Financement
:
Services fédéraux des affaires scientifiques, techniques et culturelles (SSTC)
rue de la Science, 8
1000 Bruxelles, Belgique
T : +32 238 34 11
F : +32 230 59 12
Durée
: du 1 janvier au 31 décembre 1996.
Suite
à l'étude de faisabilité réalisée par SURFACES pour le compte de
TELE ATLAS et financée par les SSTC, d'avril à juin 1995, un projet
pilote a été mis en œuvre avec les mêmes partenaires.
Le
module corrections géométriques constitue la partie majeure
de ce projet pilote; les deux autres parties étant amélioration
des images et détection des changements.
L'objectif
principal de ce projet était l'élaboration d'un procédé de corrections
géométriques utilisable dans un environnement de production. En
effet, suite aux bons résultats de l'étude de faisabilité qui visait
à montrer les potentialités de l'imagerie satellitaire à très haute
résolution spatiale (THR) pour la saisie d'informations de natures
topographiques, TELE ATLAS émettait le désir de modifier son logiciel
de saisie sur cartes afin de l'adapter à la saisie sur image. Le
principal problème inhérent aux images est leur déformation géométrique.
Il est donc important de corriger ces déformations avant toute saisie
d'informations. La technique habituelle qui consiste à créer une
nouvelle image géométriquement rectifiée sur base d'un ensemble
de points d'amer mettant en relation l'image brute et une carte
topographique, n'est pas envisageable dans le cas présent. Tout
d'abord, TELE ATLAS a recours à différents systèmes de projection
cartographique et la correction de l'image dans ces différents systèmes
nécessiterait autant de nouvelles images qu'il y a de systèmes utilisés.
De plus, les images THR constituent des fichiers de taille considérable
et il faut à tout prix essayer d'éviter de les multiplier. C'est
pourquoi un autre procédé de correction a été développé, agissant
sur le vectoriel et non pas sur l'image utilisée alors sous sa
forme brute initiale.
Principe
:
Le
procédé mis en œuvre consiste à déformer le vectoriel existant,
qui est géométriquement correct, pour l'amener en parfaite superposition
avec l'image non rectifiée. Pour cela, la collecte de points d'amer
est nécessaire. A partir de ces points, un modèle mathématique de
transformation est élaboré et appliqué à tous les points du vectoriel
à afficher. Pour accroître la précision de la superposition, le
modèle opère localement, c'est-à-dire qu'un modèle différent est
calculé pour chacun des points à transformer. Le tout devant s'exécuter
en temps réel pendant l'affichage, le calcul du modèle mathématique
a été optimisé de façon conséquente pour être utilisable dans un
environnement de production. Le coût en calcul est O(NMK³)
où M est le nombre de points d'amer, K est le nombre
de cœfficients à calculer (vaut 3 pour une fonction linéaire),
et N est le nombre de points à transformer.
L'application d'un procédé identique de transformation inverse permet
alors d'enregistrer les nouveaux éléments saisis dans la base de
données avec les coordonnées correctes.
Résultats
:
Le
procédé a été testé pour une image SPOT P (résolution : 10 m) de
la région de Charleroi, et pour une photographie aérienne scannée
(résolution : 1,82 m) de Bruxelles.
Le
calcul des erreurs a été fait par validation croisée; technique
qui permet d'utiliser un seul jeu de points d'amer pour le calcul
du modèle et le calcul de l'erreur moyenne. Ainsi, l'erreur quadratique
moyenne était de 9,48 m pour l'image SPOT P, et de 5,35 m pour la
photographie scannée. Ces résultats sont tout à fait convaicants
puisque la précision recherchée par TELE ATLAS est de l'ordre de
10 m.
Figure1. Avec une correction simplifiée.
Figure 2. Avec la correction locale.
La
figure 1 montre un extrait d'image THR sur laquelle est superposé
du vectoriel ayant simplement subi une correction grossière (rotation,
translation, mise à l'échelle). La figure 2 montre le résultat obtenu
après application du procédé de correction locale. Les points d'amer
utilisés ont été collectés sur une zone plus étendue que le simple
extrait présenté ici.
