La photogrammétrie

Photogrammétrie

La photogrammétrie est une technique qui consiste à effectuer des mesures dans une scène, en utilisant la parallaxe (incidence du changement de position de l’observateur sur l’observation d’un objet) obtenue entre des images acquises selon des points de vue différents. Recopiant la vision stéréoscopique humaine (Perception binoculaire de la profondeur et de la distance d'un objet résultant du chevauchement des champs de vision des deux yeux), elle a longtemps exploité celle-ci pour reconstituer le relief de la scène à partir de cette différence de points de vue. Cette technique repose entièrement sur une modélisation rigoureuse de la géométrie des images et de leur acquisition afin de reconstituer une copie 3D exacte de la réalité.

Histoire

La photogrammétrie a fortement évolué depuis sa première application réalisée par un officier de l’armée française, Aimé Laussedat en 1849. Il met ainsi au point une technique qui s’appellera plus tard la photogrammétrie. Inventée en France, la photogrammétrie a ensuite été développée et industrialisée de façon très complète en Allemagne. On observe un emploi de plus en plus systématique de la photogrammétrie pour réaliser les cartes de base de pays entiers.

Principe général

Le principe général est basé sur la perception humaine du relief par observation stéréoscopique. L'image stéréoscopique observée est une exacte homothétie du terrain réel photographié, pour autant que la chambre de prise de vue soit parfaite ou que l'image ait été corrigée de sa distorsion. Pour que l'image observée soit une copie exacte de l'objet mesuré, il faut contraindre un certain nombre de points dans l'image en les obligeant à être à des positions relatives similaires aux leurs sur l'objet. Ces opérations qui permettent d'effectuer l'orientation, le basculement et la mise à l'échelle des clichés à restituer se nomment stéréopréparation.

Le processus de calcul, très complexe, s'appelle aérotriangulation. Par ailleurs, la manipulation des grandes quantités de données numériques extraites est résolue par des logiciels spécialisés, outils permettant la mise en forme finale des données sorties de l'appareil, d'entrée des corrections en provenance des équipes de terrain et enfin de formatage et d'édition des données selon les besoins du client.

Bases géométriques

La formalisation géométrique de la stéréoscopie repose sur deux types d'équations, tous deux largement utilisés en photogrammétrie et en vision par ordinateur, le but étant de déterminer l'orientation relative des images à partir des points identifiés comme homologues (points qui correspondent et qui sont opposés à des angles égaux.) dans deux images :

• L'équation de colinéarité. a et a' étant les images du point A de l'espace réel dans deux plans images (correspondant à deux positions successives du plan focal d'une caméra donnée), on écrit simplement le fait que a, S1 et A sont alignés, ainsi que a', S2 et A. La démarche consiste donc à calculer l'orientation relative des images, puis à mettre l'objet

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