Ajouter des points de contrôle au sol dans un espace de travail d’orthocartographie—ArcGIS Pro

Disponible avec une licence Advanced.

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

Les points de contrôle au sol sont des points dotés de coordonnées au sol connues x,y,z (3D), x,y (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 le contrôle près du centre du bloc. La figure ci-dessous illustre la localisation recommandée 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 saisissant les coordonnées de points de contrôle au sol dans la table GCP Manager (Gestionnaire de GCP), en les important à partir des données du levé topographique à l’aide de l’outil Import GCPs (Importer les GCP), ou calculés avec une image de référence grâce à l’outil Compute GCPs (Calculer des GCP). Vous pouvez accéder à ces outils à partir du menu Manage GCPs (Gérer les GCP) dans le groupe Refine (Affiner) figurant sous l’onglet Ortho Mapping (Orthocartographie). 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 géoréférencé ou orthorectifié. Assurez-vous que la résolution spatiale, temporelle et radiométrique de l’image de référence est identique à celle 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 les bouches d’égout, les angles de rue ou d’autres entités naturelles ou bâties au sol.

Ajouter des points de contrôle au sol (GCP) à partir d’une carte

Pour sélectionner et mesurer manuellement les points de contrôle au sol à partir d’une image de référence, 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 Define Z Correction (Définir la correction Z) pour définir toute transformation verticale nécessaire à la transformation des hauteurs extraites du fond de carte ou de l’image de référence dans le référencement spatial du projet.
Si le système de coordonnées verticales du MNE du projet n’est pas défini, sélectionnez None (Aucun) sous Geographic Transformation (Transformation géographique).
Cliquez sur le bouton Browse and select spatial reference (Parcourir et sélectionner une référence spatiale) .
Dans la fenêtre de référence spatiale, sous Current Z (Valeur Z actuelle), sélectionnez le système de coordonnées verticales du MNE du projet qui est associé à la collection des images.
Sélectionnez None (Aucun) si aucune référence verticale n’est définie.
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.
Si le jeu de données en cours de traitement présente un grand nombre d’images (plus de 15) qui se superposent à chaque point de contrôle au sol, il est recommandé de définir une limite de sélection des paires d’images pour améliorer les performances. La limite de sélection des paires d’images définit le nombre d’images à utiliser lors de la corrélation des images des GCP. Si la limite de sélection des paires d’images est définie sur 0, toutes les images sont utilisées pour prendre en charge la corrélation d’image lors de la collecte semi-automatique des GCP. Si la limite de sélection des paires d’images est supérieure à 0, un critère défini par le système est utilisé pour sélectionner les meilleures images pour respecter la valeur de limite de sélection des paires d’images définie. Par exemple, si 100 images se superposent au GCP et que la limite de sélection des paires d’images est définie sur 10, une tentative d’identification du GCP dans 10 images.
Pour définir une limite de sélection des paires d’images, procédez comme suit :
1. Cliquez sur le bouton GCP Manager Options (Options du gestionnaire de GCP) .
2. Dans la section Image Pair Selection Limit (Limite de sélection des paires d’images), définissez une valeur de sélection des paires d’images, puis appuyez sur la touche Entrée du clavier.
3. Cliquez sur OK pour accepter les modifications et fermer la fenêtre GCP Manager Options (Options du gestionnaire de GCP).
Dans la fenêtre GCP Manager (Gestionnaire de GCP), cliquez sur le bouton Semi-Auto (Semi-automatique) pour utiliser l’outil semi-automatique pour ajouter des GCP, ou cliquez sur le bouton Manual (Manuel) dans la liste déroulante pour les ajouter manuellement.
Remarque :
Pour utiliser l’option Semi-Auto (Semi-automatique), cliquez sur le GCP dans la première image de la section Preview (Aperçu) de la fenêtre GCP Manager (Gestionnaire de GCP). Le GCP est alors automatiquement identifié et mesuré dans toutes les images superposées répertoriées. Lorsque vous utilisez Manual (Manuel) comme option de collecte de GCP, vous devez identifier et mesurer manuellement le GCP dans les images superposées.
Dans la fenêtre Contents (Contenu), vérifiez que l’imagerie de référence est sélectionnée.
Naviguez jusqu’à une entité identifiable dans l’imagerie de référence et cliquez dessus.
Une croix rouge s’affiche au-dessus de l’entité dans la carte et une nouvelle entrée de GCP est indiquée dans la fenêtre GCP Manager (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 rouge du GCP vire 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.
Réitérez ce processus 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 GCP à la table GCP Manager (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 au projet.
Double-cliquez dans le champ approprié (x, y ou z) et fournissez les valeurs de coordonnées respectives pour le GCP.
- Si vous ajoutez un point unidimensionnel (1D), fournissez la valeur de la hauteur dans le champ Z et définissez la valeur du champ XY Accuracy sur NA. Vous pouvez également fournir la valeur du champ Z Accuracy du point de contrôle au sol.
- Si vous ajoutez un point bidimensionnel (2D), fournissez les coordonnées x et y dans les champs appropriés et définissez la valeur du champ Z Accuracy sur NA. Vous pouvez également fournir la valeur du champ XY Accuracy du point de contrôle au sol.
- Si vous ajoutez un point tridimensionnel (3D), ajoutez les coordonnées x, y et z dans les champs appropriés. Vous pouvez également définir les valeurs des champs XY Accuracy et Z Accuracy du point de contrôle au sol.

Mesurer ou repositionner des points de contrôle au sol

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

Ouvrez la fenêtre 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).
Pour répertorier toutes les images associées à un point de contrôle au sol 1D dans la fenêtre d’aperçu GCP Manager (Gestionnaire de GCP), procédez comme suit :
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 la fenêtre GCP Manager (Gestionnaire de GCP).
3. Dans la fenêtre cartographique 2D, localisez l’entité GCP 1D souhaitée dans le jeu de données mosaïque, cliquez 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 GCP à mesurer est sélectionné dans la table GCP Manager (Gestionnaire de GCP) et cliquez sur le bouton Semi-Auto (Semi-automatique) pour utiliser l’outil semi-automatique pour ajouter des GCP, ou cliquez sur le bouton Manual (Manuel) dans la liste déroulante pour les ajouter manuellement.
Dans l’image affichée dans la fenêtre d’aperçu, cliquez sur l’emplacement où insérer le point de contrôle au sol.
Les points de contrôle au sol de toute autre image superposée sont automatiquement calculés en cas d’utilisation de l’outil de mesure des GCP Semi-Auto (Semi-automatique).

Lorsqu’un point de rattachement est ajouté à une image, l’icône d’ajout 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 icône d’ajout n’a pas viré au bleu, il est nécessaire de la sélectionner et de mesurer manuellement le point de contrôle au sol. Pour modifier l’emplacement d’un point mesuré, cliquez 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’une couche raster géoréférencée (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 :

Sous l’onglet Ortho Mapping (Ortho-cartographie), dans le groupe Refine (Affiner), cliquez sur le menu déroulant Manage GCPs (Gérer les GCP) et sélectionnez Compute GCPs (Calculer des GCP).
Dans la fenêtre Compute Ground Control Points (Calculer des points de contrôle au sol), dans le menu déroulant Reference Image (Image de référence), recherchez ou sélectionnez une image de référence.
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

Pour importer des GCP dans l’espace de travail d’orthocartographie à partir de données d’arpentage au sol existantes, procédez comme suit :

Cliquez sur le menu déroulant Manage GCPs (Gérer les GCP), cliquez sur Import GCPs (Importer les GCP) et naviguez jusqu’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, Z accuracy et type.
Remarque :
Le champ type est facultatif lorsque la valeur 2 de type correspond à un point de contrôle au sol et la valeur 3 de type à un point de vérification.
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 d’orthocartographie, indiquez les transformations géographiques horizontales et verticales à appliquer.
Lorsque vous utilisez un espace de travail d’orthocartographie satellite, le système de coordonnées verticales est automatiquement converti en WGS84 Ellipsoidal.
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.
Cliquez sur OK pour importer les PCS.

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 ont été 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 comme la création d’un point de rattachement mesuré ou d’un point de rattachement fourni à une image correspondant à un point de contrôle au sol.

Pour ajouter des points de rattachement aux GCP, procédez comme suit :

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 Semi-Auto (Semi-automatique) pour utiliser l’outil semi-automatique pour ajouter des GCP, ou cliquez sur le bouton Manual (Manuel) dans la liste déroulante pour ajouter un point de rattachement d’image manuellement dans la visionneuse d’images pour chaque image superposée.
Si vous avez choisi l’option Semi-Auto (Semi-automatique), les points de rattachement des autres images sont automatiquement calculés lorsque cela est possible. Nous vous recommandons de vérifier l’exactitude d’emplacement de chaque point de rattachement généré automatiquement. 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).

Pour remplacer les points de contrôle au sol par des points de vérification pour le post-traitement de l’évaluation de l’exactitude, procédez comme suit :

Une fois les points de rattachement ajoutés et mesurés avec les points de rattachement dans l’espace de travail d’orthocartographie, 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 d’orthocartographie et l’icône d’étiquette dans la fenêtre GCP Manager (Gestionnaire de GCP) en forme de cercle bleu devient un triangle bleu. Pour remplacer plusieurs points de contrôle au sol par des points de vérification, sélectionnez les points de contrôle au sol en appuyant sur la touche Ctrl tout en cliquant sur chaque GCP dans la liste. Cliquez avec le bouton droit sur le groupe de points sélectionnés pour remplacer le type de GCP.

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 la fenêtre GCP Manager (Gestionnaire de GCP)

Remarques et conseils

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

Utilisez le bouton GCP Manager Options (Options du gestionnaire de GCP) pour définir le type de curseur, sa couleur, sa taille et l’exactitude des GCP.
Pour définir l’exactitude des GCP, cliquez sur le bouton Set GCP Accuracy (Définir l’exactitude des GCP) .
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 Manage GCPs (Gérer les GCP) pour ajouter 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.