Publicado el servicio de visualización WMS de la ortofotografía del año 2016 incluyendo la banda infrarrojo
En la realización del vuelo fotogramétrico correspondiente al año 2016 se introdujeron dos parámetros técnicos que tienen como consecuencia nuevas características al generar la ortofotografía derivada del vuelo fotogramétrico del mismo año. Las dos parámetros técnicos a reseñar son:
- Diferentes resoluciones espaciales dependiendo de la zona de Andalucía. La zona costera presenta resoluciones de 25 cm en un total de 2.353 hojas, mientras que la zona interior tiene resolución de 50 cm en un total de 2.124 hojas.
- Vuelo multibanda que cuenta, además de las tres que conforman el color (bandas RGB: red, green, blue), con la banda Infrarrojo (IR). Con la combinación de las bandas RGB podemos publicar la ortofotografía en su color natural y en blanco y negro, mientras que la banda IR se publica de manera individual.
En la siguiente imagen se muestra la distribución de hojas con 25 y 50 cm de resolución espacial. Las hojas de 50 cm (en rojo) respetan el tamaño de malla tradicional 1:10.000, mientras que las de 25 cm (en verde) tienen un tamaño de malla 1:5.000.
Distribución de hojas con 25 y 50 cm de resolución espacial
En la realización de la ortofotografía correspondiente al año 2016, los archivos resultantes se realizan en dos formatos distintos, ECW y TIF.
- Los ficheros ECW se generan sin la banda IR y se almacenan en 8 bits.
- Los ficheros TIF poseen una cuarta banda de infrarrojos y están almacenados en 16 bits, frente a lo habitual que suelen ser 8 bits (Byte). Es el motivo por el que el tamaño de cada imagen sea de unos 1.20 Gb, sumando un total de más de 5Tb de información.
En lo que respecta al sistema de referencia, todas las imágenes se encuentran en el sistema de referencia ETRS89 y proyección UTM en sus respectivos husos (29 y 30).
Tratamiento de la información
Una vez estudiados los ficheros disponibles, se decide trabajar con los ficheros TIF, lo que nos permite utilizar la banda IR. Por otra parte, en la publicación de un servicio WMS y para agilizar el uso del mismo a través de Internet, el formato estándar de uso son los ficheros comprimidos JP2.
A continuación se describen los diferentes procesos necesarios para transformar una imagen original en formato TIF en un fichero comprimido JP2 que nos permita explotar la totalidad de bandas (color, B/N e IR) por medio de un servicio WMS.
– Transformación a JP2 de las ortofotografías en huso 29
La transformación de huso provoca en los raster una serie de problemas que hay que abordar para obtener un producto final satisfactorio:
a) Cuñas negras o blancas exteriores. Si se realiza una transformación individual de los diferentes ficheros desde el huso 29 original hasta el huso 30, común para la publicación de WMS en Andalucía, el giro que sufren las imágenes añade unas cuñas negras alrededor de las mismas, tal y como se muestra en la siguiente imagen.
Cuñas generadas al pasar del huso 29 al 30
El sistema utilizado para solventar este problema es generar un único mosaico con la totalidad de imágenes incluidas en el huso 29, para posteriormente transformarlo a huso 30. Una vez que se tiene la imagen común transformada al huso 30, se utiliza una rejilla de corte propia para este huso, que no introduce franjas o cuñas negras alrededor de las ortofotografías.
En la siguiente imagen se muestra la malla de corte a partir de las hojas del huso 30, teniendo en cuenta que la rejilla en ningún caso puede estar girada, como por ejemplo ocurre con la rejilla propia de las hojas 1:10.000, ya que volveríamos a tener el problema de las cuñas. En todos los casos, debe ser una rejilla rectangular con solape con las imágenes colindantes.
Rejilla rectangular para el recorte
b) Generación de malla de recorte. Por medio del uso de las librerías de software libre GDAL, el sistema para crear la malla necesaria para hacer el recorte de las hojas en huso 29 se divide en los siguientes pasos:
- Se genera una malla en huso 29.
- La malla se reproyecta a huso 30.
- Como esa malla no es rectangular se obtiene el mínimo rectángulo envolvente (MinimunBounding Box) mediante la herramienta Polígono de la extensión de la capa (Polygonfromlayerextent) de las herramientas vectoriales de QGIS 2.18.
c) Mosaicado del huso 29. Continuando con el uso de la librería de software libre GDAL, se mosaican todos los ficheros TIF del huso 29 en un solo fichero VRT (Virtual Raster), sobre el que pueden trabajar todos los comandos integrados en la librería GDAL. Es necesario realizar ficheros VRT para cada una de las resoluciones presentes, 0,25 metros y 0,50 metros.
De especial interés es destacar que cada uno de los mosaicos VRT creados deben contener la totalidad de imágenes TIF, ya que si no fuera así, en las zonas de unión entre imágenes a 25 y 50 cm nuevamente se crearían las cuñas de color blanco o negro descritas anteriormente.
En la siguiente ilustración se marcan en amarillo (izquierda) las hojas de 50 cm necesarias para crear el VRT de 25 cm y en azul (derecha) las hojas de 25 cm necesarias para crear el VRT de 50 cm.
Hojas de solape para realizar correctamente los recortes
d) Conversión de 16 Bits a 8 Bits. Para publicar la ortofoto tal y como se está haciendo hasta el momento, es necesario pasar de 16 Bits a 8 Bits. Este cambio provoca cierta pérdida de calidad pero asumible para las escalas de trabajo del producto. Como ventaja se obtienen ficheros muchos más pequeños. Para realizar este cambio se usan comandos de las librerías GDAL.
e) Generación de la imagen final. Finalmente se preparan las imágenes tras el proceso de reproyección del huso 29 al 30 y corte por hojas según la malla creada anteriormente.
– Transformación a JP2 de las ortos del huso 30
Se realiza el proceso de conversión de 16 Bits a 8 Bits y transformación a formato jp2.
Generación de pirámides para el servicio WMS
A partir de los ficheros JP2 descritos en el apartado anterior se generan las cuatro pirámides que se usarán posteriormente para montar los diferentes niveles del servicio WMS.
– Pirámides de 5 y 13 metros
La pirámide de 5 metros, junto con la de 13 metros, se generan por hojas 1:50.000, mientras que las correspondientes a 52 y 216 metros lo son en ficheros únicos. Con esta configuración de imágenes se consigue ganar velocidad en la carga del servicio WMS. Se usa una malla derivada de la malla oficial 1:50.000 a la que se le han cortado los bordes con los contornos de Andalucía y a la que se le ha sacado el mínimo rectángulo envolvente para evitar las cuñas.
Malla rectangular 1:50.000 usada en las pirámides de 5 m y 13 m
El recorte por hojas 50.000 se realiza añadiendo transparencia en las zonas exteriores donde el corte no es rectangular, con lo cual conseguimos evitar zonas negras o blancas en el exterior.
– Pirámides de 52 metros y 216 metros
Estas dos pirámides serán de un solo fichero. Se generan con el mismo procedimiento pero al tratarse de imágenes únicas no se efectuarán los cortes por hojas.
Controles de calidad
Finalmente y para asegurar la calidad de los procesos efectuados, se realizan diferentes procesos de control de calidad, comprobando en diferentes programas (QGIS 2.18, Global Mapper, ArcGis) el resultado final de las imágenes en formato JP2, la correcta configuración de las cabeceras de las imágenes o comprobando que los contornos de la totalidad de imágenes tratadas cubren la totalidad del territorio andaluz, sin saltos entre hojas a diferentes escalas o entre husos distintos.
Visualización del servicio WMS con la banda IR sobre el río Guadalquivir a su paso por Trebujena (Cádiz)
La ruta del servicio WMS en la que se pueden cargar de forma individualizada las bandas RGB, la banda BN y la banda IR es:
http://www.ideandalucia.es/wms/ortofoto2016?
