Seminario Imagenes Cesaerob

2. Seminario imagenes CESAEROB
esri España
Isaac Medel
isaac.medel@esri.es

3. AGENDA
• Novedades en Imágenes con ArcGIS
• Descanso
• RADAR
- Integración de ENVI y SARMAP en ArcGIS
• Difusión y publicación de información
• Conclusiones y preguntas

4. Novedades en Imágenes en ArcGIS
Novedades de Imágenes

5. Teledetección
• La Teledetección o detección remota es la técnica de
adquisición y posterior tratamiento de datos de la
cobertura terrestre desde sensores en plataformas
espaciales o aerotransportados.

6. Evolución de ArcGIS
• Historia Capacidades de Imágenes
Capabilities
ArcGIS continua evolucionando como un Sistema de Imágenes

7. Conceptos de Rasters en ArcGIS
• Raster Dataset
- Cualquier formato de raster soportado por ArcGIS
• Raster Product
- Información derivada de los metadatos
• Raster Type
- Como los rasters son almacenados, número de filas y columnas,
numeros de bandas, valor de pixel y otros parámetros específicos

8. Evolución del Modelo Raster en ArcGIS
• Raster dataset (8.0)
- Una única imagen
• Raster catalog (9.0)
- Colección de Raster Dataset
- Gestionado / no gestionados
• Image Server (9.2)
• Mosaic dataset (10.0)
- Mejora del Raster Catalgo con una visión de
mosaico y capacidad de procesamiento al
vuelo
- Para gestionar y servir colecciones de
Imágenes

9. Datos Raster Soportados
• Raster Datasets
http://resources.arcgis.com/en/help/main/10.1/index.html#/Support
ed_raster_dataset_file_formats/009t0000000q000000/
• Rasters soportados
• http://resources.arcgis.com/en/help/main/10.1/index.html#/List_of_
supported_raster_and_image_data_formats/009t0000000v000000/
• Productos

10. Gestión de un Raster Product
• Sensores soportados y tipos
• http://resources.arcgis.com/en/help/main/10.1/index.html#/Satel
lite_sensor_raster_types/009t000001z6000000/

11. Propiedades de los Rasters: Información General
• Fuente de Datos
• Información del Raster
- - Filas, Columna, Número de Bandas, compresión, formato, tipo de
pixel, profundidad, valor NoData, Colormap, pirámides, etc.
• Extensión
• Referencia Espacial
• Estadística
- Valor máximo, mínimo, media, desviación estándar y número de clases
• Transformación
• Metadatos
• Longitud de Onda
• Key Metadata

12. Pirámides y estadísticas Raster
Percent increase of
Pyramid level Total size on disk
level 0
0 N/A 1 GB
1 25.0% 1.25 GB
2 6.25% 1.313 GB
3 1.56% 1.328 GB
4 0.4% 1.332 GB
5 0.1% 1.333 GB
6 0.024% 1.3332 GB
7 0.006% 1.3333 GB

13. Ventana de Análisis de Imágenes
• Dividido en 4 bloques
- Selección de Imágenes
- Visualización de Imágenes
- Procesamiento de Imágenes
- Mediciones

14. Mosaic Dataset
• Es un modelo de administración de grandes
colecciones de imágenes en la Geodatabase
• Además es un catálogo que almacena la referencia a
las imágenes, mientras que todos los metadatos Mosaic
asociados son almacenados en la GDB Dataset
• Mosaicado dinámico y flexible
• Flujos de procesos “al vuelo”

15. Mosaic Dataset
• Los usuarios pueden ver la mejor imagen disponible
• Control del orden de imagen, solape, ángulo, etc.
• Procesamiento por defecto, definible y encadenable
• Sin alterar la fuente de datos ni creación de
imágenes derivadas

16. Mosaic Dataset
• Creación de múltiples productos desde la misma
fuente de imágenes sin necesidad de almacenar
productos intermedios

17. Mosaic Datasets – Tabla de Catálogo
OID Shape Raster Name MinPS MaxPS LowPS HighPS Category …
1 Polygon <Raster> P01.met 0 90 10 30 Primary
2 Polygon <Raster> P02.met 0 90 10 30 Primary
5 Polygon <Raster> filename1.tif 90 270 90 90 Overviews
• Un catalogo raster especial
- El campo Shape almacena las huellas
- El campo raster almacena las funciones aplicar
• Funciones
- Almacena la referencia con el proceso
- Procesa al vuelo cuando se accede.
• MinPS y MaxPS define los rangos de visibilidad del
raster

18. Mosaic Dataset
• Ventajas
- Ahorro en tiempo, carga rápida, dinámica y sin alterar la
fuente de origen. Ahorro en dinero.
- Ahorro en costes de almacenamiento y fácil gestión de
grandes colecciones de imágenes
- Valor
- Múltiples productos derivados de una única fuente de
origen
- Catálogos con metadatos y rápido acceso
- Gestión de imágenes multi-resolución, multi-sensor en una
única colección
- Los resultados del procesamiento son visibles
inmediatamente sin necesidad de esperas

19. Servir Mosaic Dataset
• Servir como un servicio de imágenes
- Similar a un Mosaic Dataset en local
- Acceso como un catálogo
- Seleccion/descarga de imágenes
- Variable Temporal
- Acceso a Mosaico sin costuras
- REST
- WCS/WMS

20. Demostración
Raster Product
Mosaic Dataset
Ventana de Análsis de
Imágenes

21. Mejora de la visualización de las imágenes
• Ajustes de brillo, contraste y gamma.
• Histograma Interactivo

22. Efectos de ajuste del Histograma
Ninguno Percent clip – 2
Equalización del
Hitograma

23. Ortorrectificación
• Visualización de una imágen con mas precisión
- Requiere una imágen con el modelo del sensor y un DEM
- (LIDAR es ideal como DEM)

24. Ortorrectificación
Imagen Ortofoto

25. Georreferenciación mejorada
• Mejorada experiencia de usuario y mas opciones para flujos
- Nueva ventana, autoajuste, tabla de link embebida,
georreferenciación de un servicio de imágenes, etc.

26. Georreferenciación

27. Demostración
Herramientas de
Fotointerpretación y
visualización
Ortorrectifcación
Georreferenciación Avanzada

28. Mosaicos
• Combinar dos o mas rasters
adyancentes con zonas de solape
• Varias herramientas de GP
• Mosaicado al vuelo
- Botón de Mosaico en las herramientas de
análisis
- Mosaic dataset (mosaico Virtual)

29. Mosaicos
• Usar un mosaic dataset
- Se le puede aplicar ajuste de color
• Crear un mosaic layer
- Usar la función de mosaico
• Crear una nueva salida
- Con herramientas de GP

30. Corrección de Color
Antes
• Múltiples métodos
- Dodging
- Ajuste de Histograma
- Desviación estándar
• Acepta líneas de corte
- Automáticas
- Manuales
Después

31. Balanceo de Color

32. Demostración
Mosaicado
Balance de Color

33. Clasificación de Imágenes
• Gestor de muestras de entrenamiento Definir áreas de entrenamiento gráficas
- Clasificación supervisada y no Generar signaturas espectrales
supervisada Usar funciones
- Probabilidad de Clase Requiere la extensión Spatial Analyst
- Análisis de componentes principales

34. Demostración
Clasificación

35. Fusión de Imágenes: Pansharpening
• Incluido nuevo método: Gram-Schmidt.

36. Herramientas de Análisis
• Herramientas que se ejecutan “on the fly”
Colormap a RGB Pan-sharpening
NDVI Diferencia Ortorectificar
Recortes Exportar datos
Sombreado
Máscara relieve
Mosaico
Composición
de Bandas Filtros
Función Raster

37. Fuciones Raster Adicionales

38. Mediciones
Medir Información de altura directamente de la imagen
Base a alto, Base a sombra, Altura a sombra
• Incluye precisión estimada
• También accesible vía REST

39. Demostración
Fusión
Análisis Base
Análisis Avanzado
Medición en 3D

40. AGENDA
• Novedades en Imágenes con ArcGIS
• Descanso
• RADAR
- Integración de ENVI y SARMAP en ArcGIS
• Difusión y publicación de información
• Conclusiones y preguntas

41. Descanso

42. AGENDA
• Novedades en Imágenes con ArcGIS
• Descanso
• RADAR
- Integración de ENVI y SARMAP en ArcGIS
• Difusión y publicación de información
• Conclusiones y preguntas

43. RADAR

44. Sensores SAR Soportados
COSMO-SkyMed -5/6/7/8 2015 X-band <1 - 100 m
SAOCOM -1/2 2013/2014 L-Band 10 - 100 m
ALOS-2 2013 L-band 1 - 10 m
SENTINEL-1 A&B 2013/2014 C-band 5 - 25 m
RISAT-1 2012 C-band 2 - 50 m
PAZ 2012 X-band 1 / 3 / 16 m
Tandem-X 2010 X-band 1 / 3 / 16 m
SAR-Lupe 1-5 2006 - 2008 X-band <1 m
COSMO-SkyMed -1/2/3/4 2007 - 2010 X-band <1 - 100 m
RADARSAT-2 2007 C-band 1 - 100 m
TerraSAR-X-1 2007 X-band 1 / 3 / 16 m
ALOS PALSAR 2005 (- 2011) L-band 7 - 100 m
ENVISAT-ASAR 2002 (- 2012) C-band 15 - 1000 m
RADARSAT-1 1995 C-band 8 - 100 m
ERS-2 SAR 1995 (- 2011) C-band 25 - 1000 m
JERS-1 SAR 1992 (- 1998) L-band 18 m
ERS-1 SAR 1991 (- 2000) C-band 25 - 1000 m

45. Supported Airborne SAR Sensors
RAMSES Ku/Ka/X/C/S/L/P-band 0.9 m (X-band) 1 - 4 pol
OrbiSAR-1 X/P-band 3.3 m 1 - 4 pol
TELAER X-band up to 0.5 m 1 pol
E-SAR X/C/L/P-band 0.25 / 0.3 / 0.4 /0.5 1 - 4 pol
m
E-SAR onboard a DLR DO 228-212
© DLR

46. SARscape módulos para ENVI
Modules Basic Interferometry Interferometric
Stacking
Focusing
Gamma & Gaussian
Filtering
ScanSAR Interferometry
Polarimetry & PolInSAR
Basic, Interferometry and Interferometric Stacking son módulos
independientes
El resto de módulos requieren del modulo Base o el de Interferometria

47. SARscape Módulos
Módulo Básico
Incluye conjunto de herramientas para la generación de productos SAR
basados en Intensidad.
Este módulo es complementado por herramientas mulitproposito y:
- Módulo Focusing
- Soporte a ERS-1/2 SAR, JERS-1 SAR, ENVISAT ASAR (incluido
Widw Swath desarrollado por Aresys) y ALOS PALSAR-1
- Módulo Gamma & Gamma Filter
- Incluye conjunto de filtros específicos SAR. Particulamente eficiente
en la reducción de Speckle, mientras se perserva la reflectividad, la
textura y resolución espacial RADAR. Muy potente en texturas.
Desarrollado en colaboración con Privateer

48. Modulos SARscape
Módulo Interferométrico
Soporta el proceso de interferometria SAR (2 pasadas, InSAR) y la
Interforemetría SAR diferencial (n pasadas, DInSAR), para la generación
de DEM, Coherencia, desplazamientos de tierra / deformación de mapas.
Interferometria ScanSAR
> ScanSAR Interferometría
Procesamiento de datos InSAR y DInSAR sobre grandes áreas (400x400
km). Desarrollado en colaboración con Aresys
.
Polirametría SAR / Polarimetric Interferometry
Procesado de polarimetría y polarimetría interferometrica de datos SAR

49. SARscape Módulos
Interferometric Stacking
Basado en técnicas Small Baseline Subset (SBAS) y Persistent Scatteres
(PS) para determinar desplazamientos de elementos individuales en series
temporales largas de datos SAR

50. Módulo Básico
Multilooking
Generación de imagens multi-looking desde Single Look Complex (SLC)

51. Módulo Básico
Co-registration
Multiples imágenes que cubren el mismo área. El proceso permite
automatizarlo.

52. Módulo Básico
Speckle Filtering
Basados en los filtros convencionales. Pueden ser complementados por 2
filtros: uno multi-temporal y otro multi-sensor.

53. Módulo Básico: Ejemplo
Speackle

54. Módulo Básico
Extracción de elementos
Clasificación desde la intensidad y la coherencia.
Clasificación
Basada en las herramientas propias de ENVI

55. Módulo Básico
Geocoding
- Elipsoidal: cuando se usa sin
DEM
- Terrain Geocoding: cuando se
usa un DEM
En RADAR solo es apropiado
aplicando a “Range-Dopple
Approach”.
- Nominal: Sin puntos de control
con DEM o Altuara Elipsoidal
- Precise: Con puntos de control
(al menos 1 seria suficiente) y
DEM

56. Módulo Básico
Calibración Radiométrica
- Necesaria para comparar imágenes adquiridas con
diferentes sensores, o del mismo sensor pero en diferentes
modos.
Normalización Radiométrica
- La iluminación del objeto depende del ángulo de incidencia

57. Módulo Básico
-Mosaico
-Segmentación
Permite identificar regiones en imágenes radar teniendo en
cuenta la naturaleza de estas.
Detector de bordes “Canny”.

58. Modulo Básico
> Herramientas
> Lectura y mosaicado automático de datos de SRTM, RAMP, GTOPO30,
ACE DEM
> Combinación multi fuentes de DEMs
> Shape, image y DEM transformación geodetica y cartográfica
> Generación de pendientes
> Análisis puntual (SAR data)
> Cálculo de estadísiticas de la imagen
> Operaciones multi-imagenes
> Image resampling
> Images e interpolación de DEMs
> Selección de muestras
> Conversión de Rasters y Shapes
> Raster data slicing
> Complex interferogram a phase, módulo de conversion y transformación
hacia atrás (regresión)
> Cartographic to slant geometry conversion
> Transformación de ficheros

59. Modulo Focusing
Este modulo provee de productos SLC (Single Look Comples) de
fotogramas y pasadas de los siguientes datos brutos (raw):
> ERS-1/2 SAR
> JERS-1 SAR
> ENVISAT ASAR Image Mode
> ENVISAT ASAR Alternating Polarization
> ENVISAT ASAR Wide Swath (based on an algorithm developed by
POLIBA)
> ALOS PALSAR-1 Single Polarization
> ALOS PALSAR-1 Dual Polarization
> ALOS PALSAR-1 Full Polarization
Nota:
> Los mosaicos ERS-1/2 SAR y ENVISAT ASAR raw data estan
soportados.
> Los datos SLC generados con este módulo no son adecuados para
derivar valores radiométricos calibrados.

60. Módulo Gamma & Gaussian Filtering
Modulo dedicado a la reducción de speckle en imágenes SAR
Algoritmos basados en modelos Gamma y Gaussinan
Son especialmente eficientes en la reducción del ruido speckle,
manteniendo la reflectividad radar, la propiedades de la textura y la
resolución espacial

61. Módulo Interferometria
Este módulo esta diseñado para el procesamiento de
interforemetria SAR (2 pasadas, InSAR) e interferometria SAR
diferencial (n pasada DInSAR), para la generación de DEMs,
Coherencia y mapas de desplazamiento de tierras.

62. Módulo Interferometria
Baseline

63. Módulo Interferometria
Generación del Interferograma

64. Módulo Interferometria
Coherencia

65. Módulo Interferometria
Fase Unwrapping

66. Módulo Interferometria
Fase a conversión en altura y Geocodificación
La precisión de un DEM de 20m de resolución espacial es de
+/ 5 m

67. Módulo Interferometria
Fase a conversión de desplazamiento: Ej Terremoto en IRAN

68. Módulo Interferometria
Interferometria Diferencial – Dual Pair Interferometry
Detección de desplazamientos en el terreno y generación de DEMs en zonas
Urbanas
Desplazamiento no lineal Mapa de altura residual DEM de referncia, SRTM-4
Gris oscuro -2.3 cm Gris oscuro -15 m
Gris billante +2.2 cm Gris brilante +18 m
Barcelona. © TSX-1 Data Infoterra

69. Módulo Polarimetría & PolinSAR
Polarimetría: Técnica usada para la generación de datos
derivados para interpretar (forestal , agricultura,
hielo/superficies heladas, …)
PolinSAR. Interferometria polarimétrica (principios base
similares a la interferometria convencional)
Polarimetry

70. Modulo Interferometric Stacking
Este modulo integra las técnias point-based (PS-like) y area-based
(SBAS-like) para el procesado de interferometric stacks.
Esta combinación permite analizar fenómenos de deformación que
afectan a extensas áreas (elementos naturles) o estructuras
localizadas (realizadas por la mano del hombre) o fenómenos
como vulcanismos, seismos, subsidencia, etc.

71. Integración con ArcGIS

72. SARscape: Integration con ArcGIS®
Permite a los usuarios analizar y
compartir imagenes facilmente
- Proporciona una potente funcionalidad entre ENVI, ArcGIS y SARscape
a los usuarios de GIS, como:
- Detección de cambio coherente
- Generación de DEM
- Generación de mapas de desplazamiento
- Los usuarios pueden ejecutar
capacidades ya “consolidadas” desde
las ArcGIS Toolbox.
- Tras la instalación de SARscape, las
herramientas estan disponibles en
ArcGIS
- Cración de herramientas SARscape
personalizadas

74. Herramientas ENVI para ArcGIS

75. AGENDA
• Novedades en Imágenes con ArcGIS
• Descanso
• RADAR
- Integración de ENVI y SARMAP en ArcGIS
• Difusión y publicación de información
• Conclusiones y preguntas

76. Publicación y difusión de Información
Creación de Servicios , difusión desde AGOL y
Aplicaciones

77. Compartir como un paquete
• Map package
- Conjunto de todos los contenidos de un mapa,
incluyendo los datos, gráficos, leyendas, etc.
- Se crea como un fichero .mpk
• Layer package
- Capa de información unica o group layer con su
simbología
- Se crea como un fichero .lpk

78. ArcGIS
Online
En 10.1
- Geoprocessing
Map and Layer Packages - Tile
- Locator Packages

79. Mejorado la publicación de servicios
• Simplifacda la experiencia
• Mejoras en la escalabilidad
• Servicio de cacheado de imágenes
• Funciones en el lado del servidor
• Edición del servicio de imágenes
• REST Extendido

80. Como compartir las imágenes
• Como un servicio de imagen
• Como un servicio de mapa
• Otros
- Servicio de globo, servicio de movilidad, servicio de
Geodatos…

81. Servicio de Imagen vs Servicio de Mapa
Servicio de Imagen Servicio de Mapa
Sirve imágenes directamente Sirve un documento de mapa
que contiene vectores y raster
Las propiedad de la capa Los clientes ven el servicio tal
pueden ser modificadas por el y como ha sido diseñado
cliente
• Compresion El cliente no puede cambiar
• Renderizado las propiedades
• Combinación de bandas
Puede ser almacenado en Solo se puede crear cache.
local y ser usado como fuente
de datos

82. ¿Como se accede a un servicio de Imágenes?
Desktop, Web, & Mobile
Applications
SOAP
REST
Imaging
WCS
WMS Capacidades
KML

83. Capacidades OGC
• Web Coverage Service (WCS)
- Sirve la información desde la fuente de datos
- Soportado en mucho procesos de imágenes
- Útil para los análsis de imágenes dónde el valor
radiométrico es requerido
- Exportación
- Variable Temporal
• Web Map Service (WMS)
- Visualización de imágenes “tontas”
- Útil como imágens de base

84. Usar servicios de imagen en Geoprocesamiento
• Los servicios de imágen puede ser usado en análisis
de GP

85. Construcción de Aplicaciones Web
• JavaScript
• Flex
• Silverlight/WPF

86. ArcGIS Online – Imágenes “Grupos”
Imagery Landsat
Services
World
Elevation
Services

87. Demostración
Map Package
Creación de Servicios de
Imaganes
App Web Image Explorer
App Mosic Pivot

88. AGENDA
• Novedades en Imágenes con ArcGIS
• Descanso
• RADAR
- Integración de ENVI y SARMAP en ArcGIS
• Difusión y publicación de información
• Conclusiones y preguntas

89. CONCLUSIONES
• Fácil y rápida gestión de imágenes, con flujos simplificados
• Análisis básico accesible e inmediato.
• Análisis avanzado para usuarios que requieren procesos mas
complejos y sofisticados
• Se integra con la tecnología de ENVI
- Análisis Avanzado
- Análisis RADAR con SARMAP
• Publicación de servicios y creación de aplicaciones usables y
reutilizables.