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Présentation
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RÉSUMÉ
La photogrammétrie, inventée il y a près de deux siècles, fait l'objet d'un renouveau considérable depuis le début du XXIe siècle, grâce à la suppression récente des verrous technologiques: caméras professionnelles numériques, appareils photo grand public, utilisation de drônes très faciles d'emploi, algorithmes d'extraction automatique des points de liaison, logiciels de plus en plus évolués, et puissance de calcul permettant des temps de traitement très acceptables pour un calcul entièrement automatisé. L'article présente les différentes phases du traitement des images, de leur acquisition jusqu'aux produits finaux, modèles numériques de surface, orthophotographies ou bases de données au format vecteur.
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Michel KASSER : Professeur de géodésie - Ancien directeur de l'ESGT et de l'ENSG - Haute École d'Ingénierie et de Gestion du canton de Vaud, Suisse
INTRODUCTION
La photogrammétrie est une technique de topométrie basée sur des mesures d'angles, figées lors des acquisitions d'images, et dont on se donne les moyens de reconstituer les valeurs en utilisant de façon très complète la connaissance de la géométrie exacte des images et des optiques employées pour les acquérir. En toute rigueur, l'exploitation de cette géométrie exige de gros moyens de calcul, mais pendant longtemps, ces calculs étaient effectués de façon optique et mécanique, ce qui rendait le matériel utilisé extrêmement onéreux, donc réservé à des entreprises hautement spécialisées.
L'utilisation des moyens de calcul de plus en plus puissants a permis progressivement de reconsidérer toutes les étapes de traitement des images, et plusieurs productions utilisant la photogrammétrie peuvent être entièrement automatiques : tout particulièrement les modèles numériques de surface (MNS) et les orthophotographies. Les acquisitions d'images ayant de leur côté, elles aussi beaucoup progressé sous l'impact du développement des appareils photo grand public et des drônes autopilotés, il restait à capitaliser tout le savoir photogrammétrique dans des logiciels, et toute une nouvelle génération de progiciels est arrivée sur le marché, ne venant pas des producteurs traditionnels de matériels photogrammétriques. Ces outils permettent à des techniciens très peu au fait de la photogrammétrie, voire même de la topométrie, de procéder à des traitements avec une bonne efficacité, démocratisant beaucoup cette technologie. Ainsi, alors que les scanners laser ont créé toute une clientèle pour des nuages de points, est apparue une autre manière d'obtenir des nuages de points largement concurrentielle, basée sur des matériels et des logiciels très peu coûteux. C'est donc tout un ensemble technologique entièrement rénové qui doit être analysé, en étudiant par la même occasion certaines avancées issues de la vision par ordinateur, tout à fait fondamentales pour comprendre la situation atteinte. Beaucoup de perspectives sont ouvertes maintenant que tous les verrous techniques ont disparu.
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MOTS-CLÉS
mesures 3D traitement géométrique des images Géomatique topométrie vision par ordinateur photogrammétrie
DOI (Digital Object Identifier)
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Conclusions
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4. Avenir de la photogrammétrie
4.1 Nouvelles applications aériennes liées aux drônes
L'utilisation de drônes pour effectuer des prises de vues aériennes est ancienne, mais il a fallu attendre les perfectionnements des MEMS et des logiciels de guidage incluant aussi un récepteur GNSS pour accéder à des dispositifs présentant une ergonomie satisfaisante, n'exigeant pas une adresse spécifique pour le pilotage. Dès 2008 le SwingletCam de SenseFly permettait des prises de vues et atterrissage sans aucune aide externe, à un coût très accessible. Et avec une qualité logicielle voisine, de nombreux autres drônes ont été commercialisés, en format avion ou multicoptère, avec ou sans nacelle stabilisée pour l'appareil photo, rendant l'imagerie aérienne extrêmement bon marché et d'une pratique aisée. Mais en parallèle, la législation s'est progressivement durcie, afin d'éviter les risques d'accidents. Et il est probable que la protection de la vie privée créera une couche supplémentaire d'interdictions, compte tenu de la facilité avec laquelle des images éventuellement très indiscrètes pourraient ainsi être acquises.
Mais quelle que soit l'évolution des règlements, pour le topographe professionnel, le verrou économique de l'acquisition d'images aériennes sur mesure a sensiblement disparu. Il est devenu rentable de lever un bâtiment isolé, voire même un corps de rue, avec des outils de photogrammétrie automatique : il s'agit d'une bouffée d'air majeure pour cette technique.
HAUT DE PAGE4.2 Applications terrestres, levers linéaires (urbains, routiers, etc.), corrélation diachronique
Parmi les domaines qui bénéficient le plus de ces nouvelles possibilités se trouvent les levers terrestres, et toutes sortes de chantiers difficiles à traiter de façon économique avec les autres moyens de mesure. Ainsi, par exemple, des levers de formes industrielles complexes sont souvent effectués avec des scanners laser, ou encore des mesures de MNS sur la surface de chaussées afin d'en apprécier l'évolution dans le temps. Ils impliquent des temps de calcul importants, mais sont relativement peu onéreux puisqu'ils ne pèsent que sur les délais de fourniture des résultats, pas nécessairement courts, en outre, il est quasi certain que ces temps ne feront que se raccourcir avec l'évolution des ordinateurs courants.
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Avenir de la photogrammétrie
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - KASSER (M.), EGELS (Y.) - Photogrammétrie numérique. - Hermès Sciences Publications, Paris, 379 p. (2001).
-
(2) - KASSER (M.), EGELS (Y.) - Digital photogrammetry. - Taylor & Francis, London, 351 p. (2002).
-
(3) - COMTE (J.), KASSER (M.) - Performances et limitations de la corrélation diachronique d'images pour les ouvrages d'art. - XYZ, n 140, p. 29-34, sept. 2014.
-
(4) - SEGUIN (M.) - Photogrammétrie numérique et architecture : apport et application de la corrélation épipolaire dense (CED) à l'archéologie du bâti. - Mémoire de Master, Archéologie et Histoire de l'Art, Spécialité Moyen- Âge, LA3M, Université Aix-Marseille (2012).
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
ANNEXES
MICMAC (IGN-France) logiciel en Open Source pour le calcul automatique de correspondances entre deux images semblables http://logiciels.ign.fr/?-Micmac,3-
PIX4D (Lausanne) logiciel commercial de photogrammétrie pour clientèle large http://pix4d.com/
PHOTOSCAN logiciel de photogrammétrie automatisée de la société Agisoft (St Petersbourg) http://www.agisoft.com/
BINGO progiciel de photogrammétrie pour professionnels http://www.geospatialexploitationproducts.com/content/products/ product-modules/bingo
IMAGINE Photogrammetry (précédemment LPS Leica Photogrammetry Suite) de BAE Systems, progiciel de photogrammétrie pour professionnels http://www.hexagongeospatial.com/products/photogrammetry/ imagine-photogrammetry-%28formerly-lps%29/overview
HAUT DE PAGE2.1 Constructeurs – Fournisseurs – Distributeurs (liste non exhaustive)
Leica-Geosystems,...
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QUIZ ET TEST DE VALIDATION PRÉSENTS DANS CET ARTICLE
1/ Quiz d'entraînement
Entraînez vous autant que vous le voulez avec les quiz d'entraînement.
2/ Test de validation
Lorsque vous êtes prêt, vous passez le test de validation. Vous avez deux passages possibles dans un laps de temps de 30 jours.
Entre les deux essais, vous pouvez consulter l’article et réutiliser les quiz d'entraînement pour progresser. L’attestation vous est délivrée pour un score minimum de 70 %.
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