Wednesday, September 3. 2008
Creación de mapas calibrados para GPS a partir de imágenes de mapas o Google maps para travesías
El documento relativo a este post en formato PDF se encuentra en: Fichero PDF
Artzai Picón
Disponer de una ruta planificada en el GPS nos puede ayudar a evitar perdernos en condiciones adversas de poca visibilidad como la niebla o la oscuridad. Sin embargo, no siempre disponemos de mapas de la zona en la que vamos a realizar la travesía, o no disponemos de mapas de la misma, por lo que el uso del GPS sólo nos ayuda a saber volver a la posición inicial de partida.
En este documento se explica la metodología para crear mapas calibrados en aquellos casos en los que no se dispone de cartografía de la zona (o sea, que no tenemos mapas), y en los casos en los que, disponiendo de cartografía, se pretende generar cartografía digital para GPS.
Como caso práctico se analizará la creación de la ruta de travesía y mapas digitales para una PDA o móvil bajo windows Mobile con GPS (incluído bluetooth) bajo software GPS OziExplorer, si bien se puede utilizar este método para crear mapas digitales y travesías en un gran número de GPS comerciales.
CASO PRÁCTICO:
En este documento se explica la metodología para crear mapas calibrados en aquellos casos en los que no se dispone de cartografía de la zona (o sea, que no tenemos mapas), y en los casos en los que, disponiendo de cartografía, se pretende generar cartografía digital para GPS.
Como caso práctico se analizará la creación de la ruta de travesía y mapas digitales para una PDA o móvil bajo windows Mobile con GPS (incluído bluetooth) bajo software GPS OziExplorer, si bien se puede utilizar este método para crear mapas digitales y travesías en un gran número de GPS comerciales.
CASO PRÁCTICO:
Creación de cartografía digital para ruta en canoas de cuatro días en la región de Mazuria, Polonia.
La ruta que se pretende digitalizar, para la que no dispone de cartografía de antemano, consiste en una travesía de cuatro días a través de la región de Mazuria consistente en algo más de 100km.
La planificación inicial realizada a partir de páginas web es la siguiente, con travesías diarias de unos 25 km y estancias en campings situados en las orillas del rio.
- 27/08 Llegada a Olsztyn por la noche.
- 28/08 Tren a Sorkwity, recogida de Kayaks y comienzo de la travesía, primera noche en Babieta (25,6 km).
- 29/08 Segunda noche en Zgon (21,6 km).
- 30/08 Tercera noche en Ukta (24,9 km).
- 31/08 Cuarto día de canoas, Destino Ruciane-Nida, devolución de canoas, noche en Ruciane-Nida (28,7 km).
- 01/09 Autobús a Varsovia, vuelo de vuelta.
Esta ruta preliminar, creada a partir de la información contenida en http://www.masuria-canoeing.com/krutynia_en/index.html, no nos permite obtener en ruta información precisa de la posición y dirección que se debe seguir, información de las carreteras circundantes, obtención de cordenadas precisas,…
Figura 1. Mapa de la ruta a realizar.
De cara a poder generar la ruta digital y la cartografía digital para esta travesía se van a seguir los siguientes pasos:
1. Reprodución de la travesía en Google maps.
2. Obtención de cartografía (dos opciones):
a. A partir de Google maps
b. Obtención de imagen de mapa JPEG de calidad.
3. Calibración de la cartografía obtenida a partir de Google Earth.
4. Creación de los waypoints de ruta.
5. Exportar mapas a dispositivo móvil.
1. REPRODUCIÓN DE LA TRAVESIA EN GOOGLE MAPS
Para ello, se recomienda disponer de una cuenta de Gmail. De esta
forma, el creador del mapa podrá guardarlo, editarlo, y compartirlo con
otros usuarios de los servicios Google.
En primer lugar, desde la página de Google maps
(http://maps.google.es/) , habiendo iniciado la sesión de gmail, se
buscará la ciudad de comienzo de la ruta, en este caso, la ciudad
polaca de Sorkwity.
Esto nos centrará el mapa de Google en la ciudad deseada. Después, se
presionará “crear mapa nuevo” y aparecerán en pantalla las herramientas
“dibujar línea” y “establecer marcador de posición”. Mediante estas dos
herramientas, y pintando con cuidado sobre el mapa, se dibuja la ruta a
seguir de forma aproximada y se guarda el mapa.
Figura 2. Reprodución de travesía en Google maps.
2. OBTENCIÓN DE LA CARTOGRAFÍA
(http://maps.google.es/) , habiendo iniciado la sesión de gmail, se
buscará la ciudad de comienzo de la ruta, en este caso, la ciudad
polaca de Sorkwity.
Esto nos centrará el mapa de Google en la ciudad deseada. Después, se
presionará “crear mapa nuevo” y aparecerán en pantalla las herramientas
“dibujar línea” y “establecer marcador de posición”. Mediante estas dos
herramientas, y pintando con cuidado sobre el mapa, se dibuja la ruta a
seguir de forma aproximada y se guarda el mapa.
Figura 2. Reprodución de travesía en Google maps.
2. OBTENCIÓN DE LA CARTOGRAFÍA
En el caso de que se disponga de un mapa adecuado, éste puede ser
escaneado o fotografíado, por lo que este paso sería más sencillo. En
el caso de que esto no sea posible, se va a proceder a la obtención de
un mapa de calidad a partir de Google maps.
Para ello, con el zoom más detallado posible, nos movemos por Google
maps en cada una de las zonas de la ruta y se presionará imprimir
pantalla para capturar la imagen mostrada. Esta imagen se pega en un
programa de tratamiento de imágenes, y se recorta la parte del mapa que
nos interesa tal y como muestran los recuadros rojos de la figura 3.
Figura 3. Obtención de cartografía en Google maps.
El objetivo de ésto es obtener un conjunto de “trozos de mapa” de
calidad a partir de Google maps (ver figura 4). Dado que Google maps no
nos da la opción de salvar con calidad adecuada el trozo de mapa
deseado, debemos recurrir a este subterfugio para conseguirlos.
Figura 4 Trozos de mapa capturados de Google maps.
Estos mapas deben estar solapados unos con otros, ya que se va a
proceder a crear un mapa único a partir de los distintos trozos de
mapas utilizados. Para ello, se va a utilizar el mismo software que se
utiliza para crear imágenes panorámicas en fotografía digital.
En nuestro caso, se utiliza PhotoShop para realizar este solapamiento.
Esta utilidad se encuentra en el menú automatización- photomerge. Se
seleccionan cada uno de los trozos de mapas obtenidos anteriormente y
se selecciona la opción “Reposition Only”, ya que solamente queremos
reposicionar las fotos en una sóla.
proceder a crear un mapa único a partir de los distintos trozos de
mapas utilizados. Para ello, se va a utilizar el mismo software que se
utiliza para crear imágenes panorámicas en fotografía digital.
En nuestro caso, se utiliza PhotoShop para realizar este solapamiento.
Esta utilidad se encuentra en el menú automatización- photomerge. Se
seleccionan cada uno de los trozos de mapas obtenidos anteriormente y
se selecciona la opción “Reposition Only”, ya que solamente queremos
reposicionar las fotos en una sóla.
Figura 5 Photoshop photomerge
El resultado es un mapa suma de los anteriores, de gran tamaño y calidad:
Figura 6. Mapa fusionado
Este método es tambien válido para otros formatos de mapas como pueden ser: escaneos de mapas, ortofotos de la Diputación,…
Si bien no es necesario generar el mapa fusionado, dado que
OziExplorer permite cambiar entre mapas asociados a la misma posición
de GPS, sí resulta cómodo por dos razones: 1- Sólo hay que calibrar un
mapa, 2- No hay que cambiar entre mapas en ruta.
Es muy importante obtener la cartografía de Google maps y no de
Google Earth, ya que este último es tridimensional en lugar de
ortogonal y puede hacer que la calibración no sea precisa.
Si bien no es necesario generar el mapa fusionado, dado que
OziExplorer permite cambiar entre mapas asociados a la misma posición
de GPS, sí resulta cómodo por dos razones: 1- Sólo hay que calibrar un
mapa, 2- No hay que cambiar entre mapas en ruta.
Es muy importante obtener la cartografía de Google maps y no de
Google Earth, ya que este último es tridimensional en lugar de
ortogonal y puede hacer que la calibración no sea precisa.
3. CALIBRACIÓN DE LA CARTOGRAFÍA
Una vez obtenido el mapa, es necesario calibrarlo. Para ello, se
utilizará la opción “Ver en Google Earth” disponible en Google maps.
Una vez abierto el Google Earth (que debe estar previamente instalado
en el ordenador), cada punto del cursor en Google Earth está asociado
con unas coordenadas de GPS determinadas tal y como se muestra en la
figura 7.
Figura 7 Visualización de la ruta en Google Earth
Para calibrar el mapa, se deben introducir de 2 a 10 puntos en los que
se sepa sus coordenadas GPS. Estas coordenadas, se van a obtener
mediante el empleo de Google Earth. Mediante el programa OziExplorer,
se va a seleccionar Load and Calibrate maps. Esto nos permite
seleccionar el mapa creado anteriormente y definir 9 puntos de
calibración. Para conseguir la calibración correcta de los puntos, se
buscará el punto correspondiente en Google Earth y el mapa cargado en
el OziExplorer. Las coordenadas reales asociadas a cada punto de
calibración se introducen en las pestañas de la derecha point1, 2, 3,…
9 tal y como se muestra en la figura 8.
Figura 8. Calibración en OZIExplorer.
Una vez seleccionados los puntos de calibración, se presionará el botón
save, quedando el mapa perfectmente georreferenciado. Cabe destacar,
que a mayor número de puntos de calibración, menor será el error
existente en el mapa.
save, quedando el mapa perfectmente georreferenciado. Cabe destacar,
que a mayor número de puntos de calibración, menor será el error
existente en el mapa.
4. CREACIÓN DE LOS WAYPOINTS DE RUTA
De cara a facilitar el seguimiento de la ruta en tiempo real, es
recomendable la creación de waypoints de ruta. Una ruta definida por
waypoints consiste en un conjunto de coordenadas GPS con numeración
sucesiva que cumplen la condición de que llegar de un waypoint a otro
se realiza de manera sencilla.
OZIExplorer define los waypoints independientemente del mapa
utilizado, son simplemente coordenadas. De esta forma, el usuario es
libre de tener uno o varios mapas que puede cambiar en función de las
necesidades del momento (diferentes escalas, ortofotos, mapa
carreteras) sin tener que variar los waypoints.
En ruta en tiempo real OZIExplorer indicará sobre el mapa el rumbo
adecuado para llegar al siguiente waypoint teniendo en cuenta la
posición GPS y avisará de cuando ha sido alcanzado el destino. Para
definir waypoints en OZIExplorer se cargará un mapa previamente
calibrado con la opción Load y se crearán los diferentes waypoints
mediante el uso de la barra de herramientas superior. Para finalizar,
estos waypoints se guardan con la opción Save.
recomendable la creación de waypoints de ruta. Una ruta definida por
waypoints consiste en un conjunto de coordenadas GPS con numeración
sucesiva que cumplen la condición de que llegar de un waypoint a otro
se realiza de manera sencilla.
OZIExplorer define los waypoints independientemente del mapa
utilizado, son simplemente coordenadas. De esta forma, el usuario es
libre de tener uno o varios mapas que puede cambiar en función de las
necesidades del momento (diferentes escalas, ortofotos, mapa
carreteras) sin tener que variar los waypoints.
En ruta en tiempo real OZIExplorer indicará sobre el mapa el rumbo
adecuado para llegar al siguiente waypoint teniendo en cuenta la
posición GPS y avisará de cuando ha sido alcanzado el destino. Para
definir waypoints en OZIExplorer se cargará un mapa previamente
calibrado con la opción Load y se crearán los diferentes waypoints
mediante el uso de la barra de herramientas superior. Para finalizar,
estos waypoints se guardan con la opción Save.
Figura 9. Definición de waypoints en OZIExplorer.
5. EXPORTAR MAPAS A DISPOSITIVO MOVILSólo queda un pequeño detalle para poder exportar el mapa y la ruta
generados a nuestro GPS basado en PDA: convertir los mapas a formato
movil. Dado que estos dispositivos móviles tienen una capacidad más
limitada para la visualización de los mapas, éstos tienen que ser
convertidos a un formato específico que les facilita la tarea. Para
ello OZIExplorer tiene incorporado un conversor de mapas de utilización
sencilla. Para realizar esta conversión se emplea el software Image To
Ozf incluido con OZIExplorer. En este programa se selecciona el
directorio donde se encuentran los mapas (.jpg) y se seleccionan
aquellos que se desean convertir. El programa generará un archivo .ozf
para cada uno de los mapas seleccionados que puede ser cargado en un
dispositivo movil.
generados a nuestro GPS basado en PDA: convertir los mapas a formato
movil. Dado que estos dispositivos móviles tienen una capacidad más
limitada para la visualización de los mapas, éstos tienen que ser
convertidos a un formato específico que les facilita la tarea. Para
ello OZIExplorer tiene incorporado un conversor de mapas de utilización
sencilla. Para realizar esta conversión se emplea el software Image To
Ozf incluido con OZIExplorer. En este programa se selecciona el
directorio donde se encuentran los mapas (.jpg) y se seleccionan
aquellos que se desean convertir. El programa generará un archivo .ozf
para cada uno de los mapas seleccionados que puede ser cargado en un
dispositivo movil.
Figura 10 Programa Image To Ozf
Todos los ficheros creados en este proceso se deben copiar al dispositivo PDA que tenga instalado el programa OziExplorerCE:
- MAPA.jpg: imagen de mapa creada.
- MAPA.map: calibración del mapa
- waypoints.wpt: waypoints de ruta.
- MAPA_ozf.map : imagen de mapa calibrado para dispositivo movil.
De esta forma, el dispositivo PDA permite cargar los mapas calibrados
en ruta y facilitar nuestra orientación. El resultado final se muestra
en la figura 11:
- MAPA.jpg: imagen de mapa creada.
- MAPA.map: calibración del mapa
- waypoints.wpt: waypoints de ruta.
- MAPA_ozf.map : imagen de mapa calibrado para dispositivo movil.
De esta forma, el dispositivo PDA permite cargar los mapas calibrados
en ruta y facilitar nuestra orientación. El resultado final se muestra
en la figura 11:
Figura 11 Visualización del mapa en dispositivo PDA.
Estos mapas fueron probados con una PDA qtek G200 conectada a un GPS
bluetooth Nokia de autonomía de más de 24 horas. La PDA permanecía
apagada cuando no se necesitaba visualizar el mapa y se encendía para
la visualización de la posición.
La conexión bluetooth era inmediata así como la visualización de la
posición actual, lo que permitía un gran ahorro de batería, ya que
permitía tener la PDA apagada y al presionar el botón aparecía en
pantalla el software OZIExplorer con la posición actual.
En ninguna de las travesías, de ocho horas de media, la PDA quedó con batería por debajo del 92%.
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Well, good excuse to practise my Spanish! I'm waiting for the pictures Mate! 
