Este plan está organizado en las siguientes fases (Arozarena et al., 2008): Primera fase: Obtención y tratamiento de las coberturas de imágenes Esta primera fase tiene por objeto la obtención de coberturas de imágenes aéreas y de satélite, con resoluciones y ritmos de actualización optimizadas desde el punto de vista económico, así como de las aplicaciones en que se van a utilizar dichas imágenes. Estas coberturas se organizan en distintos niveles de resolución espacial y frecuencia temporal. - Plan Nacional de Ortofotografía Aérea (PNOA): Su objetivo es la obtención de coberturas con vuelos fotogramétricos con una frecuencia de actualización de 2 años. A partir de ellos se obtienen un modelo digital del terreno y otro de superficie con precisión altimétrica de 2 m (emc) y ortoimágenes digitales en color con tamaño de píxel de 50 cm y precisión planimétrica de 1 m (emc). Ciertas zonas, por intereses especiales de las comunidades autónomas, u otros organismos se están realizando con un tamaño de píxel de 25 cm. La producción del PNOA se inició en el año 2004 y se realiza por las Comunidades Autónomas, siendo la financiación compartida entre la Administración General del Estado (66%) y las comunidades autónomas (34%). Las cámaras digitales, que se usan mayoritariamente desde 2005, tienen los tres canales del visible más uno de infrarrojo próximo. - Plan Nacional de Teledetección (PNT) El Plan Nacional de Teledetección pretende coordinar la obtención y el tratamiento de recubrimientos de imágenes de satélite sobre nuestro territorio, para ello se definen los siguientes objetivos (Villa et al., 2008): Capítulo II 42 - Disminuir al máximo los costes del uso de las imágenes de satélite y las técnicas de Teledetección, de forma que se adquieran y se procesen una sola vez y puedan ser utilizadas por todos los organismos de las distintas administraciones. - Facilitar la utilización de las imágenes y los datos derivados mediante especificaciones técnicas comunes, procesos y productos documentados clara y abiertamente. - Disminuir al máximo los plazos entre la captación de la imagen y la disponibilidad de los datos derivados. - La información obtenida debe satisfacer al máximo las necesidades de todos los usuarios. - Fomentar la consolidación, mejora y expansión del tejido empresarial español en el sector de la Teledetección. - Fomentar la Innovación en España mediante la sinergia entre: Administración, Universidades, OPIS y Empresas. Estas coberturas están estructuradas en tres niveles de resolución espacial: - Alta resolución: Coberturas con imágenes de satélite de 2 a 10 m de resolución espacial en modo pancromático y de 10 a 30 m en modo multiespectral (satélites SPOT 5, IRS, Eros, etc…). La periodicidad prevista es de una cobertura al año, tomada en la época de verano. Las aplicaciones de estas imágenes son muy variadas, incluyendo, entre otras, la realización de bases de datos de ocupación del suelo (proyecto SIOSE), información agraria y actualización de bases de datos topográficas de escalas medias y pequeñas (1:200.000 a 1:1.000.000). Desde 2005 a 2009, el satélite escogido para la alta resolución ha sido SPOT5, con 2.5 m en pancromático y 10 m en multiespectral. Otras alternativas serían Formosat, y el satélite español INGENIO en el futuro próximo. - Media resolución: Coberturas con imágenes de satélites de 10 a 15 m en modo pancromático y de 20 a 50 m de resolución en modo multiespectral (satélites SPOT 4, Landsat 5, Landsat 7 , IRS, Aster, etc…). La periodicidad prevista inicialmente, era de al menos 4 coberturas al año, para cubrir adecuadamente los distintos períodos fenológicos (primavera, verano, otoño, invierno), pero desde mayo de 2008 se ha optado por una suscripción continua a los datos del satélite Landsat5, sensor TM (IGN, 2009). Las aplicaciones principales son: análisis multitemporal estacional e interanual, clasificación automática de coberturas del suelo, identificación de cultivos, detección de regadíos, información forestal, parámetros biofísicos, etc. Actualmente se está adquiriendo Landsat 5 Thematic Mapper, con un Las Bases de Datos Cartográficas 43 periodo de revisita de 16 días y 30 m de resolución máxima. Otras alternativas serán los sensores: DEIMOS1 o Sentinel 2. Asímismo, se pretende recopilar e inventariar todas las imágenes Landsat históricas sobre el territorio español existentes en los distintos organismos de las Administraciones, de forma que se puedan compartir entre todos ellos. - Baja resolución: Coberturas con imágenes multiespectrales de 50 a 5.000 m de resolución (satélites NOAA AVHRR, MODIS, SPOT (Vegetation), etc…) con una periodicidad desde 30 días a 15 minutos. Las aplicaciones principales son: extracción de parámetros biofísicos y medioambientales (NDVI, temperatura del suelo, material combustible, riesgo de incendio,etc.). Los sensores propuestos son AQUA-TERRA Modis o ENVISAT Meris. Otras alternativas de muy baja resolución, son: NOAA AVHRR, SPOT Vegetation, etc. Segunda fase: Extracción de la información La extracción de información está dirigida en dos vertientes distintas. Por un lado la obtención del SIOSE, descrito en la sección 2.3.6 y por otro lado, la obtención de indicadores agroambientales y parámetros biofísicos que pueden ser obtenidos de forma periódica mediante imágenes de satélite de resolución espacial media y baja. Tercera fase: diseminación de la información Para poner a disposición de todos los usuarios la información generada se prevé su publicación en servidores de datos, internet, transmisión de ficheros por FTP, entrega en soportes físicos, etc. Capítulo II 44 45 Capítulo III LA CLASIFICACIÓN DE IMÁGENES Y LA ACTUALIZACIÓN DE BASES DE DATOS CARTOGRÁFICAS 3.1.- Introducción La clasificación digital de imágenes es el proceso por el que se asigna un píxel de una imagen multi-espectral a una de las categorías de la leyenda, generalmente sobre la base de similitudes entre los valores numéricos que las definen (Chuvieco, 1996). La generación de cartografía temática a partir de imágenes aéreas o de satélite se realiza mediante fotointerpretación o por clasificación digital de la imagen. En ambas técnicas se siguen los mismos principios, aunque con variaciones en su aplicación. En primer lugar, del análisis de las imágenes se extraen las características definitorias de las diferentes clases a identificar. A continuación se comparan el total de elementos en las imágenes con las características obtenidas en el paso anterior. Por último, cada uno de los elementos que forman la imagen, píxeles individuales o grupos de ellos, se asignan a la clase correspondiente en función de su semejanza con las características que definen el total de las categorías. La clasificación de imágenes es un proceso complejo que requiere considerar numerosos factores. Los pasos principales en la clasificación de imágenes incluyen la selección de un método de clasificación adecuado, selección de muestras de aprendizaje, pre-procesado de la imagen, extracción de características, post-procesado de la clasificación y evaluación de la precisión obtenida. de clasificación también pueden agruparse según otros criterios, así por ejemplo, existen clasificadores paramétricos o no paramétricos, clasificadores duros o blandos y clasificadores por píxel, sub-píxel o por parcela u objeto (Lu y Weng, 2007). En las secciones siguientes se describen los métodos de clasificación según distintos enfoques. En primer lugar, según la unidad espacial que se considera en la clasificación y en segundo lugar, según las condiciones que se establecen a las características descriptoras de los objetos a clasificar. En la sección 3.4 se analiza la detección de cambios en una base de datos mediante el procesado de imágenes digitales, mientras que en la sección 3.5 se analizan las distintas posibilidades para incorporar la información contenida en un base de datos en un proceso de clasificación de imágenes. 3.2.- Métodos de clasificación según la unidad espacial considerada La resolución espacial de una imagen es una característica de la misma determinada por las características del sensor y por las condiciones de adquisición de la imagen. Siendo una de las características básicas de la imagen, el tamaño del píxel no debe condicionar totalmente la metodología a utilizar ni el tamaño de los objetos a extraer del análisis de la imagen. En algunos casos, el tamaño del píxel será demasiado grande en relación con el tamaño de los objetos a identificar, requiriendo la realización de una clasificación sub