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Timestamp: 2019-02-17 03:34:05+00:00

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Cómo definir el tamaño de píxel más adecuado para un ráster - Gis&Beers
10 noviembre, 2018 Blogcellsize, Ground Sample Distance, GSD, interpolación, mosaico de drones, pixel size, resolución de celda, resolución en interpolación, tamaño de pixelgisadminbeers
Seguramente te estés planteando cuál es el mejor tamaño de píxel para un ráster durante tus análisis de interpolación entre curvas de nivel, rasterizado de archivos vectoriales, empleo de un mapa base o confección de un mosaico de drones. Aunque cada caso tiene una situación, hay que tener en cuenta varios factores. No todo es el tamaño.
El tamaño de píxel, o resolución espacial, es el que determina las dimensiones de las celdas del ráster a emplear, convertir o remuestrear. Accediendo a los atributos de tu ráster puedes identificar el tamaño de celda medido, comúnmente, expresado en metros. En otras ocasiones podrás encontrar las dimensiones referidas a arcos de minutos y segundos que podrás transformar a metros rápidamente para ver su equivalencia.
En la designación o trabajo de un tamaño de un píxel hay que tener en cuenta aspectos como la escala, la altura o la resolución limitante de otros datos involucrados. Aunque siempre se tiende a buscar la resolución más fina no siempre es necesario y adecuado. Peores resoluciones pueden darnos mejores resultados. Aquí tienes algunos casos que requieren de la identificación de tamaños de pixel y los aspectos clave a tener en cuenta.
A veces lo que importa no es el tamaño sino la escala
Aunque estés obsesionado con conseguir archivos de resoluciones finas de píxel, es muy probable que no te estés dando cuenta de que no las necesitas. Esto es muy recurrente, por ejemplo, a la hora de buscar imágenes aéreas, desechando recursos de peor resolución que podrían ofrecerte mejores resultados. El objetivo final de tus datos determinará en cierto modo el tamaño de pixel que debes manejar. ¿Realmente necesitas un tamaño tan fino para mostrar una imagen tan amplia?
El tamaño de píxel empieza a ser imperceptible cuando disminuimos la escala y nos alejamos de la vista. Sólo en escalas elevadas es posible apreciar el valor y tamaño de píxel por lo que, antes de nada, es necesario identificar a qué escala de trabajo mostrarás tus datos. Podrías estar trabajando tamaños de píxel grandes empleando escalas pequeñas sin tener que buscar archivos de gran resolución. Aquí tienes un ejemplo en el que observar mejores resultados a una escala pequeña (1:25.000) con peores tamaños de píxel frente a una escala mayor (1:2.5000) con tamaños de píxel más finos.
Antes de identificar la resolución de tu píxel identifica la escala de visualización y para qué lo necesitas realmente. Puedes trabajar una sencilla relación entre escalas y tamaños de píxel en función de tu limitación. Algo similar a lo que ocurre cuando se trabajan los archivos de pirámides. Para saber el tamaño de píxel que debe tener tu ráster frente a la escala de trabajo, o viceversa, puedes aplicar la siguiente relación:
Tamaño de píxel = Escala * 0,000265
Escala = Tamaño de píxel * 3780
De esta forma, si quieres rasterizar una capa vectorial generada a escala 1:25.000 el tamaño de píxel más apropiado debería estar cerca de los 6,6 metros. O si dispones de una imagen aérea con tamaño de píxel de 6 metros, la escala más apropiada para representar tus mapas deberá estar cerca de 1:22.500.
En algunos casos se apuran y fuerzan los tamaños de píxel siguiendo la regla de 1/5 de milímetro de escala. De esta forma, si quisiéramos rasterizar una cartografía generada a escala 1:50.000, el tamaño de píxel sería de 10 metros.
La resolución limitante en varias capas
Otro de los aspectos que no debemos perder de vista es el manejo de más de una capa ráster dentro de un análisis. Muchos de los análisis que se tienen entre manos pueden estar involucrando distintas capas temáticas con distintas resoluciones. Si estás trabajando con aspectos que impliquen un álgebra de mapas, el tamaño o resolución de píxel de trabajo limitante estará en aquella capa que muestre el mayor tamaño de celda.
Trabajar, por ejemplo, variables climáticas para generar un modelo, requerirá de varias capas ráster con iguales resoluciones si no quieres infravalorar o sobrevalorar tus datos. Todas las capas deberían presentar la misma resolución. Por ello, si existe una capa temática con la menor resolución de todas, será esa resolución la que condicione un redimensionado del resto de capas a igual tamaño de píxel.
Una alternativa puede ser el redimensionado de todas las capas a la mejor resolución trabajando iguales tamaños de píxel mínimos. En este caso estarás trabajando valores de píxel redundantes con iguales valores que se agruparán para generar un píxel más grande. Pero la comparativa de información en términos espaciales se verá sesgada.
Tamaño de píxel para mosaicos de imágenes aéreas
Los mosaicos de imágenes aéreas provenientes de vuelos de drones es uno de productos cartográficos donde el tamaño de píxel juega un papel importante a la hora de montar el mosaico final. La resolución de píxel de las imágenes tomadas puede diferir de la resolución de celda del mosaico que estemos montando. La clave en la designación del tamaño de píxel la tendrán parámetros como la altura de vuelo o la distancia focal.
Para poder definir una escala de trabajo adecuada a la que visualizar la imagen podremos seguir la siguiente relación de parámetros.
1/Et = F/H = CCD/GSD
Et: es la escala a la que deseamos trabajar
F: es la distancia focal de la cámara del dron
H: es la altitud a la que realizamos el vuelo
CCD (Charge Coupled Device): tamaño de pixel del sensor óptico
GSD (Ground Sample Distance): tamaño de píxel proyectado sobre terreno
En esta ocasión, conocer parámetros como la distancia focal de la cámara o las restricciones legales de altura de vuelo del dron determinarán la escala de trabajo y la resolución de píxel. Disponer de un objetivo u otro te ayudará a gestionar mosaicos con igual resolución de píxel pero haciendo vuelos más altos o más bajos. Podrás trabajar los valores mínimos de tamaño de píxel de tu mosaico sobre terreno mediante la relación:
GSD = H/F * CCD
Tamaño de pixel más adecuado para imágenes satélite
No hay tamaño adecuado para esto, sino resoluciones predefinidas en función de la imagen que quieras componer. Si estás guiándote por un tamaño de resolución asociada a una imagen satélite debes saber que no todas las bandas presentan la misma resolución. Las bandas del visible (para componer imágenes a color natural) ofrecen una resolución mayor que las bandas del infrarrojo (para componer imágenes a falso color).
De modo que, antes de guiarte por la resolución espacial máxima de una imagen satélite, identifica qué bandas de operación vas a trabajar para componer tu imagen. Satélites como Sentinel 2 trabajan resoluciones de 10, 20 y 60 metros en función de la banda empleada. Otros como Landsat 8 trabajan resoluciones de 15 y 30 metros. Puedes observar las diferencias de resoluciones ante las que te encontrarías si trabajaras una imagen a color natural o a falso color creyendo que estás trabajando siempre con la menor resolución. En este caso, la resolución de píxel es doble.
Algunos satélites como Landsat, ofrecen la posibilidad de mejorar la resolución de cualquier composición a color natural o falso color reduciendo el tamaño de los píxel a través del Pansharpening. Esta técnica permite filtrar los resultados de la imagen redimensionando los píxel a menor tamaño gracias al empleo de la banda pancromática.
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