Les images pour la photogrammétrie

Principe

La photogrammétrie cherche à faire des mesures 3D à partir d’images qui à première vue sont planes ! Pour résoudre cette difficulté, il faut recourir à une propriété de la vision humaine simple mais particulièrement utile : grâce à nos deux yeux, nous avons accès aux 3 dimensions de l’espace. La stéréoscopie consiste à retrouver cette sensation de relief à partir de deux photographies, prises de deux points de vue différents, en reproduisant les conditions de la vision humaine.

L’œil seul ne peut déterminer où se trouve la maison.Avec deux yeux, les rayons s’intersectent et la position de la maison est connue.

Avec une seule image, on ne peut déterminer où se trouve la maison. Avec deux images (=un couple), les rayons s’intersectent et la position de la maison est connue.

En pratique, lors de la réalisation d’une prise de vue pour la photogrammétrie, il faut respecter certaines contraintes (écart entre les images formant un couple stéréoscopique, axes de prises de vue à peu près parallèles…) afin de faciliter la vision en relief.

Quelles images peut-on utiliser pour faire de la photogrammétrie ?

Tout couple d’images correspondant à des points de vue différents !

 Des images argentiques et numériques

En pratique, les images sont issues de caméras argentiques (chambres métriques) et principalement de caméras numériques (appareils photographiques du commerce pour les applications terrestres et capteur moyen ou grand format pour les applications aériennes). Les images exploitées sont panchromatiques, couleur ou proviennent d’autres domaines du spectre électromagnétique (infrarouge par exemple).

Image de la caméra argentique de l’IGN (Forcalquier 2000).

Image de la caméra numérique de l’IGN (Forcalquier 2004)

 Différentes plateformes d’acquisition

Depuis un avion	Depuis un satellite	Depuis le terrain
Beechcraft super King Air 200T de l’IGN.	Image CNES	Prise de vue terrestre dans la grotte de Tautavel Mastère PPMD - 2007

• depuis des avions pour les applications cartographiques classiques. La configuration de la prise de vue doit répondre aux besoins de la photogrammétrie. L’acquisition des images se fait ainsi bande par bande et les images acquises au sein d’une bande le sont de façon à pouvoir constituer des couples stéréo.

Du fait de la proximité avec l’IGN, le DIAS travaille fréquemment avec les images de la prise de vue départementale annuelle ou avec les prises de vue urbaines de l’IGN. Actuellement ces prises de vue sont effectuées avec la caméra numérique de l’IGN ou avec l’Ultracam Xp de Vexcel.

Photographie aérienne numérique

Extrait d’une image de la caméra numérique IGN sur La Rochelle

• depuis des satellites pour les applications cartographiques classiques. Pour avoir des images de points de vue différents et ainsi faire de la photogrammétrie, le satellite doit être « agile », c’est-à-dire pouvoir prendre des images dans différentes directions ou, le cas échéant, il faut attendre que le satellite revienne sur une trajectoire proche.

Photographie satellitaire du Mont Saint-Michel

Pour un exemple de satellite agile, rendez-vous sur le site du CNES

• par un photographe sur le terrain (mesure 3D fine de bâtiment, d’objets…).

Image des voûtes de l’église de St Polycarpe (11) Mastère PPMD - 2007

Image du fond de la grotte de Tautavel (66) Mastère PPMD - 2007

Couple d’image sur les maisons bordant la Chartreuse du Val de Bénédiction Villeneuve-lès-Avignon - Géomètres 2ème année - 2007

Pour ces travaux de photogrammétrie, le DIAS utilise ses propres appareils photographiques ou ceux de partenaires pour les applications terrestres dont il peut déterminer les paramètres intrinsèques (focale, distorsion,…) grâce au polygone d’étalonnage implanté dans le garage de l’école et au logiciel de calcul d’étalonnage développé au DIAS depuis des drônes ou des hélicoptères.

Image du polygone d’étalonnage dans les sous-sols de l’ENSG