1 MINISTERIO DE FOMENTO DIRECCIÓN GENERAL DEL INSTITUTO GEOGRÁFICO NACIONAL GRID ESTIMATION. APLICATION TO DATUM DISTORTION MODELLING Javier Glez. Matesanz Adolfo Dalda Mourón Instituto Geográfico Nacional

2 MINISTERIO DE FOMENTO DIRECCIÓN GENERAL DEL INSTITUTO GEOGRÁFICO NACIONAL Resolution no. 2 EUREF Symposium 2003, Toledo The IAG Subcommission for Europe (EUREF) –considering the adoption of ETRS89 as its official and unified Terrestrial Reference System (Resolution No. 1, Florence Symposium, 28 - 31 May –asks the European countries who have not yet adopted the ETRS89 as a basis for the re-definition of their national systems, to do so at their earliest convenience. MOTIVATION INTRO METHODS APLICATION TESTS CONCLUSION

3 MINISTERIO DE FOMENTO DIRECCIÓN GENERAL DEL INSTITUTO GEOGRÁFICO NACIONAL National Network using Spatial Techniques REGENTE ED50-ETRS89 Differences (Regidor 2001)

4 MINISTERIO DE FOMENTO DIRECCIÓN GENERAL DEL INSTITUTO GEOGRÁFICO NACIONAL Low Order Network Objective: –Predict datum changes in the low order network

5 MINISTERIO DE FOMENTO DIRECCIÓN GENERAL DEL INSTITUTO GEOGRÁFICO NACIONAL Objectives One One transformation Simple to apply Friendly for any spatial information data user Efficient, Efficient, capable of transforming great amounts of data SIG funcionality Capable of imitate a re-adjustment of a network, changes in shape and systematic effects. Removing distortions due to regional perturbations of local geodetic networks (Collier 1992)

6 MINISTERIO DE FOMENTO DIRECCIÓN GENERAL DEL INSTITUTO GEOGRÁFICO NACIONAL 7Parameters transformation Spatial Coord. Geoidal model Heterogeneity –2 areas: NW rest

7 MINISTERIO DE FOMENTO DIRECCIÓN GENERAL DEL INSTITUTO GEOGRÁFICO NACIONAL 7 PARAMETER Difficulties finding unique transformation Simply to apply. Geoid Efficient

8 MINISTERIO DE FOMENTO DIRECCIÓN GENERAL DEL INSTITUTO GEOGRÁFICO NACIONAL Polynomial transformation Real and complex variables Heterogeneous behavior absorbing Unique transformation Regression models controls

9 MINISTERIO DE FOMENTO DIRECCIÓN GENERAL DEL INSTITUTO GEOGRÁFICO NACIONAL Polynomial transformation Complex variable

10 MINISTERIO DE FOMENTO DIRECCIÓN GENERAL DEL INSTITUTO GEOGRÁFICO NACIONAL Polynomial transformation Real variables

11 MINISTERIO DE FOMENTO DIRECCIÓN GENERAL DEL INSTITUTO GEOGRÁFICO NACIONAL Polynomial transformation Comparison –Truth “REGENTE” –Complex V. –Real V.

12 MINISTERIO DE FOMENTO DIRECCIÓN GENERAL DEL INSTITUTO GEOGRÁFICO NACIONAL Distortion modelling Prediction

13 MINISTERIO DE FOMENTO DIRECCIÓN GENERAL DEL INSTITUTO GEOGRÁFICO NACIONAL Distortion modelling

14 MINISTERIO DE FOMENTO DIRECCIÓN GENERAL DEL INSTITUTO GEOGRÁFICO NACIONAL Longitude distortion

15 MINISTERIO DE FOMENTO DIRECCIÓN GENERAL DEL INSTITUTO GEOGRÁFICO NACIONAL Latitude distortion

16 MINISTERIO DE FOMENTO DIRECCIÓN GENERAL DEL INSTITUTO GEOGRÁFICO NACIONAL Minimum Curvature Surface method Metal plate behaviour Soft surface

17 MINISTERIO DE FOMENTO DIRECCIÓN GENERAL DEL INSTITUTO GEOGRÁFICO NACIONAL Minimum Curvature Surface method Ie. NADCON

18 MINISTERIO DE FOMENTO DIRECCIÓN GENERAL DEL INSTITUTO GEOGRÁFICO NACIONAL Rubber Sheeting method T. Delaunay Ie Great Britain

19 MINISTERIO DE FOMENTO DIRECCIÓN GENERAL DEL INSTITUTO GEOGRÁFICO NACIONAL Rubber Sheeting method T. Delaunay. Virtual points needed to allow linear behaviour out of the border

20 MINISTERIO DE FOMENTO DIRECCIÓN GENERAL DEL INSTITUTO GEOGRÁFICO NACIONAL Least Squares Collocation method

21 MINISTERIO DE FOMENTO DIRECCIÓN GENERAL DEL INSTITUTO GEOGRÁFICO NACIONAL Least Squares Collocation Mmcc prediction Signal estimation Ax=K+s+n Ie Australia, Canada Longitude Covariance

22 MINISTERIO DE FOMENTO DIRECCIÓN GENERAL DEL INSTITUTO GEOGRÁFICO NACIONAL TEST AREA (Castilla La Mancha) Readjustment of low order network in ETRS89 ~1400 external points. Not taken into account to build the tree grids (JSSobrino 2002)

23 MINISTERIO DE FOMENTO DIRECCIÓN GENERAL DEL INSTITUTO GEOGRÁFICO NACIONAL Comparison Test Castilla La Mancha Overall goodness of fit

24 MINISTERIO DE FOMENTO DIRECCIÓN GENERAL DEL INSTITUTO GEOGRÁFICO NACIONAL Points < 25cm MCS LSC Rubber Sheeting

25 MINISTERIO DE FOMENTO DIRECCIÓN GENERAL DEL INSTITUTO GEOGRÁFICO NACIONAL MODELADO DE DISTORSIÓN mejor transformación Calcular la mejor transformación conforme posible entre los dos datums, esto eliminaría la diferencia entre los mismos debida únicamente al cambio de Sistema Geodésico de Referencia pero no tendría en cuenta el cambio de forma. diferencias distorsión Obtener las diferencias entre el valor en el datum de llegada y el obtenido a partir de esta primera transformación conforme, que representan la distorsión. Modelar Modelar la distorsión. transformación conjunta Obtener la transformación conjunta “conformidad+modelo de distorsión”

26 MINISTERIO DE FOMENTO DIRECCIÓN GENERAL DEL INSTITUTO GEOGRÁFICO NACIONAL IMPLANTACIÓN Tipos de usuarios: –Geodestas –Geodestas, Topógrafos etc.. de conocimiento suficiente para aplicar las transformaciones aquí expuestas. cartografía y bases de datos espaciales –Creadores de cartografía y bases de datos espaciales con un conocimiento más limitado de estas herramientas. productos que son generados por los segundos –Usuarios de los productos que son generados por los segundos, navegantes, usuarios de GPS de ocio etc.. con mínimo conocimiento técnico sobre el problema que nos ocupa 11 22 33

27 MINISTERIO DE FOMENTO DIRECCIÓN GENERAL DEL INSTITUTO GEOGRÁFICO NACIONAL Grid distribution. NTV2 Autodesk Blue Marble Geographics Trimble Total Control ESRI Canada Limited (ARC-INFO) PCI Geomatics Bentley (MGE ) Guild International Inc. xwave GeoAnalytic Inc. Mapinfo Genawarehouse (GenaMap WorldServer Release 8:0) Mentor Software, Inc. Safe Software Inc. ( Feature Manipulation Engine, FME. SpatialDirect) Geocomp. (Terramodel for Windows 9.30) Schreiber Instruments, Inc. (GeoWindows 1.0) MicroSurvey Software Inc. (MicroSurvey 98,MicroSurvey CadPro 3.1)

28 MINISTERIO DE FOMENTO DIRECCIÓN GENERAL DEL INSTITUTO GEOGRÁFICO NACIONAL NTV2 format

29 MINISTERIO DE FOMENTO DIRECCIÓN GENERAL DEL INSTITUTO GEOGRÁFICO NACIONAL NTV2 format Main header grid 1: header grid 1: node values... grid N: header grid N: node values

30 MINISTERIO DE FOMENTO DIRECCIÓN GENERAL DEL INSTITUTO GEOGRÁFICO NACIONAL TOOLS DEVELOPED EXEcutables. JSP interactive web tools Developer tools Developer tools OCX / DLL GRIDs in NTV2

31 MINISTERIO DE FOMENTO DIRECCIÓN GENERAL DEL INSTITUTO GEOGRÁFICO NACIONAL Tools developed

32 MINISTERIO DE FOMENTO DIRECCIÓN GENERAL DEL INSTITUTO GEOGRÁFICO NACIONAL Conclusions