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LES MISSIONS AEROPHOTOGRAPHIQUES A. Objet de la photogrammétrie La photogrammét

LES MISSIONS AEROPHOTOGRAPHIQUES A. Objet de la photogrammétrie La photogrammétrie a pour but de définir la position dans l'espace, la forme et les dimensions d'un objet en utilisant essentiellement des mesures faites sur plusieurs photographies de ce dernier. Le traitement de ces mesures peut être analytique (prise de vues argentiques) ou numérique (prise de vues numériques). B. La prise de vues aériennes argentiques L'exécution de travaux cadastraux par procédés photogrammétriques requiert la réalisation d'une prise de vues aériennes du chantier à traiter. Toute prise de vues aériennes est caractérisée par deux paramètres fondamentaux : - l'échelle moyenne des clichés, E étant le facteur d'échelle des clichés ; - la focale f de l'objectif de la chambre de prise de vues. Un cliché argentique est un carré de côté c. Dans le cas idéal où le cliché et le terrain photographié sont horizontaux, ces deux paramètres déterminent : - la hauteur moyenne H de vol de l'avion au-dessus du sol : H = f x E - l'emprise théorique L au sol d'un cliché de côté c : L = c x E Exemples : pour une valeur de c égale à 22,7 cm Échelle : 1/2 500 ; focale : 210 mm ; hauteur de vol : 525 m ; emprise au sol : 568 m Échelle : 1/4 000 ; focale : 152 mm ; hauteur de vol : 608 m ; emprise au sol : 908 m Les paramètres ci-dessus étant fixés, il est nécessaire, pour assurer la couverture aérophotographique d'un chantier, que l'avion effectue plusieurs survols du territoire selon des lignes de vol distinctes et généralement parallèles que l'on nomme «axes de vol». L'ensemble des clichés pris suivant un même axe de vol constitue une « bande de vol ». En outre, la mise en œuvre des méthodes photogrammétriques exige que les clichés d'une même mission aérophotographique respectent une répartition bien définie. Les conditions de cette répartition sont les suivantes : - à l'intérieur d'une même bande de vol, deux clichés consécutifs doivent posséder une partie commune (appelée «recouvrement longitudinal») égale, généralement, à 60 % de l'emprise de chaque cliché; - deux bandes de vol parallèles doivent posséder une partie commune (appelée «recouvrement latéral») dont l'ampleur est, généralement, égale à 25 % de l'emprise de chaque bande; - d'une bande de vol à l'autre, les centres des clichés doivent théoriquement être en regard les uns des autres, c'est-à-dire sur des lignes perpendiculaires aux axes de vol. Page 1 of 8 Lors de la préparation d'une mission aérienne photographique, il convient tout d'abord, en fonction de l'échelle de prise de vues retenue (ou échelle des clichés), de la focale utilisée, du format des clichés et des recouvrements latéraux et longitudinaux désirés, de calculer : - la hauteur du vol ; - l'emprise des clichés ; - l'emplacement des centres des clichés et des axes de vol. C. La prise de vues aériennes numériques matricielles L’exécution de travaux cadastraux par procédé photogrammétrique numérique requiert la réalisation d’une prise de vues aérienne du chantier à traiter. Toute prise de vues numérique aérienne est caractérisée par deux paramètres fondamentaux : - le GSD ou pixel sol (Ps) qui est la taille au sol d’un pixel du capteur (Pc) de la caméra numérique (capteur DTC) ; - la focale f de l’objectif de la chambre de prise de vues. Un cliché numérique est un rectangle défini par : - NL, le nombre de pixels du capteur dans sa longueur ; - Nl, le nombre de pixels du capteur dans sa largeur ; Dans le cas idéal où le cliché et le terrain sont horizontaux, ces deux paramètres déterminent : - 1/E, échelle moyenne des clichés tel que - la hauteur moyenne H de vol de l’avion au-dessus du sol : 1/E = Pc/Ps - l’emprise théorique au sol L et l d’une image numérique matricielle où : H = f x E L = longueur au sol = NL x Ps l = largeur au sol = Nl x Ps Exemple : Une caméra numérique avec une taille pixel du capteur DTC de 12 microns, un capteur de 13824 pixels x 7680 pixels et de focale f = 120 mm. Si le GSD est choisi à 8 cm, alors : L = 13824 x 0,08 = 1105,92 m et l = 7680 x 0,08 = 614,4 m Ec = 80/0,012 = 6667 et H = 0,120 x (80/0,012) = 800 m Les paramètres ci-dessus étant fixés, il est nécessaire, pour assurer la couverture stéréoscopique d’un chantier que l’avion effectue plusieurs survols du territoire selon des lignes de vol distinctes et parallèles que l’on nomme «axe de vol». L’ensemble des images prises suivant un même axe de vol constitue une «bande de vol». De plus la mise en œuvre des méthodes photogrammétriques exige que les clichés d’une même mission respectent une répartition bien définie. Les conditions de cette répartition sont les suivantes : - à l’intérieur d’une même bande de vol deux clichés consécutifs doivent posséder une partie commune (appelée recouvrement longitudinal) égale généralement à 60 % de l’emprise de Page 2 of 8 chaque cliché. Le recouvrement longitudinal peut être porté à 80 % pour des zones urbaines denses. - deux bandes de vol parallèles doivent posséder une partie commune (appelée recouvrement latéral) dont l’ampleur minimum est égale à 25 % de l’emprise de chaque bande. - pour les chantiers dont le plan final doit être de classe de précision [10 cm] (ou de catégorie P3), un recouvrement latéral de 60 % devra être prévu. - d’une bande de vol à l’autre, les centres des clichés doivent théoriquement être en regard les uns des autres c’est à dire sur des lignes perpendiculaires aux axes de vol. Lors de la préparation d’une mission aérienne photogrammétrique numérique, il convient tout d’abord, en fonction de la valeur du pixel et de la focale de la caméra ainsi que des recouvrements et de la taille du GSD choisis de calculer : - la hauteur de vol ; - l’emprise des clichés ; - l’emplacement des centres des clichés et des axes de vols. D. Le couple stéréoscopique On appelle «couple stéréoscopique» - ou, plus simplement, «couple» - l'ensemble des deux clichés consécutifs d'une même bande de vol. Par extension, le terme «couple» est également utilisé pour désigner la partie photographique commune à ces deux clichés. Considérée dans sa totalité, cette partie commune constitue le «couple maximal», par opposition au «couple utile» qui est limité par un rectangle dont les côtés passent, respectivement, par les centres des clichés et par les axes des zones de recouvrement latéral. II. La restitution stéréophotogrammétrique argentique L'établissement d'un plan topographique à partir de photographies aériennes argentiques exige la transformation des images obtenues - qui correspondent à une perspective conique - en une projection orthogonale sur un plan de référence. Cette opération, appelée « restitution » est réalisée en exploitant les couples stéréoscopiques. A. Principe de la restitution Le principe de la restitution réside dans la reconstitution exacte des conditions dans lesquelles a eu lieu la prise de vues. À chaque cliché correspond un faisceau perspectif formé par l'ensemble des rayons qui joignent le centre de l'objectif de prise de vues (ou centre de projection) à chaque point-image du cliché. Abstraction faite de la réfraction atmosphérique et de la distorsion de l'objectif, ce faisceau est semblable à celui que formaient, au moment de la prise de vues, les rayons joignant ledit centre aux points correspondants du terrain. Page 3 of 8 B. Opérations préalables Dans la pratique, la position relative des deux faisceaux perspectifs correspondant aux deux clichés d'un couple ne peut être connue que d'une façon très approximative. De ce fait, on est conduit, préalablement à la restitution proprement dite, à exécuter trois opérations fondamentales qui sont : - la mise en place des clichés sur le stéréorestituteur ou orientation interne ; - la formation du stéréomodèle ou orientation relative ; - le géoréférencement du stéréomodèle ou orientation absolue. III. La restitution stéréophotogrammétrique numérique L’établissement d’un plan topographique à partir de clichés numériques aériens se recouvrant nécessite de constituer un modèle virtuel 3D géoréférencé dans lequel chaque point du terrain a son image dans le modèle par l’intermédiaire d’une projection orthogonale liant chaque point du terrain au modèle. A. Principe de la restitution Le principe s’appuie sur l’utilisation numérique des paramètres nécessaires à la génération d’un modèle 3D géoréférencé. Ces paramètres peuvent être : - fournis (fichiers d’orientation interne, trajectographie) ; - calculés (élimination de la parallaxe transversale, mise à l’échelle et géoréférencement du stéréomodèle). Le résultat final constituant, contrairement à la restitution argentique, un bloc 3D continu couvrant la totalité du chantier photographié. B. Opérations préalables Dans la pratique avant l’apparition des mesures satellitaires et inertielles embarquées il était impossible de connaître même approximativement la position relative des faisceaux perspectifs les uns par rapport aux autres. De ce fait, on était conduit préalablement à la restitution proprement dite, à exécuter trois opérations fondamentales qui étaient : - la mise en uploads/Ingenierie_Lourd/ missions-aerophotographiques.pdf