La lettre du shom / Lettre n°19  

14-06-2004

Principe de la photogrammétrie | Restitution du littoral | Passage au numérique]


Photogrammétrie : le littoral en 3 dimensions

Caroline Texier



Le littoral est le théâtre de nombreuses activités : la pêche, la navigation de plaisance ou encore le tourisme. En conséquence, toute une communauté en expansion rapide manifeste un intérêt croissant pour les informations relatives au domaine littoral. On peut ajouter que certaines catastrophes comme le naufrage de l’Erika ont montré la nécessité de disposer de ces informations, et de les porter sur les documents nautiques officiels.
Pour le SHOM, cet intérêt se traduit par de nombreuses sollicitations d’organismes publics (collectivités locales, territoriales, organismes de recherche) ou privés (bureaux d’études, industriels), pour la fourniture d’informations géoréférencées touchant au domaine maritime littoral et au domaine terrestre côtier. De la même façon, la communauté militaire manifeste un intérêt certain pour cette zone, notamment dans le cadre de la projection de forces, de la lutte amphibie, et de la guerre des mines.
Toutefois, hydrographier les zones côtières est un travail long et coûteux que l’utilisation de la photogrammétrie permet de préparer et d’alléger.

Principe de la photogrammétrie

 


La photogrammétrie est une technique qui permet de localiser et de restituer de façon précise les caractéristiques géométriques d’un objet (forme, dimensions) à partir de photographies aériennes.
Elle se base sur le principe de la vision stéréoscopique : on soumet à un opérateur, par un dispositif optique approprié, deux photographies d'un même objet prises sous deux angles distincts. L'objet prend un aspect différent en grandeur et en direction sur chacune des images planes ; ces différences, dites d’éloignement, sont transmises par les deux yeux au cerveau, qui les traduit par une sensation de relief. Cette technique nécessite un recouvrement longitudinal des clichés afin de retrouver un même objet sous plusieurs angles.
Le photogrammètre peut donc mesurer les dimensions et la position des objets visibles, et ce en trois dimensions. La photographie aérienne suivante est un exemple de celles utilisées en photogrammétrie (entrée du Golfe du Morbihan).

Restitution du littoral

 


Le photogrammètre peut extraire des photographies aériennes des informations topographiques comme le trait de côte, l’occupation et la nature de l’estran, les masses rocheuses, les installations maritimes, le réseau routier du littoral ainsi que les masses bâties (amers, bâtiments divers). Leur positionnement est donné dans le plan horizontal (x,y) et une cotation en altitude (z) est apportée quand cela est possible.


L'information ainsi collectée et traitée s'avère précieuse pour le cartographe confronté à la préparation ou à la mise à jour d'une carte.
La figure ci-dessous montre le résultat d’une telle restitution et la relation avec la carte marine correspondante, pour la même zone que précédemment.

 

Passage au numérique

 


Depuis la fin 2001, le SHOM s’est doté d’un stéréorestituteur numérique associé à un système d’information géographique (SIG). Ce nouveau système complète le restituteur analytique utilisé depuis 1995 pour la satisfaction des besoins en cartographie du littoral. Par ailleurs, il autorise l’utilisation et la visualisation simultanées de plusieurs couches d’informations d’origines diverses. Enfin, il permet d’élargir la gamme des objets restitués. Parmi les nouveaux produits réalisables se trouve l’orthophotographie : c’est une image géoréférencée, corrigée des déformations dues au relief, à l’inclinaison de l’axe de prise de vue et à la distorsion de l’objectif.
L’exemple ci-dessous montre une orthophoto (source IGN) de la Pointe de l’Ours, dans le Morbihan, sur laquelle les informations issues de la restitution photogrammétrique ont été superposées. Il est possible de distinguer en noir le trait de côte, en vert le cadastre conchylicole, en gris les plateaux rocheux, en jaune les bancs de sable et en rouge le réseau routier principal.


La photogrammétrie numérique permet également de calculer des modèles numériques de terrain (MNT) : il s’agit de modéliser la morphologie d’une zone géographique pour la représenter au mieux, en utilisant un maillage. L’image suivante :


est une photographie numérique d’une zone située au nord-ouest de l’Ile Longue, dans le golfe du Morbihan. Voici la même zone superposée au MNT associé :


Ici la triangulation du MNT, obtenue par corrélation (reconnaissance automatique de pixels homologues sur une surface donnée), est représentée en rouge. En jaune apparaissent les courbes de niveau déduites du MNT, et en bleu le trait de côte restitué. Sont également possibles les anaglyphes : il s’agit d’un procédé permettant de créer une image à deux couleurs dominantes sur laquelle le relief est visible en utilisant une paire de lunettes spéciales (en général un côté rouge et un côté bleu).
Enfin, et c'est peut-être le plus étonnant, on peut aussi construire des vues obliques : après drapage de la photo sur le MNT, il est possible de visualiser l’image en trois dimensions, depuis plusieurs points de vue. L’image ci-dessous est une représentation virtuelle du Goulet de Brest vu de l’est. Elle a été créée à partie de vues verticales et d’un MNT.


En multipliant les points de vue sur une trajectoire imaginaire, on peut donner l'impression de se déplacer dans l’image (film 3D).    

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