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<article-title xml:lang="es"><![CDATA[Análisis y evaluación del proceso de georrectificación de imágenes ikonos de áreas de exploración y producción petrolera]]></article-title>
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<abstract abstract-type="short" xml:lang="en"><p><![CDATA[A digital image’s raw format contains geometric distortions originated at their acquisition. They can not be used directly as a map, but require of a process known as georectification, which needs ground control points (GCP) recognized both in the image and in the corresponding terrain position. This allows to obtain an image with the geometric integrity of a map. The research considered analysis and evaluation of several mathematical models for the georectification process. Three panchromatic digital images of the IKONOS platform, property of Petróleos de Venezuela S.A. (PDVSA) were used. The images cover a surface of 330km²of the operative area of OleoLUZ (a subsidiary of PDVSA), located at the north of Maracaibo city. GCPs used for georectification were obtained by GPS measurement. The georectification of images were done with PCI Geomatics V.8.2.1 software. Tests performed showed that 3rd order polynomials were the most adequate mathematical models, obtaining georectificated images with residuals of less than ±1m.]]></p></abstract>
<abstract abstract-type="short" xml:lang="pt"><p><![CDATA[As imagens digitais em seu formato original têm distorsões geométricas que se originam no momento de sua aquisição. Para corrigir tais distorsões é necessário aplicar um processo denominado georretificação, que requer de pontos de controle terrestre (PCT) claramente identificáveis na imagem e no terreno, permitindo obter um produto com a integridade geométrica de um mapa. A investigação compreende a análise e avaliação de diferentes modelos matemáticos para a georretificação, para o qual contou-se com três imagens digitais IKONOS pancromáticas pertencentes a Petróleos de Venezuela S.A. (PDVSA). Estas imagens cobrem uma superfície de aproximadamente 330 km² da área operativa da empresa OleoLUZ (filial de PDVSA), localizada ao norte da cidade de Maracaibo. Os PCT utilizados no processo de georretificação foram gerados a partir de medições GPS. A georretificação das imagens se realizou com o software PCI Geomatics V.8.2.1. Os experimentos realizados determinaram que o modelo matemático mais adequado foi o polinômio de 3ª ordem, obtendo-se como produto final três imagens georretificadas com residuais menores a ±1m.]]></p></abstract>
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<kwd lng="es"><![CDATA[Georrectificación]]></kwd>
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</front><body><![CDATA[   <B><FONT SIZE=4>    <P ALIGN="CENTER">An&aacute;lisis y evaluaci&oacute;n del proceso de georrectificaci&oacute;n de im&aacute;genes ikonos de &aacute;reas de exploraci&oacute;n y producci&oacute;n petrolera</P> </B></FONT>    <P ALIGN="CENTER">Herm&oacute;genes Su&aacute;rez, Dar&iacute;o Gonz&aacute;lez, Giovanni Royero, Melvin Hoyer y Eugen Wildermann </P>     <P ALIGN="JUSTIFY">Herm&oacute;genes Su&aacute;rez.<B> Ingeniero Geodesta, Universidad del Zulia (LUZ), Venezuela. Investigador, Laboratorio de Geodesia F&iacute;sica y Satelital (LGFS), LUZ. Direcci&oacute;n: Escuela de Ingenier&iacute;a Geod&eacute;sica, LUZ. Apartado Postal 4011, Maracaibo, Venezuela. e-mail: hsuarez@luz.edu.ve</P> </B>    <P ALIGN="JUSTIFY">Dar&iacute;o Gonz&aacute;lez.<B> Ingeniero Geodesta, LUZ, Venezuela. Investigador, LGFS-LUZ, Venezuela. e-mail: dagonzal@luz.edu.ve</P> </B>    <P ALIGN="JUSTIFY">Giovanni Royero.<B> Ingeniero Geodesta y M.Sc. en Ingenier&iacute;a Geod&eacute;sica, LUZ, Venezuela. Profesor y Jefe del Laboratorio de Fotogrametr&iacute;a y Sensores Remotos, LUZ, Venezuela. e-mail: groyero@luz.edu.ve</P> </B>    <P ALIGN="JUSTIFY">Melvin Hoyer.<B> Ingeniero Geodesta, LUZ, Venezuela. Doctor en Ingenier&iacute;a, Universidad de Hannover, Alemania. Profesor y Jefe del LGFS-LUZ, Venezuela. e-mail: mhoyer@luz.edulve</P> </B>    <P ALIGN="JUSTIFY">Eugen Wildermann.<B> Ingeniero Geodesta y Doctor en Ingenier&iacute;a, Universidad de Hannover, Alemania. Profesor y Jefe del Deparatamento de Geodesia Superior, LUZ, Venezuela. e-mail: ewilderm@luz.edu.ve</P>     <P ALIGN="JUSTIFY">Resumen</P> </B>    <P ALIGN="JUSTIFY">Las im&aacute;genes digitales en su formato original tienen distorsiones geom&eacute;tricas que se originan en el momento de su adquisici&oacute;n. Para corregir tales distorsiones es necesario aplicar un proceso denominado georrectificaci&oacute;n, que requiere de puntos de control terrestre (PCT) claramente identificables en la imagen y en el terreno, permitiendo obtener un producto con la integridad geom&eacute;trica de un mapa. La investigaci&oacute;n comprende el an&aacute;lisis y evaluaci&oacute;n de diferentes modelos matem&aacute;ticos para la georrectificaci&oacute;n, para lo que se cont&oacute; con tres im&aacute;genes digitales IKONOS pancrom&aacute;ticas pertenecientes a Petr&oacute;leos de Venezuela S.A. (PDVSA). Estas im&aacute;genes cubren una superficie de aproximadamente 330km<SUP>2</SUP> del &aacute;rea operativa de la empresa OleoLUZ (filial de PDVSA), ubicada al norte de la ciudad de Maracaibo. Los PCT utilizados en el proceso de georrectificaci&oacute;n se generaron a partir de mediciones GPS. La georrectificaci&oacute;n de las im&aacute;genes se realiz&oacute; con el software PCI Geomatics V.8.2.1. Los experimentos realizados determinaron que el modelo matem&aacute;tico m&aacute;s adecuado fue el polinomio de3<SUP>er</SUP> orden, obteni&eacute;ndose como producto final tres im&aacute;genes georrectificadas con residuales menores a ±1m.</P> <B>    ]]></body>
<body><![CDATA[<P ALIGN="JUSTIFY">Summary</P> </B>    <P ALIGN="JUSTIFY">A digital image’s raw format contains geometric distortions originated at their acquisition. They can not be used directly as a map, but require of a process known as georectification, which needs ground control points (GCP) recognized both in the image and in the corresponding terrain position. This allows to obtain an image with the geometric integrity of a map. The research considered analysis and evaluation of several mathematical models for the georectification process. Three panchromatic digital images of the IKONOS platform, property of Petr&oacute;leos de Venezuela S.A. (PDVSA) were used. The images cover a surface of 330km<SUP>2</SUP>of the operative area of OleoLUZ (a subsidiary of PDVSA), located at the north of Maracaibo city. GCPs used for georectification were obtained by GPS measurement. The georectification of images were done with PCI Geomatics V.8.2.1 software. Tests performed showed that 3<SUP>rd</SUP> order polynomials were the most adequate mathematical models, obtaining georectificated images with residuals of less than ±1m.</P> <B>    <P ALIGN="JUSTIFY">Resumo</P> </B>    <P ALIGN="JUSTIFY">As imagens digitais em seu formato original t&ecirc;m distors&otilde;es geom&eacute;tricas que se originam no momento de sua aquisi&ccedil;&atilde;o. Para corrigir tais distors&otilde;es &eacute; necess&aacute;rio aplicar um processo denominado georretifica&ccedil;&atilde;o, que requer de pontos de controle terrestre (PCT) claramente identific&aacute;veis na imagem e no terreno, permitindo obter um produto com a integridade geom&eacute;trica de um mapa. A investiga&ccedil;&atilde;o compreende a an&aacute;lise e avalia&ccedil;&atilde;o de diferentes modelos matem&aacute;ticos para a georretifica&ccedil;&atilde;o, para o qual contou-se com tr&ecirc;s imagens digitais IKONOS pancrom&aacute;ticas pertencentes a Petr&oacute;leos de Venezuela S.A. (PDVSA). Estas imagens cobrem uma superf&iacute;cie de aproximadamente 330 km<SUP>2 </SUP>da &aacute;rea operativa da empresa OleoLUZ (filial de PDVSA), localizada ao norte da cidade de Maracaibo. Os PCT utilizados no processo de georretifica&ccedil;&atilde;o foram gerados a partir de medi&ccedil;&otilde;es GPS. A georretifica&ccedil;&atilde;o das imagens se realizou com o software PCI Geomatics V.8.2.1. Os experimentos realizados determinaram que o modelo matem&aacute;tico mais adequado foi o polin&ocirc;mio de 3<SUP>a</SUP> ordem, obtendo-se como produto final tr&ecirc;s imagens georretificadas com residuais menores a ±1m.</P> <B>    <P ALIGN="JUSTIFY">PALABRAS CLAVE / Georrectificaci&oacute;n / GPS / IKONOS / OleoLUZ / Puntos de Control Terrestre /</P>     <P ALIGN="JUSTIFY">Recibido: </B>22/07/2004. <B>Modificado: </B>29/03/2005.<B> Aceptado: </B>19/05/2005.</P>     <P ALIGN="JUSTIFY">A pesar de la acelerada evoluci&oacute;n tecnol&oacute;gica desarrollada para obtener im&aacute;genes digitales satelitales cada vez m&aacute;s precisas y detalladas de la superficie de la Tierra, todav&iacute;a las im&aacute;genes tienen distorsiones en su formato original y, como consecuencia de ello, no pueden ser usadas directamente como material cartogr&aacute;fico (Lillesand y Kiefer, 2000). Se hace necesario aplicar un proceso denominado georrectificaci&oacute;n, para el cual se requiere de puntos de control terrestre (PCT) claramente identificables en la imagen y en el terreno para, a trav&eacute;s de un proceso de ajuste por cuadrados m&iacute;nimos, modelar y minimizar las distorsiones presentes y generar como producto final una imagen con la integridad geom&eacute;trica de un mapa (Royero, 1999).</P>     <P ALIGN="JUSTIFY">El presente estudio tuvo como objetivo realizar la georrectificaci&oacute;n de tres im&aacute;genes satelitales IKONOS pertenecientes a la empresa Petr&oacute;leos de Venezuela S.A. (PDVSA) que cubren el &aacute;rea operativa de su empresa filial OleoLuz, ubicada al norte de la ciudad de Maracaibo, Venezuela, cubriendo poblaciones como Campo Mara, El Moj&aacute;n, Las Cuatro Bocas, Los Mayales y zonas circundantes. Desde el punto de vista petrolero, la zona b&aacute;sicamente est&aacute; conformada por pozos petroleros, oleoductos, gasoductos, plantas de almacenamiento y de distribuci&oacute;n, refiner&iacute;as y plantas de gas, entre otros. La idea de georrectificar estas im&aacute;genes naci&oacute; de la necesidad de OleoLuz, que por tratarse de una empresa novel, carec&iacute;a de informaci&oacute;n cartogr&aacute;fica actualizada que le permitiese optimizar sus operaciones de exploraci&oacute;n y producci&oacute;n petrolera, as&iacute; como tambi&eacute;n generar la informaci&oacute;n b&aacute;sica necesaria para desarrollar un Sistema de Informaci&oacute;n Geogr&aacute;fica (SIG) para el manejo de las actividades catastrales en la zona. Para la georrectificaci&oacute;n de las im&aacute;genes se us&oacute; la plataforma de procesamiento digital PCI Geomatics V.8.2.1 (PCI Geomatics, 2001). Los PCT se generaron mediante mediciones GPS de doble frecuencia est&aacute;tico r&aacute;pidas. En la parte experimental se analiza y eval&uacute;a el comportamiento de los modelos polin&oacute;micos de 1<SUP>er</SUP>, 2<SUP>do</SUP> y 3<SUP>er</SUP> orden en el proceso de georrectificaci&oacute;n de im&aacute;genes IKONOS que cubren &aacute;reas de exploraci&oacute;n y producci&oacute;n petrolera.</P> <B>    <P ALIGN="JUSTIFY">Metodolog&iacute;a</P> </B>    <P ALIGN="JUSTIFY">Para el procesamiento de las im&aacute;genes satelitales IKONOS disponibles, se usaron los m&oacute;dulos de la plataforma de procesamiento digital PCI Geomatics V.8.2.1 (Focus, OrthoEngine, PCI Modeler, EASI, Fly!) y PCT obtenidos mediante mediciones satelitales GPS de doble frecuencia. Para la georrectificaci&oacute;n se aplicaron diferentes modelos polin&oacute;micos disponibles en el m&oacute;dulo OrthoEngine. El procedimiento aplicado fue:</P>     ]]></body>
<body><![CDATA[<P ALIGN="JUSTIFY">- Preparaci&oacute;n de las im&aacute;genes disponibles mediante los m&oacute;dulos de mejoramiento, brillantez y contraste para resaltar y obtener una mejor visualizaci&oacute;n de los elementos culturales de inter&eacute;s, lo cual contribuy&oacute; a una selecci&oacute;n m&aacute;s precisa de los PCT.</P>     <P ALIGN="JUSTIFY">- An&aacute;lisis visual de las im&aacute;genes disponibles, con la finalidad de seleccionar los PCT.</P>     <P ALIGN="JUSTIFY">- Ejecuci&oacute;n de mediciones GPS est&aacute;tico r&aacute;pidas, cinem&aacute;ticas y RTK con receptores de doble frecuencia sobre los PCT seleccionados.</P>     <P ALIGN="JUSTIFY">- Procesamiento, an&aacute;lisis, evaluaci&oacute;n e interpretaci&oacute;n de los resultados de las mediciones GPS.</P>     <P ALIGN="JUSTIFY">- Ejecuci&oacute;n de la georrectificaci&oacute;n de las im&aacute;genes aplicando diferentes modelos matem&aacute;ticos (polinomios de 1<SUP>er</SUP>, 2<SUP>do</SUP> y 3<SUP>er</SUP> orden).</P>     <P ALIGN="JUSTIFY">- Aplicaci&oacute;n de t&eacute;cnicas de control externo para evaluar la calidad y exactitud del proceso de georrectificaci&oacute;n.</P>     <P ALIGN="JUSTIFY">- An&aacute;lisis, evaluaci&oacute;n e interpretaci&oacute;n de los resultados obtenidos.</P>     <P ALIGN="JUSTIFY">- Formulaci&oacute;n de conclusiones y recomendaciones generadas a partir de los resultados.</P>     <P ALIGN="JUSTIFY">Im&aacute;genes y area de estudio</P>     <P ALIGN="JUSTIFY">Se dispuso de 3 im&aacute;genes de la plataforma IKONOS que cubren un &aacute;rea de 330km<SUP>2</SUP>al norte de la ciudad de Maracaibo, Venezuela. &Eacute;stas son im&aacute;genes pancrom&aacute;ticas (450-900<FONT FACE=Symbol>h</FONT>m) tipo GEO con resoluci&oacute;n espacial de 1m, resoluci&oacute;n radiom&eacute;trica de 11 bits, el datum asociado WGS-84 y el formato de grabaci&oacute;n tipo (*.TIFF; Space Imaging, 2001).</P>     ]]></body>
<body><![CDATA[<P ALIGN="JUSTIFY">Cada imagen abarca un &aacute;rea aproximada de 121km<SUP>2</SUP>(11×11km). La imagen Mara-2 se ubica entre los 11º00'01'' y 10º53'59''N y los 71º42'38'' y 70º48'44''O; la imagen Mara-3 entre los 10º54'05'' y 10º48'01''N y los 71º48'41'' y 71º42'33''O y, por &uacute;ltimo, la imagen Mara-4 entre los 10º54'03'' y 10º47'57''N y los 71º52'57'' y 71º46'51''O (<A HREF="#f1">Figura 1</A>).</P>     <P ALIGN="CENTER"><A NAME="f1"><IMG SRC="/img/fbpe/inci/v30n7/Image638.jpg" WIDTH=560 HEIGHT=212></A></P>     
<P ALIGN="JUSTIFY">Selecci&oacute;n de los puntos de control terrestre (PCT)</P>     <P ALIGN="JUSTIFY">El proceso de selecci&oacute;n de los PCT suele ser una tarea laboriosa y de mucho cuidado. En este sentido, para la investigaci&oacute;n se establecieron una serie de criterios enmarcados dentro de una metodolog&iacute;a que conllev&oacute; a una adecuada selecci&oacute;n de los PCT, con el fin de garantizar &oacute;ptimos resultados en el proceso de georrectificaci&oacute;n. Estos criterios fueron clasificados desde tres puntos de vista estrechamente relacionados:</P>     <P ALIGN="JUSTIFY">Aspectos geom&eacute;tricos. Se analizaron los aspectos relacionados con la cantidad, ubicaci&oacute;n y distribuci&oacute;n espacial de los PCT dentro de la imagen. Esto com&uacute;nmente se conoce como distribuci&oacute;n espacial de los PCT (Chuvieco, 1996). Para ello:</P>     <P ALIGN="JUSTIFY">- Se seleccionaron 16 PCT como m&iacute;nimo por imagen, para garantizar la aplicaci&oacute;n de polinomios hasta 4to orden.</P>     <P ALIGN="JUSTIFY">- La selecci&oacute;n de los PCT deb&iacute;a responder a una distribuci&oacute;n espacialmente uniforme y sim&eacute;trica, en este caso la distribuci&oacute;n se bas&oacute; en un arreglo matricial para lo cual la imagen se dividi&oacute; en nueve zonas (matriz de 3×3). Para cada zona se seleccionaron un m&iacute;nimo de 4 PCT tentativos, sumando un total de 36 PCT por imagen.</P>     <P ALIGN="JUSTIFY">- Se seleccionaron PCT en aquellas zonas donde se observaron variaciones topogr&aacute;ficas considerables mediante el modelo digital del terreno GTOPO30 (Bliss y Olsen, 1996). Esto con la finalidad de modelar las distorsiones geom&eacute;tricas causadas por el relieve sin la necesidad de aplicar un proceso de ortorectificaci&oacute;n.</P>     <P ALIGN="JUSTIFY">Aspectos radiom&eacute;tricos. Estos se concentran en las caracter&iacute;sticas propias de la imagen y de los elementos a seleccionar, que fungir&iacute;an como PCT. Se consider&oacute; la forma, el tama&ntilde;o, la altura, la orientaci&oacute;n, la sombra, la tonalidad, el contraste y otros aspectos importantes:</P>     <P ALIGN="JUSTIFY">- A cada imagen se le aplic&oacute; un filtro de paso alto denominado Edge Sharpening Filter, el cual refuerza los componentes de alta frecuencia sin eliminar los de baja frecuencia. El objetivo es remarcar los contrastes espaciales entre p&iacute;xeles vecinos, enfatizando los rasgos lineales presentes en la imagen (PCI Geomatics, 2001).</P>     ]]></body>
<body><![CDATA[<P ALIGN="JUSTIFY">- Como caracter&iacute;stica principal, los objetos a seleccionar deb&iacute;an presentar un alto contraste respecto a su entorno; es as&iacute; como se seleccionaron elementos cuya tonalidad tend&iacute;a al color blanco mientras que su entorno pose&iacute;a tonalidades m&aacute;s oscuras.</P>     <P ALIGN="JUSTIFY">- Los objetos deb&iacute;an estar lo m&aacute;s posiblemente alineados u orientados con las filas o columnas que conforman la imagen, donde no se formen diagonales de p&iacute;xeles o el denominado efecto escalera.</P>     <P ALIGN="JUSTIFY">- La mayor&iacute;a de los PCT seleccionados para esta investigaci&oacute;n fueron: esquinas de casas (techos), esquinas de galpones, esquinas de linderos (bahareques, madrinas), bordes de aceras (brocales), demarcaciones de canchas deportivas, muelles, instalaciones petroleras, pozos petroleros, intersecciones y/o cruces de tuber&iacute;as (acueductos, oleoductos, gasoductos, poliductos).</P>     <P ALIGN="JUSTIFY">Aspectos log&iacute;sticos. Estos criterios abordan aquellos aspectos que se deben tomar en cuenta seg&uacute;n la t&eacute;cnica de adquisici&oacute;n de los PCT a aplicar, considerando los aspectos inherentes al proceso mismo de medici&oacute;n. En tal sentido:</P>     <P ALIGN="JUSTIFY">- Se trat&oacute; de garantizar un f&aacute;cil acceso y al mismo tiempo considerar los recursos disponibles (veh&iacute;culos, personal, instrumental). Se tomaron en cuenta los accesos, la permisolog&iacute;a, la seguridad, la topograf&iacute;a, el estado y condiciones de las v&iacute;as de comunicaci&oacute;n.</P>     <P ALIGN="JUSTIFY">- El objeto a medir deb&iacute;a presentar las condiciones m&iacute;nimas para garantizar la ejecuci&oacute;n adecuada de las mediciones GPS. Se evitaron sitios con obstrucciones y se seleccionaron objetos f&aacute;cilmente medibles, evitando objetos de gran altura donde pudiese ser dif&iacute;cil colocar una antena GPS.</P>     <P ALIGN="JUSTIFY">- Tal y como se mencion&oacute;, se seleccionaron por imagen 36 PCT de los que s&oacute;lo se midieron 16. El prop&oacute;sito de seleccionar 36 PCT fue disponer en campo de PCT alternativos que permitieran sustituir los PCT que por alguna raz&oacute;n no pudieran ser accesados y por ende, medidos.</P>     <P ALIGN="JUSTIFY">Mediciones GPS sobre PCT seleccionados</P>     <P ALIGN="JUSTIFY">El levantamiento de los PCT necesarios para la georrectificaci&oacute;n de las im&aacute;genes se realiz&oacute; con 3 receptores de doble frecuencia marca Ashtech modelo Z-Surveyor (Ashtech, 1998) pertenecientes al Laboratorio de Geodesia F&iacute;sica y Satelital de la Universidad del Zulia. Se realizaron mediciones est&aacute;tico r&aacute;pidas cuyos par&aacute;metros de medici&oacute;n fueron: 15min de observaci&oacute;n, con intervalo de grabaci&oacute;n de observaciones de 5s y con un &aacute;ngulo de corte de 10º para cada PCT (Hoyer, 2000). Se midi&oacute; un total de 57 PCT distribuidos en las tres im&aacute;genes con una calidad en el orden de ±0,01m (Gonz&aacute;lez y Su&aacute;rez, 2003).</P>     <P ALIGN="JUSTIFY">Con la finalidad de ser utilizados exclusivamente como puntos de control externo para evaluar la calidad geom&eacute;trica de las im&aacute;genes una vez georrectificadas, se realiz&oacute; un levantamiento de 40 PCT adicionales en tiempo real RTK (Real Time Kinematic) con una calidad en el orden de los ±0,03m. Tambi&eacute;n como informaci&oacute;n de control, se realizaron mediciones GPS bajo el procedimiento cinem&aacute;tico, con un intervalo de grabaci&oacute;n de 1s, sobre v&iacute;as de comunicaci&oacute;n visibles en las im&aacute;genes disponibles. Se midi&oacute; un total de cuatro trayectorias que cubr&iacute;an las tres im&aacute;genes, &eacute;stas presentaron RMS menores a los ±0,60m, calidad suficiente ya que las im&aacute;genes poseen una resoluci&oacute;n espacial de aproximadamente 1m. El procesamiento de las mediciones GPS se realiz&oacute; con el software Ashtech Office Suite V.1.6 (Ashtech, 1998).</P> <B>    ]]></body>
<body><![CDATA[<P ALIGN="JUSTIFY">Georrectificaci&oacute;n</P> </B>    <P ALIGN="JUSTIFY">El proceso de georrectificaci&oacute;n permite corregir las distorsiones geom&eacute;tricas presentes en el formato original de las im&aacute;genes satelitales y generar im&aacute;genes utilizables, con la integridad geom&eacute;trica de un mapa. Normalmente implica dos procedimientos. El primero consiste en corregir las distorsiones sistem&aacute;ticas modelando matem&aacute;ticamente las fuentes de distorsi&oacute;n conocidas. Para ello es necesario conocer con precisi&oacute;n las caracter&iacute;sticas orbitales de la plataforma y de las especificaciones del sensor. En este caso, las im&aacute;genes IKONOS tipo GEO, ya cuentan con una correcci&oacute;n de este tipo con una calidad en el orden de ±25m (Space Imaging, 2001).</P>     <P ALIGN="JUSTIFY">El segundo procedimiento trata las distorsiones aleatorias o residuales. Para ello se requiere de una serie de PCT bien distribuidos y claramente identificables en la imagen y el terreno (Lillesand y Kiefer, 2000). Estos PCT permiten establecer funciones de ajuste que relacionen las coordenadas imagen (x, y, o columna, fila) y las coordenadas de control terrestre (X, Y, o Este, Norte). De esta forma, a partir de las coordenadas (X, Y) pueden estimarse las coordenadas imagen compensadas (x’, y’) que corresponden a esa localizaci&oacute;n, y viceversa, a trav&eacute;s del m&eacute;todo de ajuste por cuadrados m&iacute;nimos. La forma generalizada de estas transformaciones se puede expresar matem&aacute;ticamente como (Pinilla, 1995, <A HREF="#ec">Ec. 1</A>):</P>     <P ALIGN="CENTER"><A NAME="ec"><IMG SRC="/img/fbpe/inci/v30n7/Image639.jpg" WIDTH=278 HEIGHT=178></A></P>     
<P ALIGN="JUSTIFY">donde k: orden del polinomio, x’,y’: coordenadas de imagen ajustadas, X,Y: coordenadas Este y Norte de referencia, n: n&uacute;mero de coeficientes del polinomio, aij, bij: coeficientes del polinomio a determinar en el ajuste, y n<SUB>0</SUB>: n&uacute;mero m&iacute;nimo de puntos de control requeridos para la regresi&oacute;n.</P>     <P ALIGN="JUSTIFY">En la generalidad de los casos se requiere encontrar unas funciones de ajuste que no proporcionen una soluci&oacute;n &uacute;nica para la correcci&oacute;n de todos los PCT, sino que definan lo mejor posible los cambios de posiciones de los mismos. La funci&oacute;n buscada es aquella que satisfaga al m&aacute;ximo las posiciones de todos los PCT, de modo tal que los cuadrados de sus desviaciones sean m&iacute;nimos (Pinilla, 1995).</P>     <P ALIGN="JUSTIFY">El objetivo del ajuste por cuadrados m&iacute;nimos es hacer consistente al sistema de ecuaciones generado a partir de las funciones de transformaci&oacute;n, considerando los errores aleatorios impl&iacute;citos en las observaciones. Esto consiste en encontrar un estimado de la magnitud aleatoria medida, cuya aproximaci&oacute;n al valor verdadero sea tal que permita considerarlo como el mejor estimado o el &oacute;ptimo (Mikhail y Ackermann, 1976). La calidad del ajuste se analiza en funci&oacute;n de los residuales para cada PCT denominado error longitudinal (RES) y se define como la distancia entre la posici&oacute;n real de un PCT y la estimada en el ajuste. El promedio de los RES para todos los PCT nos permite cuantificar la distancia media a la que se encuentran las coordenadas reales y las estimadas por el modelo. A este indicador se le conoce como error medio cuadr&aacute;tico (RMS por Root Mean Square; Chuvieco, 1996).</P> <B>    <P ALIGN="JUSTIFY">Fase Experimental</P> </B>    <P ALIGN="JUSTIFY">La fase experimental tuvo como objetivo evaluar los diferentes modelos matem&aacute;ticos disponibles en el software PCI Geomatics V.8.2.1 y determinar cual es el que proporciona los mejores resultados para la georrectificaci&oacute;n de las im&aacute;genes disponibles. Se seleccion&oacute; la imagen Mara-4 como &aacute;rea piloto, por ser la imagen con mejores condiciones ya que de las tres, es la que pose&iacute;a un menor porcentaje de nubosidad y no presentaba cuerpos de agua importantes que imposibilitar&iacute;an la obtenci&oacute;n de una mejor distribuci&oacute;n espacial de los PCT. Las conclusiones que se derivar&aacute;n de la fase experimental ser&aacute;n aplicadas posteriormente al resto de las im&aacute;genes (Mara-2 y Mara-3).</P>     <P ALIGN="JUSTIFY">La georrectificaci&oacute;n se realiz&oacute; bajo el m&oacute;dulo OrthoEngine del programa PCI Geomatics V.8.2.1. Para ello se consideraron las funciones de transformaci&oacute;n polin&oacute;micas de 1er hasta 3<SUP>er</SUP> orden, ya que s&oacute;lo se dispon&iacute;a de 16 PCT para la imagen Mara-4. Los 16 PCT fueron levantados, como se mencion&oacute; anteriormente con mediciones GPS est&aacute;tico r&aacute;pidas de doble frecuencia y cuyos errores fueron menores a ±0,01m.</P>     ]]></body>
<body><![CDATA[<P ALIGN="JUSTIFY">En todos los casos se aplic&oacute; el modelo de remuestreo "vecino m&aacute;s pr&oacute;ximo", ya que tiende a modificar en menor grado las propiedades radiom&eacute;tricas originales de la escena (Chuvieco, 1996). Para la evaluaci&oacute;n y an&aacute;lisis de resultados se consider&oacute; que el residual (RES) m&aacute;ximo permisible ser&iacute;a igual a la resoluci&oacute;n espacial (un p&iacute;xel, ±1m), rechazando aquellos ajustes que presenten al menos un PCT con un RES mayor al fijado (Chuvieco, 1996; Pinilla, 1995).</P>     <P ALIGN="JUSTIFY">En la <A HREF="#t1">Tabla I </A>se puede observar una comparaci&oacute;n de los resultados arrojados por los polinomios de 1<SUP>er</SUP>, 2<SUP>do</SUP> y 3<SUP>er</SUP> orden y donde para cada caso se aplic&oacute; el n&uacute;mero m&iacute;nimo de PCT requerido para generar residuales de observaci&oacute;n, es decir, 1 PCT de redundancia. La tabla indica el n&uacute;mero total de PCT usados para cada polinomio y el RES m&aacute;ximo alcanzado en el ajuste.</P>     <P ALIGN="CENTER"><A NAME="t1"><IMG SRC="/img/fbpe/inci/v30n7/Image640.jpg" WIDTH=289 HEIGHT=167></A></P>     
<P ALIGN="JUSTIFY">En esta prueba se obtuvieron RES adecuados para todos los polinomios, y disminuyen cuanto mayor es el orden, siendo el polinomio de 3<SUP>er</SUP> orden el que arroj&oacute; menores RES. Esto se puede interpretar con una mejor conformidad en la imagen resultante con esta muestra de PCT.</P>     <P ALIGN="JUSTIFY">Debido a que se obtuvieron buenos resultados en los tres casos, fue necesario comprobarlos con una fuente de control externo. Para ello, sobre las 3 im&aacute;genes ya corregidas fueron ploteados puntos de control externo medidos con GPS RTK, no incluidos en el proceso de georrectificaci&oacute;n. En la <A HREF="#f2">Figura 2 </A>se observa como en la imagen generada a partir del polinomio de 3<SUP>er</SUP> orden las posiciones de los PCT RTK coinciden con las correspondientes en la imagen, mientras que en el resto de las im&aacute;genes todav&iacute;a se presentan distorsiones a pesar de que los resultados del ajuste indiquen lo contrario.</P>     <P ALIGN="CENTER"><A NAME="f2"><IMG SRC="/img/fbpe/inci/v30n7/Image641.jpg" WIDTH=570 HEIGHT=214></A></P>     
<P ALIGN="JUSTIFY">Se ejecut&oacute; una segunda prueba, similar a la anterior, con la variante de que para &eacute;sta se aument&oacute; la cantidad de PCT redundantes para proporcionar mayor confiabilidad al ajuste de los tres polinomios. Se aument&oacute; la redundancia a 6 PCT ya que era lo m&aacute;ximo disponible para el polinomio de 3<SUP>er</SUP> orden. Los resultados nuevamente muestran que los RES son menores en la medida de que el orden del polinomio aumenta. Para esta prueba fueron rechazados los resultados de los polinomios de 1<SUP>er</SUP> y 2<SUP>do</SUP> orden por presentar RES mayores a ±1m (<A HREF="#t2">Tabla II</A>). En las dos pruebas anteriores se aplic&oacute; un n&uacute;mero fijo de PCT redundantes, 1 y 6 respectivamente, donde los menores RES en ambos casos se obtuvieron con el polinomio de 3<SUP>er</SUP> orden.</P>     <P ALIGN="CENTER"><A NAME="t2"><IMG SRC="/img/fbpe/inci/v30n7/Image642.jpg" WIDTH=297 HEIGHT=158></A></P>     
<P ALIGN="JUSTIFY">En la siguiente prueba se analizaron los resultados comparando, ya no un n&uacute;mero fijo de PCT redundantes, sino un valor de redundancia relativa, la cual se fij&oacute; convenientemente como el 50% del n&uacute;mero m&iacute;nimo de PCT necesario para el ajuste de cada polinomio. Por ejemplo, para 1<SUP>er</SUP> orden se requieren 3 PCT mas su 50% (1,5 PCT), este valor se aproxim&oacute; a 2 PCT para un total de 5 PCT. En 2<SUP>do</SUP> orden se necesitan 6 PCT mas su 50% (3 PCT) totalizando 9 PCT, y para 3<SUP>er</SUP> orden se requieren 10 PCT m&aacute;s su 50% (5 PCT) sumando un total de 15 PCT.</P>     <P ALIGN="JUSTIFY">La<A HREF="#t3"> Tabla III</A> muestra como los menores RES se registraron para el polinomio de 3<SUP>er</SUP> orden y nuevamente se observ&oacute; una disminuci&oacute;n de los RES en la medida que aument&oacute; el orden del polinomio.</P>     ]]></body>
<body><![CDATA[<P ALIGN="CENTER"><A NAME="t3"><IMG SRC="/img/fbpe/inci/v30n7/Image643.jpg" WIDTH=287 HEIGHT=170></A></P>     
<P ALIGN="JUSTIFY">En la siguiente y &uacute;ltima prueba se llev&oacute; a cabo la georrectificaci&oacute;n aplicando el n&uacute;mero m&aacute;ximo de PCT disponibles (16 PCT). Se observ&oacute; nuevamente una disminuci&oacute;n de los RES en la medida que se elev&oacute; el orden del polinomio. De los 3 ajustes, s&oacute;lo aplicando polinomios de 3<SUP>er</SUP> orden se obtuvieron RES menores a ±1m (<A HREF="#t4">Tabla IV</A>).</P>     <P ALIGN="CENTER"><A NAME="t4"><IMG SRC="/img/fbpe/inci/v30n7/Image644.jpg" WIDTH=293 HEIGHT=172></A></P>     
<P ALIGN="JUSTIFY">De las diferentes pruebas realizadas se observ&oacute; que los RES fueron menores en la medida que se elev&oacute; el orden del polinomio, siendo este efecto totalmente independiente del hecho de que se usara o no, igual n&uacute;mero de PCT redundantes para los tres modelos. Al evaluar los resultados de la georrectificaci&oacute;n de los tres modelos con 1 PCT redundante, se obtuvieron RES menores a 1m, sin embargo se comprob&oacute; que las im&aacute;genes generadas a partir de estos procesamientos para 1<SUP>er</SUP> y 2<SUP>do</SUP> orden carec&iacute;an de exactitud. Aplicando el polinomio de 3<SUP>er</SUP> orden se obtuvieron RES menores a ±1m para todas las pruebas. Esto sugiere que las distorsiones geom&eacute;tricas de naturaleza aleatoria presentes en la imagen de prueba s&oacute;lo pudieron ser modeladas de forma adecuada a partir de un polinomio de 3<SUP>er</SUP> orden.</P> <B>    <P ALIGN="JUSTIFY">Validaci&oacute;n de los Resultados</P> </B>    <P ALIGN="JUSTIFY">Basados en los an&aacute;lisis y resultados arrojados por las diferentes pruebas realizadas, se le aplic&oacute; la misma metodolog&iacute;a a las tres im&aacute;genes IKONOS, con un polinomio de 3<SUP>er</SUP> orden y 16 PCT para cada imagen. Como se observa en la <A HREF="#t5">Tabla V</A>, los resultados de la georrectificaci&oacute;n superan los requerimientos de calidad con RES por debajo de 1m, comprobando que la metodolog&iacute;a aplicada para la imagen Mara-4 funcion&oacute; de manera eficiente para el resto de las im&aacute;genes.</P>     <P ALIGN="CENTER"><A NAME="t5"><IMG SRC="/img/fbpe/inci/v30n7/Image645.jpg" WIDTH=292 HEIGHT=189></A></P>     
<P ALIGN="JUSTIFY">Para validar y comprobar la calidad de la georrectificaci&oacute;n de las tres im&aacute;genes, &eacute;stas fueron desplegadas mediante el m&oacute;dulo Focus del PCI Geomatics y sobre ellas, ya georrectificadas, se graficaron las cuatro trayectorias cinem&aacute;ticas. Haciendo un an&aacute;lisis visual de estas trayectorias sobre las im&aacute;genes, se pudo observar una alta coincidencia entre las posiciones cinem&aacute;ticas y su correspondiente en las im&aacute;genes georrectificadas (<A HREF="#f3">Figura 3</A>).</P>     <P ALIGN="CENTER"><A NAME="f3"><IMG SRC="/img/fbpe/inci/v30n7/art4fig3.jpg" WIDTH=579 HEIGHT=202></A></P>     
<P ALIGN="JUSTIFY">&nbsp;</P>     ]]></body>
<body><![CDATA[<P ALIGN="CENTER"><A NAME="f4"><IMG SRC="/img/fbpe/inci/v30n7/Image646.jpg" WIDTH=383 HEIGHT=207></A></P>     
<P ALIGN="JUSTIFY">Del mismo modo, se realiz&oacute; una comprobaci&oacute;n sobre la imagen Mara-4 con puntos medidos con GPS RTK que no fueron incluidos en el proceso de georrectificaci&oacute;n. (<A HREF="#f4">Figura 4</A>). De esta manera se comprob&oacute; que la georrectificaci&oacute;n de las tres im&aacute;genes, aplicando el polinomio de 3<SUP>er</SUP> orden, no solo fue estoc&aacute;sticamente de buena calidad sino que tambi&eacute;n goza de exactitud e integridad.</P> <B>    <P ALIGN="JUSTIFY">Conclusiones</P> </B>    <P ALIGN="JUSTIFY">Se realizaron diferentes pruebas que permitieron evaluar los modelos de georrectificaci&oacute;n polin&oacute;micos de 1<SUP>er</SUP>, 2<SUP>do</SUP> y 3<SUP>er</SUP> orden. La complejidad de las distorsiones geom&eacute;tricas de naturaleza aleatoria presentes en la imagen de prueba (Mara-4), s&oacute;lo pudieron ser modeladas con residuales menores al metro a partir del modelo polin&oacute;mico de 3<SUP>er</SUP> orden.</P>     <P ALIGN="JUSTIFY">La georrectificaci&oacute;n con un &uacute;nico PCT redundante, ofrece resultados poco confiables, por lo que no se recomienda su aplicaci&oacute;n para im&aacute;genes de este tipo. En estos casos es necesario contar con la aplicaci&oacute;n de herramientas de control externo que permitan validar los resultados.</P>     <P ALIGN="JUSTIFY">Se realiz&oacute; la georrectificaci&oacute;n de las tres im&aacute;genes IKONOS disponibles (Mara-2, Mara-3 y Mara-4) aplicando el modelo polin&oacute;mico de 3<SUP>er</SUP> orden con 16 PCT y se obtuvo RES menores a ±1m en todos los PCT para las tres im&aacute;genes. Los resultados fueron verificados y comprobados por trayectorias GPS cinem&aacute;ticas y PCT medidos con RTK.</P>     <P ALIGN="JUSTIFY">Para el proceso de georrectificaci&oacute;n, se realizaron mediciones GPS est&aacute;tico r&aacute;pidas sobre 57 PCT, obteniendo errores en el orden de ±0,01m. El estudio permiti&oacute; evidenciar la versatilidad del GPS no s&oacute;lo como un instrumento fundamental para la generaci&oacute;n de los PCT, sino que tambi&eacute;n, es una poderosa herramienta de alto nivel y de bajo costo para la verificaci&oacute;n y evaluaci&oacute;n r&aacute;pida, confiable y efectiva de la georrectificaci&oacute;n.</P> <B>    <P ALIGN="JUSTIFY">AGRADECIMIENTOS</P> </B>    <P ALIGN="JUSTIFY">El Laboratorio de Geodesia F&iacute;sica y Satelital (LGFS) de la Universidad del Zulia agradece la colaboraci&oacute;n de Nelson Luengo, Miguel Leal, Pedro Ojeda y Dionne C&aacute;ceres, del personal t&eacute;cnico y estudiantil del LGFS, especialmente J. Brice&ntilde;o, R. Ceballos, O. Fern&aacute;ndez, H. Codallo, J. P&eacute;rez, M. Barboza, T. Puente y A. Mart&iacute;n. Este proyecto ha sido parcialmente financiado por CONDES-LUZ y PDVSA.</P> <B>    <P ALIGN="JUSTIFY">REFERENCIAS</P> </B>    ]]></body>
<body><![CDATA[<!-- ref --><P ALIGN="JUSTIFY">1. Ashtech (1998) Ashtech Office Suite for Survey: User’s Manual. Ashtech. Sunnyvale, CA, EEUU. 230 pp.&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;[&#160;<a href="javascript:void(0);" onclick="javascript: window.open('/scielo.php?script=sci_nlinks&ref=1004704&pid=S0378-1844200500070000400001&lng=','','width=640,height=500,resizable=yes,scrollbars=1,menubar=yes,');">Links</a>&#160;]<!-- end-ref --><!-- ref --><P ALIGN="JUSTIFY">2. Bliss N, Olsen L (1996) Development of a 30-arc-second digital elevation model of South America. Pecora Thirteen, Human Interactions with the Environment-Perspectives From Space. Sioux Falls, SD, EEUU.&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;[&#160;<a href="javascript:void(0);" onclick="javascript: window.open('/scielo.php?script=sci_nlinks&ref=1004705&pid=S0378-1844200500070000400002&lng=','','width=640,height=500,resizable=yes,scrollbars=1,menubar=yes,');">Links</a>&#160;]<!-- end-ref --><!-- ref --><P ALIGN="JUSTIFY">3. Chuvieco E (1996) Fundamentos de teledetecci&oacute;n espacial. 3a ed. Rialp. Madrid, Espa&ntilde;a. 569 pp.&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;[&#160;<a href="javascript:void(0);" onclick="javascript: window.open('/scielo.php?script=sci_nlinks&ref=1004706&pid=S0378-1844200500070000400003&lng=','','width=640,height=500,resizable=yes,scrollbars=1,menubar=yes,');">Links</a>&#160;]<!-- end-ref --><!-- ref --><P ALIGN="JUSTIFY">4. Gonz&aacute;lez D, Su&aacute;rez H (2003) Georreferenciaci&oacute;n de im&aacute;genes digitales satelitales que cubren el &aacute;rea operativa asignada a OleoLUZ. Tesis. Universidad del Zulia. Maracaibo, Venezuela. pp. 198.&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;[&#160;<a href="javascript:void(0);" onclick="javascript: window.open('/scielo.php?script=sci_nlinks&ref=1004707&pid=S0378-1844200500070000400004&lng=','','width=640,height=500,resizable=yes,scrollbars=1,menubar=yes,');">Links</a>&#160;]<!-- end-ref --><!-- ref --><P ALIGN="JUSTIFY">5. Hoyer M (2000) Introducci&oacute;n al Sistema de Posicionamiento Global GPS. Escuela de Ingenier&iacute;a Geod&eacute;sica, Universidad del Zulia. Maracaibo. Venezuela. 45 pp.&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;[&#160;<a href="javascript:void(0);" onclick="javascript: window.open('/scielo.php?script=sci_nlinks&ref=1004708&pid=S0378-1844200500070000400005&lng=','','width=640,height=500,resizable=yes,scrollbars=1,menubar=yes,');">Links</a>&#160;]<!-- end-ref --><!-- ref --><P ALIGN="JUSTIFY">6. Lillesand T, Kiefer R (2000) Remote sensing and image interpretation. 4a ed. Wiley. Nueva York, EEUU. 724 pp.&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;[&#160;<a href="javascript:void(0);" onclick="javascript: window.open('/scielo.php?script=sci_nlinks&ref=1004709&pid=S0378-1844200500070000400006&lng=','','width=640,height=500,resizable=yes,scrollbars=1,menubar=yes,');">Links</a>&#160;]<!-- end-ref --><!-- ref --><P ALIGN="JUSTIFY">7. Mikhail E, Ackermann F (1976) Observations and Least Squares. Dun-Donnelley. Nueva York, EEUU. pp. 497 pp.&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;[&#160;<a href="javascript:void(0);" onclick="javascript: window.open('/scielo.php?script=sci_nlinks&ref=1004710&pid=S0378-1844200500070000400007&lng=','','width=640,height=500,resizable=yes,scrollbars=1,menubar=yes,');">Links</a>&#160;]<!-- end-ref --><!-- ref --><P ALIGN="JUSTIFY">8. PCI Geomatics (2001) OrthoEngine. V 8.2. Richmond Hill, Canada.&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;[&#160;<a href="javascript:void(0);" onclick="javascript: window.open('/scielo.php?script=sci_nlinks&ref=1004711&pid=S0378-1844200500070000400008&lng=','','width=640,height=500,resizable=yes,scrollbars=1,menubar=yes,');">Links</a>&#160;]<!-- end-ref --><!-- ref --><P ALIGN="JUSTIFY">9. Pinilla C (1995) Elementos de Teledetecci&oacute;n. RA-MA, Madrid, Espa&ntilde;a. pp. 313.&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;[&#160;<a href="javascript:void(0);" onclick="javascript: window.open('/scielo.php?script=sci_nlinks&ref=1004712&pid=S0378-1844200500070000400009&lng=','','width=640,height=500,resizable=yes,scrollbars=1,menubar=yes,');">Links</a>&#160;]<!-- end-ref --><!-- ref --><P ALIGN="JUSTIFY">10. Royero G (1999) Aplicaci&oacute;n del GPS para la correcci&oacute;n geom&eacute;trica de im&aacute;genes satelitales. Facultad de Ingenier&iacute;a. Universidad del Zulia. Maracaibo, Venezuela. 108 pp.&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;[&#160;<a href="javascript:void(0);" onclick="javascript: window.open('/scielo.php?script=sci_nlinks&ref=1004713&pid=S0378-1844200500070000400010&lng=','','width=640,height=500,resizable=yes,scrollbars=1,menubar=yes,');">Links</a>&#160;]<!-- end-ref --><!-- ref --><P ALIGN="JUSTIFY">11. Space Imaging (2001) IKONOS. www.space imaging.com&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;[&#160;<a href="javascript:void(0);" onclick="javascript: window.open('/scielo.php?script=sci_nlinks&ref=1004714&pid=S0378-1844200500070000400011&lng=','','width=640,height=500,resizable=yes,scrollbars=1,menubar=yes,');">Links</a>&#160;]<!-- end-ref --> ]]></body>
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<year>1998</year>
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<label>2</label><nlm-citation citation-type="book">
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<surname><![CDATA[Olsen]]></surname>
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<source><![CDATA[Development of a 30-arc-second digital elevation model of South America. Pecora Thirteen, Human Interactions with the Environment-Perspectives From Space]]></source>
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<publisher-name><![CDATA[Sioux Falls, SD]]></publisher-name>
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