IGN / JOURNÉE TECHNIQUE CRIGE-PACA 31/01/2013 1/46. ign.fr
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- Gabrielle Damours
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2 DE LA PHOTO À L ORTHOPHOTO MAÎTRISE DE LA QUALITÉ Jean-François HANGOUËT Chef de produit Orthophotographies numériques IGN / DPR 2/46 ign.fr
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4 01. LA PRODUCTION EN 7 ÉTAPES 4/46
5 01. LA PRODUCTION EN 7 ÉTAPES ÉTAPE 1 : ACQUISITION DES IMAGES NUMÉRIQUES Images aériennes, satellitaires photosite Capteur focale Proches ou lointaines? Multiples, avec recouvrements hauteur de vol Sur une période de temps resserrée Terrain pixel 5/46
6 01. LA PRODUCTION EN 7 ÉTAPES ÉTAPE 2 : ORIENTATION DES IMAGES Données enregistrées en vol Données issues de traitements globaux : Aérotriangulation, Spatiotriangulation En intégrant, ou non, des points de référence connus 6/46
7 01. LA PRODUCTION EN 7 ÉTAPES ÉTAPE 2 : ORIENTATION DES IMAGES Z Image c f S orientation : étant donné un point de l espace, où est-il vu sur l image? en termes mathématiques (x,y) = g[x, Y, Z, f, c, S] Y X 7/46
8 01. LA PRODUCTION EN 7 ÉTAPES ÉTAPE 3 : ÉGALISATION DES IMAGES Conférer aux images une apparence similaire Égalisation physique à l IGN : par modélisation des conditions effectives de l éclairement de la scène photographiée 8/46
9 01. LA PRODUCTION EN 7 ÉTAPES ÉTAPE 3 : ÉGALISATION DES IMAGES 9 9/46
10 01. LA PRODUCTION EN 7 ÉTAPES ÉTAPE 4 : ACQUISITION D UN MNT MNT préexistant MNT obtenu spécifiquement MNT calculé spécifiquement à partir des images orientées 10/46
11 01. LA PRODUCTION EN 7 ÉTAPES ÉTAPE 5 : CRÉATION DES ORTHOIMAGES Z image f S Orientation de l image : (x,y) = g[x, Y, Z(X,Y), f, S] MNT Z(X, Y) Y X X, Y Orthoimage à faire 11/46
12 01. LA PRODUCTION EN 7 ÉTAPES ÉTAPE 5 : CRÉATION DES ORTHOIMAGES orthoimage & carte 12/46
13 01. LA PRODUCTION EN 7 ÉTAPES ÉTAPE 6 : MOSAÏQUAGE DES ORTHOIMAGES Découper dans chaque orthoimage la pièce qui contribuera au puzzle global Les recouvrements laissent une certaine latitude 13/46
14 01. LA PRODUCTION EN 7 ÉTAPES ÉTAPE 6 : MOSAÏQUAGE DES ORTHOIMAGES 14/46
15 01. LA PRODUCTION EN 7 ÉTAPES ÉTAPE 6 : MOSAÏQUAGE DES ORTHOIMAGES 15/
16 01. LA PRODUCTION EN 7 ÉTAPES ÉTAPE 6 16/
17 01. LA PRODUCTION EN 7 ÉTAPES ÉTAPE 7 : FORMATAGE DU PRODUIT Aspect global Dallage Métadonnées 17/46
18 18/
19 01. LA PRODUCTION EN 7 ÉTAPES ÉTAPE 7 : FORMATAGE DU PRODUIT Aspect global Dallage Métadonnées Empaquetage 19/46
20 02. LA MAÎTRISE DE LA QUALITÉ EN 6 POINTS 20/46
21 01. LA MAÎTRISE DE LA QUALITÉ EN 6 POINTS POINT 1 : EXHAUSTIVITÉ DE L INFORMATION GÉOGRAPHIQUE Couverture image complète? Image Terrain masqué par le sursol? Indication du dévers maximal acquisitions plus resserrées H m = D/H x h Terrain h D m 21/46
22 01. LA MAÎTRISE DE LA QUALITÉ EN 6 POINTS Un cas limite entre terrain visible et terrain masqué : Le rayon perspectif est tangent à la pente. Introduction de «coulées de pixels» 22/46
23 01. LA MAÎTRISE DE LA QUALITÉ EN 6 POINTS POINT 1 : EXHAUSTIVITÉ DE L INFORMATION GÉOGRAPHIQUE Couverture image complète? Image Terrain masqué par le sursol? Indication du dévers maximal acquisitions plus resserrées Terrain masqué par des nuages, des reflets? acquisitions en fonction de la météo Disparition de sursol? H Terrain m = D/H x h h D m 23/46
24 01. LA MAÎTRISE DE LA QUALITÉ EN 6 POINTS POINT 2 : EXACTITUDE PLANIMÉTRIQUE ABSOLUE Les coordonnées mesurées via l ortho d un détail au sol sont-elles exactes? Mesures des écarts sur un échantillon de détails de référence Synthèse statistique : «emq», «classe de précision» Deux causes d inexactitude : Inexactitude de l orientation des images Inexactitude altimétrique du MNT e aéro e MNT = ( 1+ ε ) Z D H EMQ PlanimétriqueAbsolueOrtho = EMQ 2 e mnt + EMQ 2 e aéro 24/46
25 01. LA MAÎTRISE DE LA QUALITÉ EN 6 POINTS Image Décalage d un détail sur l ortho : Exactitude planimétrique absolue e Z + d = α H D H N ΔZ d D avec d e = e P MNT Terrain Ortho tanα e = 1 Z D tanα H NP H 25/46
26 01. LA MAÎTRISE DE LA QUALITÉ EN 6 POINTS Exactitude planimétrique absolue 26/46
27 01. LA MAÎTRISE DE LA QUALITÉ EN 6 POINTS Incidemment, cela explique aussi le décalage entre 2 orthos successives 27/46
28 01. LA MAÎTRISE DE LA QUALITÉ EN 6 POINTS Incidemment, à propos de l impact du MNT Image aérienne Ortho avec MNT résolution 1m & précision 40 cm Ortho avec MNT «résolution 10m» & «précision dégradée» (dérivé du MNT 1m) 28/46
29 01. LA MAÎTRISE DE LA QUALITÉ EN 6 POINTS POINT 3 : EXACTITUDE PLANIMÉTRIQUE RELATIVE La position relative mesurée via l ortho de 2 détails au sol est-elle exacte? Mesures des écarts le long de la ligne de mosaïquage Synthèse statistique : «emq», «classe de précision» Deux causes d inexactitude : Inexactitude de l orientation des images Inexactitude altimétrique du MNT e e rel MNT rel aéro = = 2 e ( 1+ ε ) aéro Z B H 29/46
30 01. LA MAÎTRISE DE LA QUALITÉ EN 6 POINTS Exactitude planimétrique relative 30/46
31 01. LA MAÎTRISE DE LA QUALITÉ EN 6 POINTS POINT 4 : LISIBILITÉ DE L INFORMATION GÉOGRAPHIQUE Netteté? Un minimum d ombres pour souligner les détails? Pas de rééchantillonnage indu? 31/46
32 01. LA MAÎTRISE DE LA QUALITÉ EN 6 POINTS POINT 4 : LISIBILITÉ DE L INFORMATION GÉOGRAPHIQUE 32/46
33 01. LA MAÎTRISE DE LA QUALITÉ EN 6 POINTS POINT 4 : LISIBILITÉ DE L INFORMATION GÉOGRAPHIQUE 33/46
34 01. LA MAÎTRISE DE LA QUALITÉ EN 6 POINTS POINT 5 : FACILITÉ DE LA LISIBILITÉ DE L INFORMATION Qualité de l image numérique Maîtrise des signaux radiométrique et électronique Équilibre des couleurs Rapport signal / bruit Couleurs «réalistes» Réalité de la prise de vues : beaucoup d images, des scènes éclairées différemment, du voile atmosphérique Réalité idéalisée : une image de qualité homogène, réaliste à toutes les échelles de visualisation Continuum d aspect L instrumentation réagit différemment en fonction des conditions d éclairement Le terrain peut changer entre deux prises de vues constitutives acquisitions resserrées dans le temps Mesure par la marche colorimétrique le long de la ligne de mosaïquage 34/46
35 01. LA MAÎTRISE DE LA QUALITÉ EN 6 POINTS Couleurs «réalistes» : un compromis Réglage 1 Réglage 2 35/46
36 01. LA MAÎTRISE DE LA QUALITÉ EN 6 POINTS Continuum d aspect : rupture pour cause instrumentale 36/46
37 01. LA MAÎTRISE DE LA QUALITÉ EN 6 POINTS Continuum d aspect : rupture pour cause naturelle 37/46
38 01. LA MAÎTRISE DE LA QUALITÉ EN 6 POINTS Continuum d aspect, très localement : rupture pour causes instrumentale et naturelle 38/46
39 01. LA MAÎTRISE DE LA QUALITÉ EN 6 POINTS Continuum d aspect, très globalement : rupture pour causes instrumentale et naturelle Les orthos de l IGN sur la France fin 2009 : encore quelques départements en PVA argentique 39/46
40 01. LA MAÎTRISE DE LA QUALITÉ EN 6 POINTS Côtes-d Armor, PVA IGN 2003 Côtes-d Armor, PVA IGN /46
41 01. LA MAÎTRISE DE LA QUALITÉ EN 6 POINTS POINT 5 : FACILITÉ DE LA LISIBILITÉ DE L INFORMATION Les ruptures du continuum d aspect pour cause instrumentales : peuvent être corrigées, en partie pour cause de changement du paysage photographiée : nécessitent un compromis infographique 41/46
42 01. LA MAÎTRISE DE LA QUALITÉ EN 6 POINTS POINT 5 : FACILITÉ DE LA LISIBILITÉ DE L INFORMATION Subjectivité de l esthétique Les ruptures du continuum d aspect peuvent plaire! Diagrammes de Voronoï dans le Lac d Annecy et sur un tapis 42/46
43 01. LA MAÎTRISE DE LA QUALITÉ EN 6 POINTS POINT 5 : FACILITÉ DE LA LISIBILITÉ DE L INFORMATION Subjectivité de l esthétique Les ruptures du continuum d aspect peuvent plaire! Hautes-Alpes en 2009 et Paul Klee en /46
44 01. LA MAÎTRISE DE LA QUALITÉ EN 6 POINTS POINT 6 : QUALITÉ TEMPORELLE L ortho la plus récente possible L ortho la plus adéquate à représenter le terrain à une date donnée 44/46
45 01. LA MAÎTRISE DE LA QUALITÉ EN 6 POINTS EN SOMME Du bon matériel, Des prises de vues denses spatialement et resserrées temporellement, Un bon MNT, Un œil de photographe et de géographe multiéchelle, font de bonnes orthos! 45/46
46 MERCI DE VOTRE ATTENTION! 46/46
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