Workshop cesaerob

esri España

Isaac Medel

[email protected]

Seminario imagenes CESAEROB

AGENDA

• Novedades en Imágenes con ArcGIS

• Descanso

• RADAR

- Integración de ENVI y SARMAP en ArcGIS

• Difusión y publicación de información

• Conclusiones y preguntas

Novedades en Imágenes en ArcGIS Novedades de Imágenes

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.

Evolución de ArcGIS

• Historia

ArcGIS continua evolucionando como un Sistema de Imágenes

Capacidades de ImágenesCa

pabi

litie

s

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

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

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

http://resources.arcgis.com/en/help/main/10.1/index.html






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/




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

Pirámides y estadísticas Raster

Pyramid level Percent increase of

level 0 Total size on disk

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

Ventana de Análisis de Imágenes

• Dividido en 4 bloques

- Selección de Imágenes

- Visualización de Imágenes

- Procesamiento de Imágenes

- Mediciones

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

asociados son almacenados en la GDB

• Mosaicado dinámico y flexible

• Flujos de procesos “al vuelo”

Mosaic Dataset

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

Mosaic Dataset

• Creación de múltiples productos desde la misma

fuente de imágenes sin necesidad de almacenar

productos intermedios

Mosaic Datasets – Tabla de Catálogo

• 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

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

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

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

Demostración Raster Product

Mosaic Dataset

Ventana de Análsis de

Imágenes

Mejora de la visualización de las imágenes

• Ajustes de brillo, contraste y gamma.

• Histograma Interactivo

Efectos de ajuste del Histograma

Ninguno Equalización del

Hitograma

Percent clip – 2

Ortorrectificación

• Visualización de una imágen con mas precisión

- Requiere una imágen con el modelo del sensor y un DEM

- (LIDAR es ideal como DEM)

Ortorrectificación

Imagen Ortofoto

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.

Georreferenciación

Demostración

Herramientas de

Fotointerpretación y

visualización

Ortorrectifcación

Georreferenciación Avanzada

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)

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

Corrección de Color

• Múltiples métodos

- Dodging

- Ajuste de Histograma

- Desviación estándar

• Acepta líneas de corte

- Automáticas

- Manuales

Antes

Después

Balanceo de Color

Demostración

Mosaicado

Balance de Color

Clasificación de Imágenes

• Gestor de muestras de entrenamiento

- Clasificación supervisada y no

supervisada

- Probabilidad de Clase

- Análisis de componentes principales

Definir áreas de entrenamiento gráficas

Generar signaturas espectrales

Usar funciones

Requiere la extensión Spatial Analyst

Demostración

Clasificación

Fusión de Imágenes: Pansharpening

• Incluido nuevo método: Gram-Schmidt.

Herramientas de Análisis

• Herramientas que se ejecutan “on the fly”

Recortes

Exportar datos

Composición

de Bandas

NDVI

Colormap a RGB

Diferencia

Pan-sharpening

Ortorectificar

Máscara

Sombreado

relieve

Mosaico

Filtros

Función Raster

Fuciones Raster Adicionales

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

Demostración

Fusión

Análisis Base

Análisis Avanzado

Medición en 3D

AGENDA


• Descanso

• RADAR




Descanso

AGENDA


• Descanso

• RADAR




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

Supported Airborne SAR Sensors

E-SAR onboard a DLR DO 228-212

© DLR

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

m

1 - 4 pol

SARscape módulos para ENVI

Basic, Interferometry and Interferometric Stacking son módulos independientes El resto de módulos requieren del modulo Base o el de Interferometria

Modules Basic Interferometry

Interferometric

Stacking

Focusing

Gamma & Gaussian

Filtering

ScanSAR Interferometry

Polarimetry & PolInSAR

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

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

Modulos SARscape

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

SARscape Módulos

Módulo Básico

Multilooking

Generación de imagens multi-looking desde Single Look Complex (SLC)

Módulo Básico

Co-registration

Multiples imágenes que cubren el mismo área. El proceso permite automatizarlo.

Módulo Básico

Speckle Filtering

Basados en los filtros convencionales. Pueden ser complementados por 2 filtros: uno multi-temporal y otro multi-sensor.

Módulo Básico: Ejemplo

Speackle

Módulo Básico

Extracción de elementos

Clasificación desde la intensidad y la coherencia.

Clasificación

Basada en las herramientas propias de ENVI

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

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

Módulo Básico

-Mosaico

-Segmentación

Permite identificar regiones en imágenes radar teniendo en cuenta la naturaleza de estas.

Detector de bordes “Canny”.

> 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

Modulo Básico

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.

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

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.


Baseline


Generación del Interferograma


Coherencia


Fase Unwrapping


Fase a conversión en altura y Geocodificación

La precisión de un DEM de 20m de resolución espacial es de +/ 5 m


Fase a conversión de desplazamiento: Ej Terremoto en IRAN


Interferometria Diferencial – Dual Pair Interferometry

Detección de desplazamientos en el terreno y generación de DEMs en zonas Urbanas

Desplazamiento no lineal

Gris oscuro -2.3 cm

Gris billante +2.2 cm

Mapa de altura residual

Gris oscuro -15 m

Gris brilante +18 m

DEM de referncia, SRTM-4

Barcelona. © TSX-1 Data Infoterra

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

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.

Integración con ArcGIS

- Proporciona una potente funcionalidad

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

SARscape: Integration con ArcGIS®

Permite a los usuarios analizar y

compartir imagenes facilmente

entre ENVI, ArcGIS y SARscape

Herramientas ENVI para ArcGIS

AGENDA


• Descanso

• RADAR




Publicación y difusión de Información Creación de Servicios , difusión desde AGOL y

Aplicaciones

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

Map and Layer Packages

En 10.1 - Geoprocessing - Tile - Locator Packages

ArcGIS Online

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

Como compartir las imágenes

• Como un servicio de imagen

• Como un servicio de mapa

• Otros

- Servicio de globo, servicio de movilidad, servicio de

Geodatos…

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

pueden ser modificadas por el

cliente

• Compresion

• Renderizado

• Combinación de bandas

Los clientes ven el servicio tal

y como ha sido diseñado

El cliente no puede cambiar

las propiedades

Puede ser almacenado en

local y ser usado como fuente

de datos

Solo se puede crear cache.

WCS

Imaging

WMS

KML

Capacidades

¿Como se accede a un servicio de Imágenes?

REST

Desktop, Web, & Mobile

Applications

SOAP

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

Usar servicios de imagen en Geoprocesamiento

• Los servicios de imágen puede ser usado en análisis

de GP

Construcción de Aplicaciones Web

• JavaScript

• Flex

• Silverlight/WPF

ArcGIS Online – Imágenes “Grupos”

Landsat

Services

Imagery

World

Elevation

Services

Demostración Map Package

Creación de Servicios de

Imaganes

App Web Image Explorer

App Mosic Pivot

AGENDA


• Descanso

• RADAR




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.

Workshop cesaerob

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