Ajouter des points de contrôle au sol dans un espace de travail Reality Mapping—ArcGIS Pro

Disponible avec une licence Standard ou Advanced.

Disponible pour une organisation ArcGIS disposant de la licence ArcGIS Reality.

Vous pouvez importer, calculer et mesurer des points de contrôle au sol (GCP) dans un espace de travail Reality Mapping.

Les points de contrôle au sol sont des points dotés de coordonnées au sol connues X, Y, Z (3D), XY (2D), ou Z (1D), souvent obtenus grâce à des arpentages au sol. Ils garantissent la présence de points de référence au sol dans le traitement photogrammétrique. Dans un ajustement de bloc, des images superposées sont rattachées afin de minimiser l’erreur entre les images utilisant des points de rattachement et des points de contrôle au sol, le cas échéant. Il est possible d’appliquer l’ajustement de bloc sans points de contrôle au sol et de garantir une précision relative, mais l’ajout de points de contrôle au sol augmente la précision absolue de l’imagerie ajustée. Les points de vérification sont des points de contrôle au sol exclus du calcul d’ajustement et qui contribuent à déterminer la précision de l’ajustement.

Distribution des points de contrôle au sol

La distribution des GCP dans un bloc photogrammétrique compte pour une part importante de la précision du bloc ajusté. Les points de contrôle distribués autour du périmètre du bloc ont une plus grande influence sur la précision de l’ajustement que les points de contrôle près du centre du bloc. La figure ci-dessous illustre les emplacements recommandés des GCP avant l’ajustement du bloc.

Distribution recommandée des points de contrôle au sol

Ajouter des points de contrôle au sol

Il est possible d’ajouter des points de contrôle au sol manuellement en sélectionnant des points dans une image de référence, en calculant des points avec une image de référence grâce à l’outil Calculer des GCP ou en important des points à partir des données du levé topographique à l’aide de l’outil Importer les GCP. Vous pouvez accéder à ces outils à partir du menu Manage GCPs (Gérer les GCP) dans le groupe Refine (Affiner) de l’onglet Reality Mapping. Lorsque vous utilisez des données numériques satellites ou aériennes, vous pouvez ajouter des points de contrôle au sol à un espace de travail avant le calcul de l’ajustement initial. Si vous utilisez une imagerie aérienne numérisée ou obtenue à partir de drones, vous devez effectuer un ajustement de bloc avant d’ajouter des points de contrôle au sol.

Ajouter manuellement des points de contrôle au sol

Si les points de contrôle au sol ne proviennent pas d’un levé de terrain, vous pouvez les collecter à partir d’une couche raster, d’un jeu de données raster, d’un jeu de données mosaïque ou d’un service d’imagerie orthorectifié(e). Pour la sélection de points de contrôle au sol, veillez à choisir une image de référence dont la résolution spatiale, temporelle et radiométrique est identique à celles de la collection d’images. Collectez les points de contrôle au sol à partir d’entités identifiables au niveau du sol, présents à la fois dans la collection d’images et l’image de référence. Les entités recommandées incluent l’intersection de marquages peints de rue, d’angles de rue ou d’autres entités naturelles ou bâties au sol.

Pour sélectionner et mesurer manuellement les points de contrôle à partir d’une image de référence afin de prendre en charge le traitement de l’ajustement, procédez comme suit :

Ajoutez l’image de référence à la vue de carte 2D.
Prenez note du système de coordonnées verticales du modèle numérique d’élévation utilisé pour prendre en charge le traitement. Cliquez avec le bouton droit sur la couche dans la fenêtre Catalog (Catalogue), sélectionnez Properties (Propriétés) et développez la catégorie Spatial Reference (Référence spatiale) pour déterminer le système de coordonnées verticales (VCS) du modèle numérique d’élévation (MNE).
En l’absence de VCS répertorié dans la boîte de dialogue Properties (Propriétés), aucun VCS n’est défini.
Dans l’onglet Reality Mapping, dans le groupe Refine (Affiner), cliquez sur le bouton Manage GCPs (Gérer les GCP) pour ouvrir le Gestionnaire de GCP.
Spécifiez le système de coordonnées verticales du modèle numérique d’élévation du projet.
Si vous omettez cette étape, des hauteurs incorrectes risquent d’être attribuées aux points de contrôle au sol extraits et aux produits MNE ou stéréo dérivés.
1. Cliquez sur le bouton Define Z (Définir z) pour ouvrir la boîte de dialogue Define Z Correction (Définir la correction Z).
  Cette boîte de dialogue permet de définir les transformations verticales qui peuvent être nécessaires pour transformer avec précision des hauteurs extraites de la surface d’élévation associée à l’espace de travail dans le référencement spatial du projet.
2. Cliquez sur le bouton Browse (Parcourir) .
3. Dans la boîte de dialogue Spatial Reference (Référence spatiale), cliquez dans la zone Vertical Coordinate System (VCS) (Système de coordonnées verticales [VCS]) sous Current Z (Valeur Z actuelle) et sélectionnez le système numérique de coordonnées verticales du modèle numérique d’élévation associé à la collection d’images.
  Si le système de coordonnées verticales du MNE joint n’est pas défini, sélectionnez None (Aucun) dans la liste des coordonnées sous Z Coordinate System Available (Système de coordonnées Z disponible).
Cliquez sur OK deux fois pour accepter les modifications et fermer les boîtes de dialogue Spatial Reference (Référence spatiale) et Define Z Correction (Définir la correction Z).
Dans la fenêtre Contents (Contenu), désactivez la couche de collection des images.
Cela permet de s’assurer que les points de contrôle au sol sont sélectionnés à partir de l’image de référence.
Dans la fenêtre GCP Manager (Gestionnaire de GCP), cliquez sur le bouton Add GCP or Tie Point (Ajouter un GCP ou un point de rattachement) .
Dans la fenêtre Contents (Contenu), vérifiez que l’imagerie de référence est sélectionnée.
Accédez à une entité identifiable dans l’imagerie de référence à collecter en tant que point de contrôle au sol, puis cliquez dessus.
Une croix rouge s’affiche au-dessus de l’entité dans la carte et une nouvelle entrée de GCP est indiquée dans le Gestionnaire de GCP.
Dans la fenêtre GCP Manager (Gestionnaire de GCP), localisez l’entité GCP dans la visionneuse d’images et cliquez sur l’entité pour insérer un point de rattachement.
Les points de rattachement de toute autre image superposée sont automatiquement calculés.
Lorsqu’un point de rattachement est ajouté à une image, le symbole gris du point de rattachement vire au bleu dans la visionneuse d’images et dans la carte 2D, et le symbole du GCP passe du rouge au vert. Ce changement indique que le GCP a été mesuré. Pour modifier ou remesurer l’emplacement d’un point mesuré, cliquez sur ce point.
Répétez les étapes 6 à 9 jusqu’à ce que vous ayez collecté un nombre suffisant de points de contrôle au sol.

Ajouter manuellement des points de contrôle au sol à la table du Gestionnaire de GCP

Pour ajouter manuellement des points de contrôle au sol à la table du Gestionnaire de GCP, procédez comme suit :

Ajoutez l’image de référence à la vue de carte 2D.
Sous l’onglet Ortho Mapping (Ortho-cartographie), dans le groupe Refine (Affiner), cliquez sur le bouton Manage GCPs (Gérer les GCP) .
Dans la fenêtre GCP Manager (Gestionnaire de GCP), cliquez sur le bouton Add GCP Manually (Ajouter manuellement un point de contrôle au sol) . Une ligne vide est créée dans la table GCP Manager (Gestionnaire de GCP) pour l’ajout de points de contrôle au sol 1D, 2D ou 3D à votre projet.
Saisissez les coordonnées de votre point de contrôle au sol en double-cliquant sur le champ approprié (X, Y, ou Z) et en saisissant leurs valeurs respectives.
- Si vous ajoutez un point unidimensionnel (1D), saisissez la valeur de la hauteur dans le champ Z et définissez la valeur du champ XY Accuracy (Précision XY) sur N/D. Vous pouvez également entrer la valeur Z Accuracy (Précision Z) du point de contrôle au sol.
- Si vous entrez un point bidimensionnel (2D), ajoutez les coordonnées X et Y dans les champs appropriés et définissez la valeur du champ Z Accuracy (Précision Z) sur N/D. Vous pouvez également saisir la valeur XY Accuracy (Précision XY) du point de contrôle au sol.
- Si vous saisissez un point tridimensionnel (3D), ajoutez les coordonnées X, Y et Z dans les champs appropriés. Vous pouvez également définir les valeurs XY Accuracy (Précision XY) et Z Accuracy (Précision Z) du point de contrôle au sol.

Mesurer ou repositionner des points de contrôle au sol

Pour mesurer des points de contrôle au sol, procédez comme suit :

Ouvrez GCP Manager (Gestionnaire de GCP).
Sélectionnez le point de contrôle au sol à mesurer dans la table GCP Manager (Gestionnaire de GCP).
Pour les points de contrôle au sol 2D et 3D, toutes les images superposées associées au point de contrôle sélectionné sont répertoriées dans la fenêtre d’aperçu GCP Manager (Gestionnaire de GCP).
Si vous souhaitez que toutes les images associées à un point de contrôle au sol 1D soient répertoriées dans la fenêtre d’aperçu GCP Manager (Gestionnaire de GCP), suivez les étapes ci-dessous.
1. Assurez-vous que la couche d’images du jeu de données mosaïque est entièrement visible dans la vue cartographique 2D.
2. Cliquez sur le bouton Select images in map using a box and add the overlapped images to the list (Sélectionnez des images sur la carte à l’aide d’une zone de délimitation et ajoutez les images superposées à la liste) dans la section d’aperçu de GCP Manager (Gestionnaire de GCP).
3. Dans la fenêtre cartographique 2D, localisez l’entité GCP 1D souhaitée dans le jeu de données mosaïque, cliquez avec le bouton gauche et tracez dynamiquement une zone de délimitation autour de ce point de contrôle au sol.
  Toutes les images superposées à l’entité identifiée sont chargées dans la fenêtre d’aperçu.
Vérifiez que le point de contrôle au sol à mesurer est sélectionné dans la table GCP Manager (Gestionnaire de GCP) et cliquez sur le bouton Add GCP or Tie Point (Ajouter un GCP ou un point de rattachement) .
Dans l’image affichée dans la fenêtre d’aperçu, cliquez sur l’emplacement approprié pour insérer le point de contrôle au sol.
Les points de contrôle au sol de toute autre image superposée sont automatiquement calculés.

Lorsqu’un point de rattachement est ajouté à une image, le signe + en regard de l’ID de l’image dans la fenêtre d’aperçu vire au bleu et le symbole rouge du GCP dans la vue cartographique 2D vire au vert. Ce changement indique que le GCP a été mesuré. Dans la liste des images superposées, si une image n’a pas été mesurée automatiquement, auquel cas son signe + n’a pas viré au bleu, il est nécessaire de la sélectionner et de mesurer manuellement le point de contrôle au sol. L’emplacement d’un point mesuré peut être modifié en cliquant sur un emplacement différent dans l’image.

Répétez les étapes 1 à 5 pour mesurer ou repositionner d'autres points de contrôle au sol.

Calculer des GCP

Si les points de contrôle au sol ne proviennent pas d’un arpentage au sol, mais que vous disposez d’un fond de carte d’imagerie orthorectifié en tant que couche raster (jeu de données raster, jeu de données mosaïque ou service d’imagerie), vous pouvez l’ajouter en tant que référence pour le calcul des points de contrôle au sol. En guise d’image de référence pour le calcul des points GCP, assurez-vous que l’image de référence bénéficie d’un géoréférencement de bonne qualité en termes de clarté et de précision de position géographique et d’une résolution similaire à celle de l’imagerie source. Par exemple, les images du service mondial d’imagerie par défaut d’ArcGIS Online peuvent fournir de bonnes références pour le calcul de points GCP de données satellite, mais risquent de ne pas convenir pour des images aériennes très précises à haute résolution.

Pour calculer des points de contrôle au sol, procédez comme suit :

Dans le menu Manage GCPs (Gérer les GCP), cliquez sur l’outil Compute GCPs (Calculer des GCP) pour ouvrir la boîte de dialogue Compute Ground Control Points (Calculer les points de contrôle au sol).
Spécifiez l’image de référence.
- Si l’image de référence existe sur la carte, sélectionnez Reference Image (Image de référence) dans la liste déroulante.
- Si l’image de référence n’existe pas sur la carte, cliquez sur le bouton Browse (Parcourir) , accédez à l’emplacement de la couche sur le disque, sélectionnez-la et cliquer sur OK.
Dans le menu déroulant Elevation Source (Source d’élévation), recherchez ou sélectionnez une source d’élévation. Si vous utilisez des images satellite, cochez la case Geoid Correction (Correction de géoïde).
Spécifiez la précision d’emplacement de l’image de la collection d’images, ainsi que la similarité des points, la densité de points et la distribution de points des points de contrôle au sol en sortie.
Cochez la case Adjust (Ajuster) et cliquez sur Run (Exécuter).

Importer des points de contrôle au sol existants

Si vous disposez de données d’arpentage au sol existantes, vous pouvez importer des points de contrôle au sol dans l’espace de travail Reality Mapping.

Cliquez sur le menu déroulant Manage GCPs (Gérer les GCP), puis sur le bouton Import GCPs (Importer les GCP) .
La boîte de dialogue Import GCPs (Importer les GCP) s’affiche.
Pour GCP File (Fichier GCP), cliquez sur le bouton Browse (Parcourir) et accédez à l’emplacement du fichier GCP.
Il peut s’agir d’un fichier .csv ou .txt, une classe d’entités ou un shapefile. Le fichier GCP doit inclure les champs Label, X coordinate, Y coordinate, Z coordinate, XY accuracy et Z accuracy.
Pour Set GCP Spatial Reference (Définir la référence spatiale des GCP), recherchez les systèmes de coordonnées horizontales et verticales des points de contrôle au sol et spécifiez-les. Si le système de coordonnées des points de contrôle au sol est différent de celui de l’espace de travail Reality Mapping, indiquez les transformations géographiques horizontales et verticales à appliquer.
Pour Field Mappings (Appariements de champs), indiquez les champs du fichier GCP qui correspondent aux paramètres d’appariement de champs répertoriés.
Pour GCP Photo Location (Emplacement des photos GCP), si les données des points de contrôle au sol incluent des photos des emplacements auxquels les points de contrôle au sol ont été mesurés, recherchez et sélectionnez le dossier contenant ces photos.
Le nom de la photo doit correspondre à la valeur du champ Label du point de contrôle au sol. Si chaque point de contrôle au sol possède plusieurs photos, le nom de la photo doit inclure un nombre ajouté au champ Label, qui servira d’identifiant unique. Par exemple, GCP20_1.jpg et GCP20_2.jpg sont les photos de GCP20.
Vous pouvez également cocher la case pour importer uniquement les points de contrôle au sol qui existent dans votre étendue d’affichage actuelle. Sinon, tous les points de contrôle au sol sont importés.
Cliquez sur OK.

Remarque :

Les points de contrôle au sol 2D ajoutés dans un fichier CSV doivent respecter le format ci-dessous. Il n’est pas possible d’ajouter des points de contrôle au sol 1D dans un fichier CSV. Pour ajouter des points de contrôle au sol 1D, suivez le processus décrit dans les étapes 6 à 9 de la section Ajouter manuellement des points de contrôle au sol ci-dessus.

Format des points de contrôle au sol dans un fichier CSV

Remarque :

Si les points de contrôle au sol et la source d’élévation du jeu de données mosaïque ont des valeurs z différentes, l’imagerie peut sembler être translatée dans la carte après l’ajustement. Cela peut se produire si vous avez indiqué une valeur z constante lors de la définition de l’orthomosaïque. Pour visualiser le résultat de l’ajustement sur les points de contrôle au sol, cliquez sur le bouton Show GCP (Afficher les GCP) pour afficher les points de contrôle au sol dans la fenêtre GCP Manager (Gestionnaire de GCP). La translation de toute image visible est corrigée lorsque vous réajustez l’imagerie selon une source d’élévation affinée et générez un produit d’orthomosaïque.

Ajouter des points de rattachement aux GCP

Une fois que les points de contrôle au sol sont manuellement sélectionnés ou importés, cliquez sur le menu déroulant Manage GCPs (Gérer les GCP), puis sur GCP Manager (Gestionnaire de GCP) pour ajouter des points de rattachement aux points de contrôle au sol. En photogrammétrie, ce processus est connu sous le nom de création d’un point de rattachement mesuré.

Sélectionnez un point de contrôle au sol dans la liste.
Les images correspondantes qui sont superposées au point de contrôle au sol apparaissent dans la liste des images en bas de la fenêtre GCP Manager (Gestionnaire de GCP).
Cliquez sur le bouton Add GCP or Tie Point (Ajouter un GCP ou un point de rattachement) pour ajouter un point de rattachement à l’image dans la visionneuse d’images pour chaque image superposée.
Les points de rattachement des autres images sont automatiquement calculés lorsque cela est possible ; vérifiez toutefois l’exactitude d’emplacement de chaque point de rattachement. Pour garantir l’exactitude du positionnement, vous pouvez utiliser le raccourci clavier Ctrl + M pour activer ou désactiver le point de rattachement mesuré et effectuer ainsi les réglages de la position. Lorsqu’un point de rattachement est ajouté à une image, le symbole gris du point de rattachement vire au bleu dans la liste de la visionneuse d’images et le symbole du GCP associé passe du rouge au vert dans la vue de carte 2D.
Répétez les étapes précédentes pour mesurer tous les points de contrôle au sol.

Remplacer les GCP par des points de vérification

Vous pouvez remplacer les points de contrôle au sol par des points de vérification en vue de l’évaluation de la précision. Le concept des points de vérification est similaire à celui des points de contrôle au sol ; il s’agit de points dont les coordonnées au sol sont connues et des liens vers des entités visibles dans plusieurs images superposées. Ils ne sont toutefois pas utilisés en entrée pour contrôler le traitement de l’ajustement. Au lieu de cela, les points de vérification mesurent l’exactitude de l’ajustement et l’ortho-image qui en résulte. Pour chaque point de vérification, la distance entre son emplacement au sol connu et l’emplacement du pixel correspondant après le processus d’ajustement permet de calculer la précision absolue globale du bloc d’images. Les mesures d’exactitude sont synthétisées dans l’erreur quadratique moyenne des points de vérification. Elles sont disponibles dans la fenêtre Adjustment Report (Rapport de l’ajustement).

Vous pouvez remplacer les points de contrôle au sol par des points de vérification pour le post-traitement de l’évaluation de l’exactitude.

Une fois les points de rattachement ajoutés et mesurés avec les points de rattachement dans l’espace de travail Reality Mapping, sélectionnez le point de contrôle au sol à remplacer par un point de vérification dans la fenêtre GCP Manager (Gestionnaire de GCP).
Cliquez avec le bouton droit sur le point de contrôle au sol et sélectionnez Change to Check Point (Utiliser un point de vérification).

Modifier un point de contrôle au sol en point de vérification

Les points de vérification s’affichent sous la forme de triangles roses dans l’espace de travail Reality Mapping et l’icône d’étiquette dans le Gestionnaire de GCP en forme de cercle bleu devient un triangle bleu.

Une fois que vous ajouté des points de contrôle au sol ou de rattachement, vous devez cliquer sur Adjust (Ajuster) pour exécuter à nouveau l’ajustement de bloc et utiliser ces points.

Points de vérification dans le Gestionnaire de GCP

Remarques et conseils

Tenez compte des points suivants lorsque vous utilisez des points de contrôle au sol :

Utilisez le bouton Clear Links (Effacer les liens) pour supprimer tous les points de rattachement associés aux points de contrôle au sol sélectionnés.
Pour supprimer un seul point de rattachement, cliquez avec le bouton droit sur le nom de l’image dans la visionneuse d’images du Gestionnaire de GCP et sélectionnez Delete Tie Point (Supprimer le point de rattachement).
Utilisez le bouton Delete GCP (Supprimer le GCP) pour supprimer un point de contrôle au sol sélectionné, ainsi que tous les points de rattachement qui lui sont associés.
Utilisez le bouton Delete All (Supprimer tout) pour supprimer tous les points de contrôle au sol de la fenêtre GCP Manager (Gestionnaire de GCP).
Utilisez le bouton Undo (Annuler) pour restaurer les points de contrôle au sol qui ont été supprimés au cours de la session de mesure. Après l’exécution de l’ajustement, les points supprimés ne peuvent plus être restaurés.
Dans la visionneuse d’images, vous pouvez zoomer sur l’étendue complète de l’image sélectionnée grâce au bouton Zoom , étirer l’image sélectionnée selon des valeurs en pixels dans l’affichage grâce au bouton Dynamic Range Adjustment (Ajustement dynamique de la plage) ou activer et désactiver le point de contrôle au sol sélectionné dans la visionneuse d’images grâce au bouton Show GCP (Afficher le PCS) .
Les coordonnées X et Y d’un point de contrôle au sol sont mesurées à partir de la carte et la coordonnée Z s’obtient à partir de la source d’élévation. Si vous ajoutez une image de référence qui possède un système de coordonnées géographiques différent de celui de la carte ou que la source d’élévation possède une coordonnée verticale différente de celle de la carte, assurez-vous que les transformations de coordonnées sont correctement définies.
Si les points de contrôle au sol sont collectés à partir d’une image de référence, ils doivent l’être à partir de la surface au sol. Étudiez la résolution d'image lorsque vous choisissez des entités, afin qu’elles soient clairement représentées dans les images.
Si vous n’avez pas de fichier GCP et que vous devez mesurer des points de contrôle au sol sur une carte de référence, utilisez l’outil Gérer les GCP pour saisir un point de contrôle au sol en cliquant sur un emplacement dans la carte, puis ajoutez les points de rattachement correspondants dans les visionneuses. L’exactitude de ces points de contrôle au sol secondaires dépend de l’exactitude de la carte de référence.
Double-cliquez sur une ligne dans la fenêtre GCP Manager (Gestionnaire de GCP) pour accéder à l’emplacement du GCP dans la visionneuse d’images à l’échelle d’affichage actuelle.
Lorsque le pointeur est en mode de collecte des points, vous pouvez maintenir la touche C enfoncée pour qu’il passe en mode Explorer.
Le raccourci clavier permettant d’activer et de désactiver l’ajustement dynamique de la plage est Ctrl+D.
Le raccourci clavier permettant de zoomer sur l’étendue complète de l’image est Ctrl+F.
Incluez suffisamment de points de vérification bien distribués pour faciliter une évaluation de l’exactitude représentative.
Exécutez un ajustement avec des points de vérification, puis évaluez l’exactitude dans la fenêtre Adjustment Report (Rapport de l’ajustement). Remplacez ensuite d’autres points de contrôle au sol par des points de vérification et exécutez à nouveau l’ajustement pour observer les changements au niveau de l’erreur quadratique moyenne.