursor se mueve en el monitor de la computadora. Una vez verificado que existe comunicación entre tableta y computadora, adhiera su mapa sobre la tableta digitalizadora. NO UTILICE cinta adhesiva, o Masking Tape ya que podrían dañar el mapa y la tableta, use solamente cinta Microporo. Al finalizar su digitalización por favor retire el mapa de la tableta. Aunque piense trabajar posteriormente. El pegamento existente en la cinta se adhiere a la tableta y la puede dañar. Para una buena digitalización es recomendable que su mapa no este doblado, enrollado o rasgado. Ya que esto altera la precisión de la digitalización y confiabilidad de los datos digitalizados. Inicio de digitalización: El programa ArcView cuenta con su propia extensión para la digitalización de mapas; sin embargo, aquí se explicarán los procedimientos utilizando los programas Didger. Si el usuario desea utilizar la extensión de ArcView para digitalizar, una breve descripción se incluye en el Apéndice A. A continuación se explica el uso del programa Didger. Este programa se podrá encontrar en el menú de programas (Fig. 2-1). Figura 2-1. Localización del programa Didger 3, computadoras del laboratorio de cartografía 2

3 Al iniciar el programa, éste desplegará la pantalla principal (Fig. 2-2). Supongamos que usted inicia un nuevo proyecto. Haga clic en el botón de configuración de tableta ( Tablet Calibration... ), o en la barra del menú principal seleccione la opción Digitize, ahí encontrará un submenú con varias opciones entre éstas está Tablet Calibration.... Use cualesquiera de las opciones para desplegar la ventana de configuración y registro del mapa (Fig. 2-3). Figura 2-2. Ventana principal del programa Didger 3. Registro del Mapa: Después de seleccionar Tablet Calibration... aparece una ventana en la que se requiere introducir cierta información. Primeramente seleccione el tipo de sistema coordenado a utilizar, i.e., coordenadas cartesianas o coordenadas proyectadas (esto dependerá del mapa impreso). En la opción de parámetros de la proyección del mapa usted seleccionará la categoría i.e., geográficas ( World/Continental Proyections ) o UTM. Si usted desea digitalizar un mapa editado por INEGI use coordenadas proyectadas ( Projected Coordinates ). Usted puede usar coordenadas geográficas o UTM en los mapas de INEGI, pero debe elegir que sistema coordenado utilizará para georeferenciar el mapa en la tableta. En la figura 2-3 se presenta un ejemplo de un mapa que tiene coordenadas UTM y que se ubica en la zona 12 norte. El mapa en este caso informa que fue construido a partir de Datum NAD Por último usted deberá especificar las unidades de calibración (metros o grados decimales) y la unidades de despliegue (metros o grados decimales). 3

4 Figura 2-3. Configuración inicial de la tableta y selección de sistema coordenado. Una vez que ha proporcionado la información referente al mapa, usted registrara el mapa, haga clic sobre el botón Next> y aparecerá una ventana (Fig. 2-4). Figura 2-4. Introducción de puntos de control para georeferenciar el mapa. Introduzca primeramente los valores que corresponden a las coordenadas en X ( WorldX ), éstas pueden representar las coordenadas de la latitud (grados decimales) o este (Eastings, UTM, metros) del primer punto, posteriormente el valor en Y ( WorldY ), que son las coordenadas de longitud norte (grados decimales) o norte (Northings, UTM, metros). Usted requiere un mínimo de cuatro puntos de control para georeferenciar el mapa, seleccione estos puntos sobre el mapa en el sentido de las manecillas del reloj. Haga clic sobre el botón Add Point para añadir un nuevo punto en la tabla. Una vez que ha introducido los valores en X (WorldX) y Y (WorldY) para cada punto de control asigne el valor de identificación a cada uno, i.e., Point ID 1, 2, 3, 4. Utilizando el ratón de la tableta haga un clic sobre cada uno de los puntos seleccionados en el mapa presionando el botón 0 (tableta Calcomp) o botón 1 (tableta Summagraphics). Cada vez que haga clic en cada punto aparecerá un diamante rojo en la ventana Create Calibration Points de Didger (Fig. 2-4). Una vez que ha 4

5 introducido los puntos haga clic sobre el botón Next> y aparecerá una ventana mostrando los errores de la georeferenciación (Fig. 2-5). Figura 2-5. Error de calibración de la tableta (RMS). La ventana de calibración de error de RMS (Root Mean Square) nos permite aceptar o rechazar nuestra georeferenciación. Un caso ideal es cuando el valor del error RMS, que se encuentra en la parte inferior de la ventana, es igual a cero; sin embrago, no siempre se tiene este caso. El RMS es el error la desviación estándar basada en todos los valores de error (Fig. 2-6). Esto es determinado usando la ecuación: RMS = ( x t) n 2 Donde: x= punto digitalizado t= localización verdadera (o esperada) n= número de puntos digitalizados para la calibración La precisión de la digitalización es reflejada por el valor de error de RMS que Didger reporta en el proceso de calibración. Cuando usted digitaliza los puntos de referencia, Didger determina la diferencia entre los sitios digitalizados y los sitios esperados. Esta diferencia es reportada para cada punto usado para la calibración. 5

6 Posición re al 1 R MS (6 8.3% ) 2 R MS (95.4 % ) Figura 2-6. Gráfico mostrando la relación entre la localización real del punto y la probabilidad que digitalizar el punto dentro de cierta distancia. El error RMS aceptable define el estándar de precisión que usted desea aplicar a su proyecto en Didger. Antes de que inicie un proyecto, usted deberá determinar el nivel de error aceptable. Además, sin considerar los estándares que usted aplique, es recomendable revisar el valor de RMS antes de proceder con su proyecto. Por ejemplo, si usted inadvertidamente introduce coordenadas incorrectas para su calibración, esto puede ser reflejado en el valor de RMS. Supongamos que usted desea obtener sus propios estándares usando un mapa escala 1:50,000 de INEGI y quiere digitalizar puntos que estén dentro de 0.25 mm de su posición verdadera. Sus estándares requieren que usted tenga un 95% de confiabilidad de que sus puntos están dentro del límite aceptable. En otras palabras, cuando usted produce un mapa escala 1:50,000 de datos digitalizados, usted está seguro que las posiciones trazadas están dentro de 0.25 mm de su posición real. Con esta información, usted puede determinar el error RMS aceptable para su proyecto. Si usted calibra el mapa usando metros, como unidad de calibración de puntos de control (PC), el valor de RMS es también en metros. Para calcular un valor de RMS aceptable, usted debe traducir el error del mapa aceptable (0.25 mm) a error aceptable en el terreno (el error en la escala real). El error del terreno está basado en el error del mapa, por lo tanto usted puede convertir el error del mapa requerido a error del terreno requerido. Esto es realizado usando la siguiente formula: Error aceptable del terreno = error del mapa aceptable * escala * unidades de conversión Error aceptable del terreno = 0.25 mm * 50,000 * m/mm = 12.5 m De aquí usted puede calcular el error RMS aceptable. Recuerde que usted quiere estar 95% seguro que sus datos digitalizados están dentro del límite, el cual corresponde a dos distancias RMS (dos desviaciones estándar). RMS aceptable = Error aceptable del terreno / Factor RMS 6

7 RMS captable = (12.5 / 2) = 6.25 metros Si el valor de RMS es aceptable haga clic en el botón Next> para ver la siguiente ventana (Fig. 2-7). En esta ventana usted puede configurar la tolerancia de los vértices (Vertex Tolerance) y unión entre líneas (Snap Tolerance). Asegúrese que el campo Numeric Display Format tenga cuatro dígitos. Por último observe el campo Tablet Button Settings para ver la función de cada uno de los botones del ratón de la tableta. Haga clic sobre el botón Next> para ver la última ventana. Figura 2-7. Calibración final y configuración del proyecto. En la última ventana de calibración de tableta y georefenciación del mapa, usted podrá definir los límites de su proyecto. Supongamos que el área que desea digitalizar no tiene o no cae dentro de la cuadricula de las coordenadas UTM, pero usted ha utilizado las coordenadas mas próximas, si desea digitalizar el área fuera de las coordenadas solamente defina la extensión en los ejes X ( X Axis Minimum y X Axis Maximum ), y Y ( Y Axis Minimum y Y Axis Maximum ). Si desea que la imagen que se digitalice se despliegue con las escalas en X y Y proporcionales, active el campo Set Proportional XY Scaling (Fig. 2-8). Figura 2-8. Ajuste de la extensión del proyecto y proporcionalidad de las escalas en los ejes X y Y. 7

8 Por último haga clic sobre el botón Finish para iniciar la digitalización. Digitalización de objetos: El programa Didger consta de varias funciones entre ellas están la digitalización de puntos, líneas y polígonos. Si los procedimientos anteriormente descritos tuvieron éxito, usted está listo para digitalizar los rasgos presentes en el mapa. En la ventana principal de Didger usted verá cuatro cruces con un círculo insertado, estos representan los puntos de control digitalizados. Asimismo, la barra de íconos del margen izquierdo muestra los objetos que pueden ser digitalizados, i.e., texto, polígonos irregulares, líneas, puntos y círculos (Fig. 2-9). Al final de la calibración usted notará que el primer ícono de la segunda barra de menús está activado. Figura 2-9. Puntos de control digitalizados y menús activados para la digitalización. Digitalización de sitios (puntos) En la digitalización de puntos se incluyen todos aquellos rasgos que representan un espacio puntual. Por ejemplo: poblado, sitio de muestreo, toma de datos (estructural, estratigráfico, paleontológico, arqueológico, etc.), pozos, etc. Para digitalizar puntos haga clic sobre el icono de puntos. Después de esto aparece una ventana solicitando información sobre las características que definirán este objeto (Fig. 2-10). 8

9 Figura Definición de los atributos para puntos, líneas y polígonos. En esta ventana existen varias opciones. Por el momento solamente trabajaremos con una de ellas. Aunque usted puede experimentar con las otras. Haga clic sobre la opción Enter data after creating object Esto activará la opción de introducir la información del objeto después de ser digitalizado. Haga lo mismo con los otros tipos de objetos: líneas y polígonos cuando aparezca ésta ventana. Una vez seleccionada ésta opción haga clic sobre el botón OK. Usando el botón 1 del ratón de la tableta haga clic sobre el sitio que desea digitalizar. Al finalizar una ventana solicitando la información del objeto digitalizado aparecerá (Fig. 2-11). Introduzca aquí la información sobre el objeto digitalizado, por ejemplo el nombre del sitio, pozo #, etc. Figura Entrada de atributos del objeto digitalizado. Al hacer clic en el botón OK un símbolo y el nombre del atributo aparecen en la pantalla. 9

10 Digitalización de polígonos y líneas Siga el mismo procedimiento anteriormente descrito para digitalizar líneas polígonos. Solamente existe una excepción para finalizar la digitalización de estos objetos. Para terminar la digitalización presione el botón (2) del ratón de la tableta (Summagraphics) o botón 1 (Calcomp) y aparecerá una ventana semejante a la figura A- 11, excepto que el nombre será sobre los atributos de las líneas o polígonos. Supongamos que ha terminado de digitalizar todos los rasgos que se presentan en su mapa. La figura 2-12 presenta algunos rasgos digitalizados como son puntos, líneas y polígonos. Una vez terminado de digitalizar guarde los datos en un proyecto. Vaya al menú principal y bajo File encontrara la opción Save, de un nombre apropiado a su trabajo, de preferencia relacionado con el área que esta trabajando. Recuerde guardar su proyecto en su carpeta de trabajo asignado, ya que serán usados estos datos posteriormente. y Figura Objetos digitalizados con sus atributos de identificación. Exportación de datos Una vez guardado su proyecto con el nombre apropiado, exportaremos los datos al programa ArcView. Didger es solamente un programa que nos permite la digitalización de mapas, pero no manipular la información. Exportaremos los datos digitalizados para ser manipulados en ArcView. Aunque ArcView tiene las propiedades para digitalizar mapas dentro de su propio ambiente, desafortunadamente no es completamente compatible con las tabletas digitalizadoras disponibles o no es muy amigable para la digitalización (opinión personal del autor). Para la exportación de los objetos digitalizados primeramente deberá seleccionar que objetos desea exportar primero, i.e., puntos, líneas o áreas. En la barra del menú principal seleccione Edit y seleccione la opción Criteria Select.... Una ventana aparecerá, en ésta hay dos campos: Select type y Object type. En el campo Select type seleccione la opción Object type y en el campo Object type el tipo de objeto 10

11 que desea exportar (punto, línea o área) (Fig. 2-13). Posteriormente haga clic sobre el botón Select y después Close. Figura Selección de objeto a exportar en la selección de criterio. Después de haber hecho clic sobre el botón Select verá que los objetos son seleccionados, mostrando los vértices digitalizados en color rojo. Ahora vaya al menú principal y bajo el comando File encontrara la opción Export, ahí vera varias opciones (Fig. 2-14). Figura Exportación de datos a un formato diferente. En este ejemplo al formato que maneja ArcView (*.shp). 11

12 Seleccione la opción ESRI Shapefile (*.shp). Este formato nos permitirá exportar los datos digitalizados al formato *.shp que maneja por defecto ArcView. De un nombre apropiado al archivo, por lo general será el mismo que el proyecto, pero el programa anexará el sufijo *.shp al archivo (* es el nombre del proyecto). Al exportar los datos el programa generará los archivos necesarios para visualizarlos en ArcView, i.e., *.shx, *.dbf, y *.shp. Antes de hacer clic sobre el botón Save haga clic sobre el cuadro Selected objects esto permitirá exportar únicamente los objetos antes seleccionados. Por último el programa desplegará una ventana solicitando como desea guardar los datos, si usted esta exportando in tema de líneas en la ventana de opciones de exportaciones acepte la opción por defecto del programa ( Write Areas as Lines ), si usted exporta polígonos o puntos verifique que ninguna de las opciones este activada. Haga clic sobre el botón OK para finalizar la exportación y usted podrá abrir sin dificultad los datos digitalizados en ArcView. Figura Opciones de exportación al formato de ESRI ArcView. Una vez finalizadas las operaciones de guardado y exportación de los datos en la computadora utilizada para digitalizar, almacene los datos en una carpeta para un ejercicio posterior. Esta carpeta debe contener los archivos exportados de Didger, i.e.,.shp,.dbf,.shx. Usted puede enviar esta carpeta en forma comprimida (*.zip) por correo electrónico a su cuenta, o utilizar un disquete. No hay conexión de USB o quemador en las computadoras. Su ejercicio termina aquí, solamente tendrá que digitalizar el mapa proporcionado y exportar sus datos para un futuro uso. 12