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1 Pag. 1 de 9 GUÍA DOCENTE CURSO: DATOS BÁSICOS DE LA ASIGNATURA Asignatura: Ingeniería Geomática Orientada a la Evaluación de Recursos Naturales. (UAL) Código de asignatura: Plan: Máster en Representación y Diseño en Ingeniería y Arquitectura Año académico: Ciclo formativo: Máster Universitario Oficial Curso de la Titulación: 1 Tipo: Optativa Duración: Primer Cuatrimestre DISTRIBUCIÓN HORARIA DE LA ASIGNATURA SEGÚN NORMATIVA Créditos: 3 Horas Presenciales del estudiante: 22,5 Horas No Presenciales del estudiante: 52,5 Total Horas: 75 UTILIZACIÓN DE LA PLATAFORMA VIRTUAL: Semipresencial (b-learning) DATOS DEL PROFESORADO Nombre Aguilar Torres, Fernando José Departamento Dpto. de Ingeniería Edificio Escuela Politécnica Superior BAJA Despacho 40 Teléfono (institucional) Recursos Web personales Web de Aguilar Torres, Fernando José Nombre Aguilar Torres, Manuel Angel Departamento Dpto. de Ingeniería Edificio Escuela Politécnica Superior BAJA Despacho 39 Teléfono (institucional) Recursos Web personales Web de Aguilar Torres, Manuel Angel

2 ORGANIZACIÓN DE LAS ACTIVIDADES Actividades previstas para el aprendizaje y distribución horaria del trabajo del estudiante por actividad (estimación en horas) Gran Grupo 0,0 I. ACTIVIDADES DEL ESTUDIANTE (Presenciales / Online) Grupo Docente 12,5 10,0 Total Horas Presenciales/On line... 22,5 II. ACTIVIDADES NO PRESENCIALES DEL ESTUDIANTE (Trabajo Autónomo) TOTAL HORAS DE TRABAJO DEL ESTUDIANTE ( Trabajo en grupo, Trabajo individual ) 52,5 Total Horas No Presenciales... 52,5 75,0

3 ELEMENTOS DE INTERÉS PARA EL APRENDIZAJE DE LA ASIGNATURA Justificación de los contenidos Geomática (Geomatics) es un neologismo, de uso cada vez más extendido, que incluye varias disciplinas y técnicas para el estudio de la superficie de la Tierra y el Medio Ambiente donde el uso de la informática juega un papel decisivo, por lo que a veces también se la conoce como Geospatial Information o Geoinformation. Desde un punto de vista práctico se podría definir como el término científico moderno que hace referencia a un conjunto de ciencias en las cuales se integran los medios para la captura, tratamiento, análisis, interpretación, difusión y almacenamiento de información geográfica. En otras palabras, y de forma muy simple, se trata de representar el mundo real en un entorno virtual. La Geomática engloba tecnologías muy diversas relacionadas con la moderna topografía electrónica (estaciones totales, GPS, escáner láser, software para compensación de redes, etc.), fotogrametría digital, teledetección a partir de sensores aerotransportados o emplazados en satélites, cartografía digital, sistemas de información geográfica (GIS), sistemas de toma de decisiones, WebGIS, etc. Dado que el máster donde se engloba la asignatura tiene un carácter general, los contenidos de la asignatura han tenido que ser reducidos con la única intención de aproximar algunos elementos de la moderna Ingeniería Geomática al alumno que cursa el Máster en Representación y Diseño en Ingeniería y Arquitectura. Conviene indicar que la Ingeniería Geomática es el término científico moderno que hace referencia a la integración de los conocimientos de mediciones, análisis, manejo, almacenamiento, recuperación y despliegue de datos espaciales concernientes tanto a las características físicas de la tierra como a la estructura territorial y del ambiente. En nuestro caso se trata de monitorizar y evaluar recursos naturales (recursos forestales, marinos, evolución costera, usos del suelo, etc.), aunque sus aplicaciones pueden ser innumerables en el campo de las geociencias, ciencias ambientales e ingeniería civil. En este sentido, Los contenidos fundamentales de la asignatura podrían agruparse en los siguientes bloques: 1. Ingeniería Geomática. Conceptos generales. 2. Introducción a los sistemas de posicionamiento global. 3. Elementos de teledetección y procesamiento digital de imágenes. 4. Flujo fotogramétrico digital a partir de imágenes aéreas y de satélite de muy alta resolución. 5. Fundamento y aplicaciones de los sistemas LiDAR aerotransportados. 6. Fundamento y aplicaciones de los sistemas Radar. 7. Fusión y tratamiento de información multitemporal y multifuente en el seguimiento y análisis de recursos naturales y Medio Ambiente. Extracción automática de información temática. 8. Control de calidad de la información cartográfica georreferenciada. Materia con la que se relaciona en el Plan de Estudios Fotogrametría de Objeto Cercano y Escáner Láser Terrestre Sistemas de Información Geográfica y Teledetección Aplicada Conocimientos necesarios para abordar la Asignatura Se recomienda el disponer de conocimientos generales sobre matemáticas, física y herramientas informáticas. Se valoran, aunque no son imprescindibles, conocimientos previos sobre topografía, cartografía y geodesia. En cualquier caso se trata de una asignatura adecuada para cualquier persona que tenga una titulación técnica y esté interesada en conocer las enormes posibilidades que la ingeniería geomática ofrece para la representación virtual y análisis de nuestro entorno. Requisitos previos recogidos en la memoria de la Titulación Ninguno COMPETENCIAS Competencias Generales Competencias Genéricas de la Universidad de Almería Conocimientos básicos de la profesión Habilidad en el uso de las TIC Capacidad para aprender a trabajar de forma autónoma Otras Competencias Genéricas Aplicación de conocimientos Habilidad para el aprendizaje Competencias Específicas desarrolladas Aplicar leyes, fórmulas, realizar cálculos y generar sistemas propios de las ciencias geomáticas, necesarias para la utilización de las tecnologías vinculadas a la captura y procesamiento de información espacial, especialmente aquella orientada a su uso en el monitoreo de recursos naturales (forestales, minería, áreas litorales, etc.) y gestión integrada del territorio. Selección de los procedimientos geomáticos más adecuados en función del objetivo deseado (escala temporal y espacial, precisión geométrica y espectral, necesidad de fusión de datos, etc.).

4 También se abordará el desarrollo de otras competencias de índole personal como: - Sensibilidad hacia temas medioambientales. - Motivación por la calidad. OBJETIVOS/RESULTADOS DEL APRENDIZAJE Durante la asignatura, los alumnos desarrollarán las competencias citadas anteriormente, por lo que, a su fin, deben ser capaces de: a) Conocer el esquema básico del flujo fotogramétrico digital en la producción de ortofotografías y modelos digitales de elevaciones. Seleccionar de forma adecuada la fuente de datos (imagen aérea o satelital) en función del tipo de aplicación. Conocer las precisiones esperadas para cada producto y el coste aproximado del mismo. Valorar la importancia de la correcta adquisición de puntos de control. b) En relación con el manejo de datos LiDAR y Radar, deben comprender la importancia de la escala y precisión requeridas para la selección adecuada del sensor remoto. Igualmente deben tener el conocimiento adecuado del procesamiento de este tipo de datos para comprender que una mala gestión de los mismos puede invalidar los resultados obtenidos. Además deben tener un conocimiento general sobre los límites actuales de estos sensores. c) Deben ser capaces de manejar software genérico relacionado con el tratamiento fotogramétrico digital y el procesamiento de nubes de puntos láser. d) Explotación automática de datos georreferenciados basados en imágenes y nubes de puntos para la segmentación y clasificación de objetos de interés mediante técnias OBIA (Object Based Image Analysis). e) Por último, el alumno debe conocer y ser capaz de evaluar cualitativamente y cuantitativamente la calidad de los datos que maneja en la realización de estudios basados en datos georreferenciados, aplicando estándares que le permitan conocer el error que propaga a los modelos basados en información cartográfica 3D.

5 BLOQUES TEMÁTICOS Y MODALIDADES ORGANIZATIVAS 1. Ingeniería Geomática. Conceptos generales. Visión global de la Geomática y los elementos que la soportan: Informática (información, datos y procedimientos), geodesia y cartografía, fotogrametría, teledetección, GPS, escáner láser, GIS, sistemas expertos e información espacial. Grupo Docente Clases magistrales/participativas Visión general sobre la Ingeniería Geomática y los elementos que la soportan 1,0 2. Introducción a los sistemas de posicionamiento global Tecnología GPS. Principios fundamentales. Constelaciones NAVSTAR, GLONASS Y GALILEO. Observables: medidas de pseudo-distancia y fase de la portadora. Precisiones esperadas. Modos operativos GPS: posicionamiento absoluto, posicionamiento relativo y posicionamiento diferencial. Estrategias de medida en modo estático y modo cinemático (sobre código o fase). Errores GPS: errores sistemáticos, accidentales, orbitales, troposféricos e iónosféricos. Estudio de apuntes sobre el tema seleccionados por el profesor. Trabajo de campo para control de calidad de un vuelo LiDAR mediante GPS diferencial (modo RTK). Planificación y desarrollo. Trabajo de campo 2,0 Planificación por grupos del trabajo a realizar en campo. Elaboración de informe. 3. Elementos de teledetección y procesamiento digital de imágenes Espectro electromagnético. Sensores ópticos pasivos. Principios físicos. Radiación visible y color. Radiancia, reflectancia y respuesta espectral. Efectos de la atmósfera. Estudio del tema mediante material facilitado por el profesor Transformación de la imagen. Preprocesamiento. Preprocesamiento radiométrico. Corrección atmosférica. Preprocesamiento geométrico. Corrección de la distorsión geométrica. Procesamiento de la imagen digital. Técnicas de análisis espectral (histograma, escaterograma, mejora de contraste, transformaciones geométricas basadas en convolución y pan-sharpening). Interpretación cualitativa de imágenes (fotointerpretación). Análisis cuantitativo. Transformación multiespectral de imágenes (índices de vegetación). Técnicas de clasificación de imágenes (clasificadores paramétricos y no-paramétricos). Determinación de la precisión de la clasificación (matriz de confusión). Iniciación al uso de ERDAS Imagine Grupo Docente Clases magistrales/participativas 1,5 Realización de ejercicios 1,5 Realización de ejercicios con el software ERDAS propuestos por el profesor sobre tratamiento digital de imágenes digitales. Elaboración de informe.

6 Propuesta de lecturas complementarias sobre la materia facilitadas por el profesor. 4. Flujo fotogramétrico digital a partir de imágenes aéreas y de satélite de muy alta resolución. Fotogrametría digital. Imágenes aéreas. Características generales. Cámaras analógicas y digitales. Bases geométricas de la fotogrametría. Orientación interna. Orientación relativa. Orientación externa basada en GCps/Tie points y georreferenciación directa (GPs+IMU) Flujo fotogramétrico digital: Planificación del vuelo, digitalización, preparación de imágenes piramidales, orientación interna, relativa y absoluta. Puntos de control y de comprobación. Modelos de autocalibración. Aeotriangulación. Visión y edición estereoscópica. Imágenes epipolares. Generación de ortofotos y de modelos digitales de elevaciones. Correlación digital automática (correspondencia de imágenes) en la búsqueda de puntos homólogos y edición estereoscópica de modelos. Grupo Docente Clases magistrales/participativas 2,0 Tareas de laboratorio 1,0 Trabajo por grupos en el que se abordará un proyecto fotogramétrico sencillo relativo a la orientación de un estereopar (fotografías digitales cámara DMC de Intergraph RGB+Nir) y la producción de modelos digitales de elevaciones y ortofotos. Se empleará el software Leica Photogrammetry Suite (LPS). Imágenes de satélite de muy alta resolución (VHR) Introducción a las imágenes de satélite de muy alta resolución. Fundamentos de los sistemas tipo pushbroom (matrices lineales). Satélites Ikonos, QuickBird, GeoEye-1 y WorldView 2. Procesamiento de imágenes de satélite (Pan-Sharpening). Modelos de orientación rigurosos y basados en funciones racionales. Estereomodelos. Generación de ortoimágenes y modelos digitales de elevaciones a partir de imágenes de satélite. Aplicaciones. Lectura de textos recomendados por el profesor y redacción de un informe original donde se compare el potencial (precisiones, costes, calidad de los productos finales) del uso de imágenes aéreas y de imágenes de satélite VHR para la producción de ortoimágenes y modelos digitales de elevaciones. 5. Fundamentos y aplicaciones de los sistemas LiDAR aerotransportados Fundamentos de los sistemas LiDAR aerotransportados. Integración de escáner láser, sistema de navegación inercial y GPS cinemático. Parametrización de un vuelo. Corrección de pasadas y paso de alturas elipsoidales a ortométricas. Filtrado y clasificación de la nube de puntos para la obtención de modelos digitales del terreno, modelos digitales de superficies y modelos digitales de objetos. Visualización de nubes de puntos LiDAR mediante el visualizador gratuito FugroViewer. Aplicaciones. Grupo Docente Clases magistrales/participativas 1,5 Seminarios y actividades académicamente dirigidas 2,5 Realización, mediante trabajo en grupos, de un inventario forestal en una zona muy reducida a partir de la integración de datos LiDAR y ortoimágenes RGB mediante el software FUSION. Creación del modelo digital de superficies, modelo digital del terreno (filtrado automático) y modelo digital de altura de árboles (Canopy Height Model). Elaboración de informes donde se estimen parámetros como densidad de árboles, altura y tamaño medio de copa (incluyendo desviaciones estándar en la zona estudiada). 6. Fundamentos y aplicaciones de los sistemas Radar Fundamentos del Radar como sensor activo en el rango de las microondas. Radar vs sistemas ópticos. Técnicas Radar: Radar de apertura sintética (SAR), Radargrametría, Interferometría SAR y interferometría diferencial SAR. Coherencia de observaciones SAR. Generación de modelos digitales de superficies. Aplicaciones

7 Grupo Docente Clases magistrales/participativas 1,5 Lectura de textos recomendados por el profesor. 7. Fusión y tratamiento de información multitemporal y multifuente en el seguimiento y análisis de recursos naturales y Medio Ambiente. Extracción automática de información temática. Integración de datos georreferenciados multifuente y multitemporales. Técnicas de análisis de imángenes OBIA (Object Based Image Analysis) y métodos tradicionales (basados en píxeles). Segmentación de imágenes. Generación y optimización del vector de características (color, forma, área, textura y contexto de cada objeto). Clasificación supervisada de objetos mediante clasificadores no paramétricos (Nearest Neighbour y SVM). Importancia de las muestras de entrenamiento y validación del clasificador. Determinación de la precisión de la clasificación. Tareas de laboratorio 3,0 Realización de un trabajo individual de clasificación OBIA de imágenes digitales. Elaboración de informe de resultados obtenidos y posibilidades de mejora de la clasificación. 8. Control de calidad de la información cartográfica georreferenciada Control de calidad de productos digitales básicos: ortoimágenes y modelos digitales de elevaciones. Precisión horizontal y vertical. Detección de outliers. Errores aleatorios y sistemáticos. Métodos estándar para la evaluación de la precisión cartográfica. Métodos no paramétricos para la estimación del error e intervalos de confianza. Fiabilidad de los datos de precisión obtenidos. Elaboración de un informe de la precisión planimétrica de las ortoimágenes y calidad vertical de los modelos digitales de elevaciones realizados en el bloque docente 4.

8 PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN DE LAS COMPETENCIAS Criterios de Evaluación Evaluación continua mediante la propuesta y evaluación de trabajos individuales y en grupo mediante: Participación en clase y/o utilización del aula virtual. Realización de test on-line sobre contenidos teóricos. Evaluación de las propuestas prácticas, informes y presentación de resultados (individual o en grupos). Porcentajes de Evaluación de las Actividades a realizar por los alumnos Actividad (Nº horas) Porcentaje Gran Grupo ( 0 ) 0 % I. ACTIVIDADES DEL ESTUDIANTE (Presenciales / Online) Grupo Docente ( 12,5 ) 20 % ( 10 ) 20 % II. ACTIVIDADES NO PRESENCIALES DEL ESTUDIANTE (Trabajo autónomo) Instrumentos de Evaluación ( Trabajo en grupo, Trabajo individual ) (52,5) 60 % Valoración final de informes, trabajos, proyectos, etc. Pruebas finales de opción múltiple. Mecanismos de seguimiento Asistencia y participación en seminarios Alta y acceso al aula virtual Participación en herramientas de comunciación (foros de debate, correos) Entrega de actividades en clase Entrega de actividades en aula virtual

9 BIBLIOGRAFÍA Bibliografía recomendada Básica Basics of Geomatics (Mario A. Gomarasca) - Bibliografía básica Digital elevación model technologies and applications : the DEM users manual (Maune, David F. (Editor)) - Bibliografía básica Remote Sensing for Natural Resource Management & Environmental Monitoring (Editor-in-Chief: Andrew B. Rencz) - Bibliografía básica Complementaria Airborne and Terrestrial Laser Scanning (George Vosselman y Hans-Gerd Maas (Editores)) - Bibliografía complementaria Assessing the accuracy of remotely sensed data : principles and practices (Russell G. Congalton and Kass Green) - Bibliografía complementaria Calidad en la producción cartográfica (Ariza López, Francisco Javier ) - Bibliografía complementaria El deslinde del litoral. Capítulo "Integración y análisis exploratorio de datos geoespaciales como base para la gestión integrada del litoral" (Pérez Gálvez, J.F. (Editor). Autores: Aguilar, F.J. y Aguilar, M.A.) - Bibliografía complementaria Elementos de teledetección (Carlos Pinilla Ruíz) - Bibliografía complementaria Elements of photogrammetry : with applications in GIS (Paul R. Wolf, Bon A. Dewitt) - Bibliografía complementaria FOTOGRAMETRIA DIGITAL (GEOMATICA VOL. I) (Toni Schenk) - Bibliografía complementaria Fotogrametría moderna : analítica y digital (Lerma García, José Luis ) - Bibliografía complementaria Geomatic Methods for the Analysis of Data in the Earth Sciences (Lecture Notes in Earth Sciences) (Athanasios Dermanis (Editor), Armin Grün (Editor), Fernando Sanso (Editor) ) - Bibliografía complementaria Lectures on Spatial Statistics for GIS (Negreiros, J.G.,Aguilar, F.J.,Aguilar, M.A. ) - Bibliografía complementaria Maths for map makers (Arthur Allan) - Bibliografía complementaria Nociones de topografía y fotogrametría aérea (Ruiz Morales, Mario ) - Bibliografía complementaria Photogrammetry: geometry from images and laser scans (Karl Kraus ) - Bibliografía complementaria Remote Sensing and Image Interpretation (Lillesand, Kiefer and Chipman, Editors) - Bibliografía complementaria Teledetección ambiental : la observación de la tierra desde el espacio (Emilio Chuvieco) - Bibliografía complementaria Bibliografía existente en el Sistema de Información de la Biblioteca de la UAL Puede ver la bibliografía existente en la actualidad en el Sistema de Gestión de Biblioteca consultando en la siguiente dirección: GEOMATICA ORIENTADA A LA EVALUACION DE RECURSOS NATURALES. (UAL) DIRECCIONES WEB Centro Nacional de Información Geográfica Página oficial de la International Society for Photogrammetry and Remote Sensing Curso on-line introductorio a la tecnología LiDAR Página web de la American Society of Photogrammetry and Remote Sensing proyecto sobre gestíón integrada de zonas costeras (CAMP) Proyecto de Excelencia GeoCoastal (Fernando J. Aguilar) Proyecto GEOEYE1-WV2 (Manuel A. Aguilar) Clasificación mediante técnicas OBIA Comparariva de productos para la Ingeniería Geomática servidor de datos georreferenciados software diverso en el ámbito de la geomática base de datos espaciales de referencia de Andalucía (DERA) recursos matlab para el procesamiento de imágenes digitales página de DigitalGlobe, proveedor de imágenes de satélite página web de referencia para los usuarios de datos LiDAR en España Software gratuito para el tratamiento de datos LiDAR en entorno ArcGIS