Descriptif de contenu BD ORTHO® Historique
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1. Version 1 Descriptif de contenu www ign fr SOMMAIRE SOMMAIRE EE 2 1 PR SENTATION DU DOCUMENT einen 3 1 1 Ce que contient ce document sise 3 1 2 Ce quil ne contient E 3 2 CARACT RISTIQUES TECHNIQUES 4 2 1 D finitions nania EnA i nA AE A i i aiaiai DERE 4 2 1 1 BD ORTHO Historique nanne eneen 4 2 2 Sp cifications techniques du produit 4 2 2 1 R solution iii iiiiiiiiiiiiieeeireneeesssseecereenneneseseeeereeeennnnne 4 2 2 2 Codage des donn es iii 4 2 2 8 D coupage num rique iii 4 2 2 4 lee Here TEE 5 2 2 5 G or f rencement des dalles ss 5 3 PARAM TRES DE QUALIT 6 3 1 Param tres de qualit g ometrloue nen LEE ER 6 3 1 1 L orientation INtern 3 4444444sdsis ns sssses ssssns sensnsenenenasssenenasesencasessaeeseseecsss essieu 6 3 1 2 L a rotriangulation sise 7 3 1 3 Le redressement deS IMag88 nnen tiennent tante nin 7 3 2 Aspects radiom triques de l ortho image nere nrnen 8 3 2 1 Traitements radiom triques nnen nnnnnnenneneeeeennenneeeneerennnnnnnnneenen vennen nennen eneen 8 3 2 2 Lignes de mosa quage ss 9 3 2 3 Zones de sursol et occlusions sisi 9 3 2 4 Traitement des zones interdites ou sans donn es sees 9 ANNEXE A Occultations dues aux d vers de b timents et autres objets du sursol 10 ANNEXE B GLOSSAIRE cti np Deen2. de d terminer la forme et la position d un objet dans l espace Image a rienne en noir et blanc couleurs ou fausses couleurs le syst me imageur tant une chambre photographique classique Plus petite surface homog ne constitutive d une image enregistr e d finie par les dimensions de la maille d chantillonnage R gion dans l alignement de l appareil de prise de vue et du soleil Aucune ombre n y est visible les rayons lumineux y sont r fl chis en direction du clich de mani re plus importante qu ailleurs cr ant une zone tr s lumineuse et tr s peu contrast e donc pauvre en aides la lecture de l information Point de canevas utilis pour effectuer le pr traitement et ou le traitement g om trique des donn es Point de rep re connu en coordonn es Point servant lier diff rentes images lors d une mod lisation par bloc a ro ou spatiotrianguation Il est situ dans la zone de recouvrement des images et doit tre rep rable sur chacune des images Sa position n est pas n cessairement connue Le mod le relatif obtenu sera ensuite localis de fa on absolue par la prise de points de calage Entit l mentaire Point dont les coordonn es cartographiques sont connues et utilis es pour g or f rencer ou caler une image El ment ponctuel mat rialis au sol par un d tail naturel ou artificiel identifiable sur l image Une projection ou repr sentation cartographique est une correspondance con
3. tropolitain Ce programme couvre minima deux couvertures compl tes par d partement comprises entre 1945 et 1965 Le produit BD ORTHO Historique se compose d images num riques sans habillage ni surcharge et d indications de g or f rencement Le contenu informationnel est compatible avec des chelles num riques de travail de l ordre du 1 5 000 ou plus petites et peut permettre localement une utilisation jusqu au 1 2 000 2 2 Sp cifications techniques du produit 2 2 1 R solution La r solution taille terrain du pixel est de 50 centim tres dans les deux dimensions 2 2 2 Codage des donn es La radiom trie de chaque pixel est cod e sur 1 octet 8 bits correspondant 256 niveaux de gris 2 2 3 D coupage num rique Les donn es sont livr es en TIFF ou en JPEG2000 standard par dalles de 1 km par 1 km ou en ECW par dalles de 5 km par 5 km Les limites de l emprise des dalles sont des kilom tres ronds e France m tropolitaine Lambert 93 e D partements r gions et collectivit s d Outre Mer UTM xxx o xxx d signe le fuseau Dans le cas d une livraison dans un autre syst me de projection le produit complet est reprojet puis red coup en nouvelles dalles dont les limites sont des kilom tres ronds dans le nouveau syst me utilis Dans certains cas les dalles ext rieures la zone couverte par le produit peuvent tre incompl tes elles sont alors compl t es par du blanc da
4. 2 0 2 50 2 0 4 10 3 0 5 20 4 0 8 20 6 0 Les erreurs peuvent tre tr s locales micro relief non mod lis par le MNT terrassements r cents ou globales biais global sur le MNT Les valeurs indiqu es dans le tableau pr c dent tiennent compte de ces ph nom nes Ces carts moyens peuvent tre d pass s localement de fa on importante en effet ces valeurs de mod lisation ne tiennent pas compte des erreurs de mod lisation de l orientation interne absence de certificat de calibration distorsion g om trique du scanner mal ma tris e des d formations des clich s anisotropes non mod lisables par une affinit de la d t rioration ou de l usure des clich s plaque de verre cass e clich d chir 3 1 1 L orientation interne L orientation interne est la mod lisation math matique d un capteur parfait sans distorsion Avec certificat de calibration Pour les images issues de cam ras analogiques lorsqu on dispose d un certificat de calibration archiv valide la date de prise de vues la d finition du rep re faisceau passe par la mesure des rep res de fond de chambre dans l image num ris e Sans certificat de calibration Pour les prises de vues ant rieures 1970 ces fichiers n existent pas toujours Plusieurs approximations sont n cessaires format des images point principal distorsion focale Pour toutes ces images le passage de coordonn es image vers coordonn es faisceau peu
5. able rendant le syst me instable 3 1 3 Le redressement des images Gr ce aux mod les calcul s l tape pr c dente chaque image est rectifi e en tenant compte du relief Le relief est mod lis sous la forme d un mod le num rique de terrain Le mod le utilis est celui de la composante topographique du RGE qui se pr sente sous forme d une grille r guli re au pas de 25 m Ces MNT d crivent le sol naturel Ainsi les B timents ponts viaducs d blais remblais ne sont pas mod lis s et ne seront pas redress s dans l ortho Ce MNT est calcul partir des courbes de niveau et des points cot s archiv s La pr cision altim trique d pend donc de l origine des points c t s et des courbes de niveau dont l quidistance peut varier selon les feuilles au 1 50 000 ou le relief trait Pour les zones frontali res des MNT trangers peuvent tre utilis s pour les zones au del de la fronti re Les impr cisions du MNT ou les d fauts de mod lisation engendrent des erreurs planim triques sur l ortho d autant plus importantes que l on s loigne du centre de l image BD ORTHO Historique Descriptif de contenu Mars 2014 7 3 2 Aspects radiom triques de l ortho image 3 2 1 Traitements radiom triques Le nombre de clich s couvrant une zone un d partement par exemple peut tre important Ces clich s pr sentent des disparit s d ensoleillement et parfois de date ou de saison cas de
6. d int r t L objectif est donc de g n rer une ou des ortho images de grande taille en assurant une parfaite continuit g om trique et radiom trique entre les diff rentes images brutes Les difficult s du mosa quage sont dues l impr cision des diff rents mod les utilis s en amont aussi bien en ce qui concerne la g om trie que la radiom trie Le but de ce traitement est de donner une impression visuelle de continuit entre des images qui peuvent tre localement dissemblables L origine des dissemblances peut tre e g om trique effet de l impr cision sur l orientation des images et de l impr cision du MNT e radiom trique effet de l impr cision des mod les de corrections radiom triques limination du voile vignettage correction du hot spot diff rence de date d acquisition 3 2 3 Zones de sursol et occlusions Une zone de sursol en particulier le b ti les ponts les viaducs n tant pas redress e elle peut induire une occultation du sol Les exemples fournis en ANNEXE A illustrent ce ph nom ne Pour des raisons esth tiques certains ponts ou viaducs importants sont retouch s par proc d infographique afin de pr server leur forme g om trique naturelle 3 2 4 Traitement des zones interdites ou sans donn es Sur les zones faisant l objet l poque de la prise de vue d une interdiction de repr sentation et de diffusion les images initiales ont t flout es ou caviard es L
7. du 1 25 000 BD ORTHO Historique Descriptif de contenu Mars 2014 10 ANNEXE B GLOSSAIRE A rotriangulation Distance Canevas Dalle Exactitude G or f rencement Image num rique Mod le Num rique de Terrain MNT Mosa que d images de photos M thode de constitution d un canevas compl mentaire de points d appui d termin s par leurs trois coordonn es dans l espace objet en utilisant les relations g om triques qui lient les photographies adjacentes d une prise de vues st r oscopiques et un nombre nettement r duit de points d appui connus g n ralement situ s aux extr mit s et en milieu de bande Dans ce document l a rotriangulation est la m thode utilis e pour calculer les orientations des photographies Longueur du trajet entre deux points Ensemble discret de points bien r partis sur la surface lever dont les positions sont d termin es avec une pr cision au moins gale celle qu on attend du lev Les coordonn es des points de canevas sont exprim es dans un m me syst me de r f rence Unit d un d coupage r gulier d une image Les dalles sont jointives mais ne se recouvrent pas contrairement aux tuiles Etroitesse de l accord entre la mesure ou l estimation d une grandeur et la valeur nominale de cette grandeur On la chiffre g n ralement par une erreur moyenne quadratique Possibilit d attribuer des coordonn es cartographiques et g
8. en Deene EEN 11 BD ORTHO Historique Descriptif de contenu Mars 2014 2 1 PRESENTATION DU DOCUMENT Ce document d crit en termes de contenu de pr cision g om trique et de qualit image les caract ristiques du produit BD ORTHO Historique version 1 collection d orthophotographies num riques produites par l Institut national de l information g ographique et foresti re IGN sur la France m tropolitaine les d partements et r gions d Outre Mer la Guyane n est que partiellement couverte et les collectivit s d Outre Mer sauf la Polyn sie fran aise Le terme BD ORTHO Historique fait r f rence au produit BD ORTHO Historique version 1 dans l ensemble de ce document Ce chapitre n est pas un manuel d utilisation du produit BD ORTHO Historique 1 2 Ce qu il ne contient pas Ce document ne d crit pas le produit BD ORTHO Historique en termes de structure de livraison laquelle est trait e dans le document appel Descriptif de livraison Ce document n est pas non plus un manuel d utilisation du produit BD ORTHO Historique BD ORTHO Historique Descriptif de contenu Mars 2014 3 2 CARACTERISTIQUES TECHNIQUES 2 1 D finitions 2 1 1 BD ORTHO Historique Le produit BD ORTHO Historique est une collection de mosa ques num riques d anciennes orthophotographies panchromatiques niveaux de gris rectifi es dans la projection adapt e au territoire couvert d partement m
9. es zones pour lesquelles on ne dispose pas de donn es sont remplac es par une radiom trie blanche uniforme BD ORTHO Historique Descriptif de contenu Mars 2014 9 ANNEXE A Occultations dues aux d vers de b timents et autres objets du sursol Chaque point de l image est rectifi en fonction de l altitude trouv e sur le MNT Mod le Num rique de Terrain Cela signifie que tout objet dont le relief est diff rent du relief mod lis par le MNT n est que partiellement redress D s lors un b timent par exemple garde sur l image le d vers effet de perspective par rapport au sol qu il poss dait sur le clich a rien origine ce qui se traduit par des zones occult es au sol Lorsqu un tel ph nom ne appara t dans le produit BD ORTHO Historique c est le plus souvent parce que la zone concern e n est visible sur aucun clich de la prise de vues Dans le cas d une rue l importance de la zone occult e d pend en outre de la direction de la fa ade du b timent par rapport au centre du clich si cette fa ade est orthogonale la direction du centre du clich l occultation est plus importante L importance de cette occultation d pend des param tres de prise de vues et de la hauteur du b timent comme le montrent les illustrations ci dessous Partie cach e i Ge P WA Et my D kt CN d ee o La prise de vues est r alis e avec une focale 152 mm l chelle
10. ion sont en fonction de la disponibilit du produit Syst me Ellipso de one Jee EE je France m tropolitaine Lambert 93 RGF93 IAG GRS 1980 Martinique Guadeloupe Saint Barth lemy UTM Nord fuseau 20 WGS84 IAG GRS 1980 m tre Saint Martin UTM Nord fuseau Jumper Joers 1980 nem fe SS Le g or f rencement de l image n tant pas pris en compte dans le format image utilis en standard format TIFF des fichiers de g or f rencement correspondant aux dalles livr es sont fournis voir Descriptif de livraison BD ORTHO Historique Descriptif de contenu Mars 2014 5 3 PARAMETRES DE QUALITE 3 1 Param tres de qualit g om trique Ce chapitre fournit les caract ristiques techniques des donn es utilis es pour produire la BD ORTHO Historique Il sp cifie ensuite les param tres de qualit g om trique et radiom trique L exigence principale pour ce produit du point de vue de la g om trie concerne une exactitude planim trique moyenne autorisant une bonne superposition de l orthophotographie avec le RGE L indicateur de r f rence tant le calcul de l EMQ L exactitude planim trique de l ortho finale d pend de l a rotriangulation pr cision des points d appui des points de liaison de l orientation interne et de la pr cision du mod le num rique de terrain On retiendra comme exigence les valeurs cibles moyennes suivantes Pr cision MNT m Exactitude Plani m 2 00
11. ls et donn es Patricia Bordin Syst me informatique de mat riels de logiciels et de processus con u pour permettre la collecte la gestion le traitement et l affichage de donn es r f rence spatiale afin de r soudre des probl mes complexes localis s Ensemble des op rations qui ont pour but la d termination directe d un canevas de points d appui ensemble de points connus en X Y et ou Z La st r opr paration suppose l existence pr alable sur la zone lever de r seaux g od sique et de nivellement de pr cision assez denses l utilisation du positionnement GPS rend cette condition moins fondamentale BD ORTHO Historique Descriptif de contenu Mars 2014 13
12. ns le cas des zones en limites de territoire BD ORTHO Historique Descriptif de contenu Mars 2014 4 2 2 4 Emprise du produit L emprise du produit correspond un d partement Elle s appuie sur la limite du d partement dans la BD CARTO agrandie d un tampon de 200 m Toute dalle contenue ou intersectant cette limite est couverte par une addition de missions couvrant des zones de feuilles au 1 50 000 compl tes On ne tol rera pas d absence de donn es dans ces dalles sauf en bord de mer Exceptionnellement en cas de lacune de la prise de vue l information manquante sera remplac e par celle d une prise de vue d mat rialis e en effet chaque d partement poss de au moins deux couvertures compl tes de son territoire Dans le cas o la limite de d partement est un fleuve on tendra si n cessaire le dallage pour que les dalles du d partement couvrent les deux rives du fleuve Espace maritime Les dalles situ es enti rement en mer ou sur l estran ne sont pas syst matiquement produites except si elles ont un r le esth tique Zones interdites Les zones faisant l objet l poque de la prise de vue d une interdiction de repr sentation et de diffusion ont t flout es ou caviard es Ces zones interdites ainsi qu un buffer les entourant seront blanches sur la BD ORTHO Historique 2 2 5 G or f rencement des dalles e syst mes de coordonn es de r f rence utilis s pour la product
13. ographiques tout pixel d une image num rique Matrice de pixels repr sentant le terrain r sultant d une acquisition directe ou indirecte Note Une acquisition est dite directe vis vis du terrain si elle provient d un capteur num rique y compris radar et indirecte si elle provient d un scannage de document photo ou carte Note Les termes de photo clich et carte d notent le plus souvent des documents analogiques Quand le contexte l exige on parlera de photo num rique clich num rique et carte num rique qui renvoient des images num riques Cependant quand le contexte est sans ambigu t ou dans des documents g n ralis s on pourra employer les termes de photo clich et carte pour d signer des documents num riques Ensemble de points r f renc s en planim trie et en altim trie mod lisant le relief du sol sous forme num rique Note Les donn es du MNT peuvent tre structur es de diff rentes fa ons matrice de pixels r seau de triangles polygones mat rialisant des courbes de niveaux Note Pour tre exploit et fournir partout une information altim trique le MNT n cessite une fonction d interpolation adapt e la structure des donn es au type de relief plat ou tourment et l utilisation que l on veut en faire restitution fid le ou caricatur e Document r sultant d un montage d images de sc nes photos ou de partie
14. s prises de vues r alis es sur plusieurs jours Mosa que de 44 clich s non corrig s des ph nom nes de hot spot et de vignettage Toulouse 1955 Le traitement radiom trique consiste trouver ou calculer le meilleur compromis possible sur la zone couverte en tenant compte des carts ou disparit s li es aux conditions de prise de vue ensoleillement saison au paysage au comportement des objets constituant le paysage Dans la pratique le processus cherche corriger chaque image des effets internes d clairement et de couleur li s l ensoleillement L ensemble des images doit aussi tre homog n is Pour chaque image on applique une correction d clairement hot spot et vignettage Une fois cette correction appliqu e les images sont globalement galis es sur l ensemble du chantier On peut ajouter que sur certaines prises de vues l utilisation des courtes focales ou ces cam ras champ large a g n r des effets de vignettage diff rence d clairement entre le centre et le bord de l image importants et plus difficile corriger Mosa que de 44 clich s minimisant les effets dus aux conditions de prise de vue Toulouse 1955 BD ORTHO Historique Descriptif de contenu Mars 2014 8 3 2 2 Lignes de mosa quage Le mosa quage consiste produire une seule image partir de l ensemble des images ortho rectifi es constituant la mission a rienne n cessaire pour couvrir la zone
15. s de sc nes photos connexes et pr trait es pour tre raccordables g om triquement et radiom triquement La ligne de mosa quage d signe la ligne de raccord entre les clich s BD ORTHO Historique Descriptif de contenu Mars 2014 11 Ortho image Orthophotographie Orthorectification Photogramm trie Photographie a rienne Pixel Point chaud hot spot Point d appui Point de canevas Point de liaison Point de calage Point de rep re Projection Radiom trie Autre appellation pour orthophotographie Image photographique sur laquelle ont t corrig es les d formations dues au relief du terrain l inclinaison de l axe de prise de vues et la distorsion de l objectif Une orthophotographie peut toutefois pr senter des d formations r siduelles et des manques de couverture d autant moins n gligeables que les pentes du terrain sont plus fortes et les superstructures plus nombreuses et lev es Dans le texte on parlera aussi d ortho image Application une image de traitements destin s corriger les d formations dues au relief du terrain linclinaison de laxe de prise de vue et la distorsion de l objectif Terminologie de t l d tection et de photogramm trie Conseil international de la langue fran aise Science et art dont le sujet d tude est la photographie dans l intention de recueillir des donn es conduisant des restitutions dimensionnelles et
16. t tre erron de plusieurs pixels ou centaines de microns Cette erreur ne pourra pas tre corrig e et risquera d tre visible dans la mosa que BD ORTHO Historique Descriptif de contenu Mars 2014 6 3 1 2 L a rotriangulation L a rotriangulation consiste d terminer finement la fonction de passage de l image au terrain On distingue 2 types de mesures les points d appui et les points de liaison Les points d appui sont pris sur la BD ORTHO du RGE l altitude provenant du MNT BD ALTI Ces mesures manuelles consistent identifier des d tails communs la prise de vues et la BD ORTHO Les paysages peuvent tre tr s diff rents notamment dans les zones urbaines o il est parfois difficile de trouver des points d appuis La mesure des points de liaison est automatique et pour objectif de lier les clich s entre eux La quantit et la qualit des points mesur s d pendront du paysage mais aussi de la qualit des images num ris es Ainsi il faudra parfois compl ter manuellement le manque de points de liaison partir de ces mesures le calcul d termine la fonction de passage terrain image La redondance des mesures permet g n ralement de mettre en vidence les fautes de mesures quand le syst me est correctement mis en place Cela peut devenir plus d licat quand la calibration de la cam ra n existe pas cf chapitre orientation interne ou quand aucun point d appui n est identifi
17. tinue g n ralement biunivoque entre les points d un ellipso de de r f rence ou d une partie de celui ci et les points d un plan ou ventuellement d une autre surface Une projection cartographique est une projection utilis e pour la r alisation de cartes de la Terre celle ci tant suppos e projet e sur un ellipso de de r f rence suivant les normales ce dernier On appelle radiom trie le contenu colorim trique des images Les ortho images vont se caract riser par leur qualit g om trique et par leur qualit radiom trique Certains traitements radiom triques employ s tendent conserver au mieux l nergie physique re ue par les capteurs galisation physique alors que d autres traitements sont appliqu s pour s approcher au mieux du rendu des couleurs naturelles et limiter l h t rog n it li e aux conditions de prise de vues BD ORTHO Historique Descriptif de contenu Mars 2014 12 Raster Repiquage Syst me d informations g ographiques St r opr paration Donn e dont l ensemble constitue une image matricielle de pixels M thode servant d terminer un canevas en s affranchissant des mesures sur le terrain gr ce la r utilisation de points dont les coordonn es X Y et ou Z ont t calcul es lors d une pr c dente mission Pour cela on identifie ces points sur les nouveaux clich s Cette op ration est source d une perte de pr cision SIG concept outi
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