Affiner l’orientation intérieure à l’aide de points de repère

Disponible avec une licence Advanced.

Une orientation intérieure est nécessaire pour calculer le modèle photogrammétrique permettant d’orthorectifier l’imagerie télédétectée. L’orientation intérieure établit la relation entre le plan d’image et le centre de projection d’une caméra. Vous pouvez calculer et affiner l’orientation intérieure à l’aide des points de repère visibles sur la photographie aérienne numérisée, ainsi que d’autres mesures associées au plan focal et au système de lentilles d’une caméra métrique.

La création d’un espace de travail de cartographie orthométrique initialise l’orientation intérieure de l’image en fonction de la photographie aérienne numérisée entière, sans prendre en compte les zones valides définies dans les points de repère. De plus, l’orientation de la photographie au cours de la numérisation risque d’introduire des anomalies systématiques qui peuvent être compensées dans le processus de traitement. Vous pouvez affiner l’orientation intérieure de l’image en détectant les points de repère de l’image à l’aide d’un modèle et en construisant la transformation affine à partir des coordonnées sur image de point de repère calculées et des coordonnées sur film de point de repère connues.

Un modèle de point de repère est une image d’un point de repère présentant les propriétés requises, telles que l’ID de la caméra, la taille des pixels numérisés et la position du point de repère. Une table de modèles de point de repère stocke les modèles de point de repère. La fenêtre Refine Interior Orientation (Affiner l’orientation intérieure) permet de définir des modèles de point de repère, de calculer des points de repère et d’affiner l’orientation intérieure. Consultez les points de repère pris en charge et les conseils dans la section Modèle de point de repère ci-dessous pour définir vos modèles de point de repère.

Pour automatiser le processus de calcul des points de repère, utilisez les outils de géotraitement Calculer les points de repère et Mettre à jour l’orientation intérieure. La fenêtre Refine Interior Orientation (Affiner l’orientation intérieure) permet de définir une table de modèles de point de repère utilisée par les outils de géotraitement.

Modèle de point de repère

Les images aériennes numérisées présentent deux types de points de repère : les points de repère d’angle et de tronçon. Il se peut que certaines images disposent uniquement de points de repère d’angle, tandis que d’autres présentent uniquement des points de repère de tronçon. Certaines images peuvent également offrir les deux types de points de repère.

Lorsqu’une image contient des points de repère d’angle identiques et des points de repère de tronçon identiques, vous pouvez définir deux modèles : un pour chaque type de point de repère.

Lorsque les points de repère ne sont pas identiques, vous pouvez leur donner un caractère générique en capturant uniquement la partie identique. Par exemple, le nombre en regard du point de repère dans l’exemple ci-dessous ne doit ici pas être inclus dans la capture.

Les points de repère dans les exemples suivants ne sont pas pris en charge car leurs centres ne sont pas identifiables et ils contiennent des entités terrestres :

Systèmes de coordonnées sur film

Vous pouvez faire pivoter les images au cours de la numérisation, de sorte que le système de coordonnées sur film (FCS) est utilisé pour décrire l’orientation de la numérisation et pour calculer les points de repère et les orientations intérieures de l’image. L’axe x positif du système de coordonnées sur film pointe toujours dans la même direction que la direction de vol. Par exemple, si l’image de gauche représente la direction de vol et que vous faites pivoter l’image de 90 degrés dans le sens des aiguilles d’une montre lorsque vous la numérisez (image de droite), le système de coordonnées sur film de l’image pivotée est alors X_BAS_Y_Droite.

Structure de la table des modèles de point de repère

Le modèle de point de repère stocke toutes les informations requises en lien avec la mesure et la gestion des points de repère. La table des modèles de point de repère gère les modèles de point de repère et prend en charge les outils utilisés dans l’affinage de l’orientation intérieure à l’aide des informations stockées dans les tables et modèles de point de repère.

Paramètre	Description	Type de données
CameraID	ID lié à la définition de la caméra incluant les coordonnées des points de repère.	Chaîne, obligatoire
FiducialPosition	Position des points de repère avec les valeurs LL(1), UR(2), UL(3), LR(4), LM(5), RM(6), UM(7) et BM(8). Consultez le diagramme suivant pour connaître la position des points de repère :	Chaîne, obligatoire
FiducialPhoto	Stocke le chemin de la photo des points de repère. La photographie des points de repère peut être de type autonome au format TIFF, PNG ou JPEG. La photographie des points de repère peut correspondre à une partie de l’image de point de repère, qui est définie par la taille (largeur et hauteur) et l’emplacement du centre (CenterRow et CenterColumn) de l’image. Si l’image est un élément d’un jeu de données mosaïque, la syntaxe du chemin est MosaicDataPath\objectid=id, où id est la valeur ObjectID de cette image. Par exemple, c\data\fgdb.gdb\md\objectid=1. Un chemin relatif est pris en charge. Si seul le nom de fichier de l’image est fourni, ou si aucun chemin n’existe, l’image est recherchée dans le dossier du fichier de modèle de point de repère.	Chaîne, obligatoire
ScanPixelSize	Taille de pixel utilisée dans la photo des points de repère ; il s’agit généralement de la taille de pixel de numérisation. Elle est exprimée en microns.	Numérique, obligatoire
Largeur	Largeur du modèle de point de repère en pixels. Elle est nécessaire uniquement si le modèle de points de repère est définie par une partie de l’image. La valeur figure dans l’espace image et l’origine est l’angle supérieur gauche.	Numérique, facultative
Hauteur	Hauteur du modèle de point de repère en pixels. Elle est nécessaire uniquement si le modèle de points de repère est définie par une partie de l’image. La valeur figure dans l’espace image et l’origine est l’angle supérieur gauche.	Numérique, facultative
CenterRow	Ligne du centre du modèle de point de repère de la totalité de l’image. Elle est nécessaire uniquement si le modèle de points de repère est définie par une partie de l’image. La valeur figure dans l’espace image et l’origine est l’angle supérieur gauche.	Numérique, facultative
CenterColumn	Colonne du centre du modèle de point de repère dans la totalité de l’image. Elle est nécessaire uniquement si le modèle de points de repère est définie par une partie de l’image. La valeur figure dans l’espace image et l’origine est l’angle supérieur gauche.	Numérique, facultative

Fenêtre Affiner l’orientation intérieure

La fenêtre Refine Interior Orientation (Affiner l’orientation intérieure) contient les onglets Compute (Calculer) et Edit (Mettre à jour). L’onglet Compute (Calculer) vous permet de définir les modèles de points de repère et de calculer des points de repère. L’onglet Edit (Mettre à jour) vous permet d’examiner les points de repère, de les mettre à jour manuellement et d’appliquer une transformation affine aux images numérisées à l’aide des points de repère afin d’affiner l’orientation intérieure de l’image. Vous pouvez également utiliser l’onglet Edit (Mettre à jour) pour corriger le système de coordonnées sur film d’une image numérisée.

Les images numérisées sont générées à partir de photographies aériennes historiques et il se peut que beaucoup d’entre elles ne disposent pas d’un rapport de calibrage de la caméra avec des coordonnées détaillées sur film de point de repère. Si les coordonnées sur film de point de repère sont disponibles et incluses pour chaque emplacement de point de repère dans votre table de caméra, vous devez simplement définir le modèle de point de repère pour chaque type de point de repère (tronçon et angle). Si les coordonnées sur film de point de repère ne sont pas disponibles, vous devez les estimer en collectant des modèles pour les quatre angles de l’image, les quatre tronçons de l’image ou à la fois les angles et les tronçons.

Onglet Calculer

Le graphique et la table suivants récapitulent les fonctionnalités de l’onglet Compute (Calculer) dans la fenêtre Refine Interior Orientation (Affiner l’orientation intérieure) :

Indicateur	Description
1	Le nom dans la zone de texte reflète le nom de l’image avec en préfixe la valeur ObjectID correspondante, issue de la table des emprises. Cliquez sur la flèche pour afficher l’image suivante ou choisissez une image dans la liste déroulante.
2	Le nombre total d’images définies par le filtre, la sélection de la caméra ou la sélection de la carte.
3	Utilisez le bouton Filter Images (Filtrer les images) pour filtrer les images qui ne présentent aucun point de repère résolu ou qui sont résolues avec seulement trois points d’appariement.
4	La fenêtre contextuelle affiche une image du modèle actuel.
5	Cliquez sur la flèche pour passer à la position suivante du point de repère dans l’image et l’échelle d’affichage actuelles.
6	Une coche bleue indique que l’image dans la fenêtre contextuelle est définie pour le modèle actuel.
7	Sélectionnez une ligne spécifique à afficher dans le modèle et une image contextuelle pour la position de point de repère correspondante.

Modifier l'onglet

Le graphique et la table suivants récapitulent les fonctionnalités de l’onglet Edit (Mettre à jour) dans la fenêtre Refine Interior Orientation (Affiner l’orientation intérieure) :

Indicateur	Description
1	Utilisez le bouton Filter Images (Filtrer les images) pour filtrer les images qui ne présentent aucun point de repère résolu ou qui sont résolues avec seulement trois points d’appariement.
2	Un X rouge indique la position du point de repère en cours de mise à jour.
3	Le système de coordonnées sur film de l’image actuelle.
4	Utilisez l’outil Edit (Mettre à jour) pour ajouter ou mettre à jour un point de repère. Cliquez sur l’outil Edit (Mettre à jour) et sur le centre du point de repère correspondant dans la fenêtre d’aperçu.
5	Sélectionnez une ligne pour mettre à jour ou afficher un point de repère en particulier.

Afficher l’orientation intérieure de l’image

Voici la description du processus qui permet d’affiner l’orientation intérieure de la photographie aérienne numérisée. Le processus explique comment définir et renseigner des modèles de points de repère, créer et mettre à jour la table des modèles de point de repère, calculer les points de repère et affiner l’orientation intérieure.

Remarque :

Si les informations de votre caméra n’incluent pas de points de repère sur film, vous pouvez estimer ces derniers à partir de la taille des images et de la taille de pixel de numérisation. Ajoutez des modèles de point de repère comme décrit ci-dessous à l’aide des points de repère sur film estimés via la collecte des quatre angles de l’image, des quatre tronçons de l’image, ou à la fois des angles et des tronçons.

Définir le modèle de point de repère

Pour définir le modèle de point de repère, procédez comme suit :

1. Ouvrez la fenêtre Refine Interior Orientation (Affiner l’orientation intérieure) et cliquez sur l’onglet Compute (Calculer).

   La table des modèles de point de repère s’affiche avec le nombre minimal de modèles que vous devez définir.

   Remarque :

   Si le nombre de modèles de point de repère collectés ne répond pas aux exigences, le message contextuel suivant s’affiche : The film fiducial coordinates of your <camera_type_model> are unknown, you must collect fiducial templates at 4 corners or/and 4 edges on the same image (Les coordonnées de repère de film de la caméra <modèle_type_caméra> sont inconnues. Vous devez collecter les modèles de repère aux 4 coins ou/et 4 tronçons sur la même image).

2. Définissez les modèles de point de repère en capturant une image de point de repère pour les modèles existants, en ajoutant un modèle à la table de modèles ou en important une table prédéfinie de modèles de point de repère.

Capturer des images de points de repère

Procédez comme suit pour capturer des images de points de repère :

1. Cliquez sur le modèle dans la table de modèles de point de repère pour laquelle vous voulez capturer une image.
   1. Vous pouvez également utiliser le bouton Next (Suivant) pour afficher le point de repère suivant du même type dans l’image actuelle.
   2. Appuyez sur Ctrl + C et déplacez le pointeur pour zoomer ou déplacer l’image.

   L’image qui apparaît dans la fenêtre d’aperçu utilise un moteur de rendu par défaut défini dans Option > Image and Raster (Image et raster) > Appearance (Apparence), et vous pouvez l’affiner si nécessaire.

2. Cliquez sur le bouton Capture Fiducial (Capturer les points de repère) pour tracer un cercle autour du point de repère en cliquant sur le centre, puis en faisant glisser le pointeur vers l’extérieur.

   Pour changer l’image d’un modèle, recapturez-la.

   Pour effacer l’image du modèle, cliquez avec le bouton droit sur le modèle et choisissez Clear Template (Effacer le modèle) dans le menu contextuel.

L’image capturée est automatiquement écrite sur la table des modèles de point de repère dans l’espace de travail d’orthocartographie.

Ajouter et supprimer des modèles de point de repère

Vous pouvez ajouter ou supprimer des modèles afin de résoudre les problèmes de qualité d’image ou de points de repère asymétriques. L’algorithme utilise le premier modèle pour le même type de caméra et de point de repère. Si aucun appariement n’est trouvé, il utilise le modèle suivant.

1. Dans la table des modèles, sélectionnez un modèle avec le même type de caméra et de point de repère que celui que vous prévoyez d’ajouter, puis cliquez sur le bouton Add To Project (Ajouter au projet) .

   Un modèle correspondant au même type de caméra est ajouté à la table.

2. Sélectionnez le modèle que vous venez d’ajouter et cliquez sur le bouton Capture Fiducial (Capturer les points de repère) pour en capturer une image.
3. Pour supprimer un modèle, sélectionnez le modèle dans la table et cliquez sur le bouton Delete (Supprimer) .

   Chaque caméra possède un nombre minimal de modèles. Vous ne pouvez pas supprimer tous les modèles.

Importer ou exporter des modèles de point de repère depuis la table des modèles

Vous pouvez importer un modèle de point de repère prédéfini à partir d’un fichier de modèle de point de repère. L’exportation des modèles génère un dossier contenant à la fois le fichier du modèle et les images référencées des points de repère.

Calculer les points de repère

Une fois que vous avez défini le modèle de point de repère, vous pouvez calculer les points de repère.

1. Cliquez sur Compute Fiducial Coordinates (Calculer les coordonnées de points de repère) pour calculer les points de repère de toutes les images définies dans la liste des images.
   • La liste des images est actualisée par les sélections effectuées sur la carte. Vous pouvez sélectionner des images dans la table des emprises et calculer les points de repère des images sélectionnées.
   • Pour calculer les points de repère de l’image en cours, cochez la case Current Image Only (Image actuelle uniquement).

Mettre à jour les coordonnées des images de point de repère

Vous pouvez examiner et mettre à jour des points de repère à l’aide de l’onglet Edit (Mettre à jour) lorsque le calcul des points de repère échoue pour une image. Dans la table des points de repère, les valeurs des champs Image X et Image Y sont des points de repère d’images calculés et les valeurs des champs Film X et Film Y sont les coordonnées des points de repère sur film de la caméra, qui sont fournies lors de la création d’un espace de travail. Le champ Score décrit la similitude des valeurs de pixels du modèle avec celles des autres emplacements de point de repère dans l’image. Les valeurs autorisées pour Score sont comprises entre 0 et 100, 100 indiquant un appariement parfait. Le champ Residual est l’erreur de transformation à cette position de repère.

Utilisez le filtre prédéfini Unresolved (Non résolu) pour identifier les images en cas d’échec de l’appariement des points de repère et si aucun point de repère d’image n’est détecté. Utilisez le filtre Resolved with only 3 match points (Résolues avec uniquement 3 points d’appariement) pour rechercher des images à réviser et mettre à jour.

1. Sélectionnez une ligne de point de repère dans la table et examinez les valeurs correspondantes dans la table.
2. Vérifiez l’aperçu.

   Le symbole ponctuel du point de repère correspondant doit se situer au-dessus du centre du point de repère.

3. Appuyez sur Ctrl + C pour vous déplacer ou zoomer.

Mettre à jour manuellement les points de repère

Procédez comme suit pour mettre manuellement à jour des images de points de repère :

1. Cliquez sur le bouton Edit (Mettre à jour) pour activer la mise à jour du point de repère. Cliquez au centre du symbole ponctuel du point de repère dans la fenêtre d’aperçu.

   Les coordonnées d’image pour cette position sont actualisées dans la table.

2. Sélectionnez une autre ligne dans la table et répétez les mêmes étapes pour mesurer d’autres points de repère.

   Vous pouvez également examiner et redéfinir des modèles et recalculer les images sélectionnées.

Affiner l’orientation intérieure avec Mettre à jour l’orientation intérieure

L’outil Mettre à jour l’orientation intérieure s’applique aux images définies dans la liste des images. Les filtres appliqués au modèle sélectionné affectent la liste des images. Vous pouvez utiliser l’outil Mettre à jour l’orientation intérieure lorsque vous avez terminé votre examen et mises à jour.

1. Cliquez sur le bouton Mettre à jour l’orientation intérieure pour mettre à jour l’orientation intérieure de l’image à l’aide de la transformation affine calculée à partir des coordonnées sur film et sur image de point de repère.
2. Cochez la case Current Image Only (Image actuelle uniquement) pour appliquer la mise à jour à l’image en cours.

   Si vos images sont pivotées sur la carte, le système de coordonnées sur film ne correspond pas à l’orientation numérisée. Dans ce cas, sélectionnez les images affectées dans l’onglet Edit (Mettre à jour) et corrigez le système de coordonnées sur film en utilisant la liste déroulante Film Coordinate System (Système de coordonnées du film).

Vous avez renseigné le modèle de point de repère avec les informations requises pour le calcul des points de repère et affiné l’orientation intérieure. Ces informations permettent de calculer le modèle photogrammétrique utilisé pour générer des produits d’orthocartographie.