Acquisition d’un orthophotoplan.

L’orthophotoplan fait partie des données géographiques de base. Il est souvent utilisé en complément d’un référentiel géographique comme le cadastre. L’orthophotoplan ne présente pas la même information, mais il montre nombre de détails ne figurant pas sur les plans, et peut apporter une représentation géométrique dont l’exactitude est connue.

L’appellation d’orthophotographie est également utilisée, notamment quand la technique s’applique à d’autres objets que le territoire comme dans le cas de compositions architecturales.

Les différents orthophotoplans.

Les orthophotoplans se différencient surtout par leur précision, terme usuel qui nécessite d’être analysé. Les orthophotoplans en noir et blanc, se distinguent également des documents en couleur en ce qui concerne leur description.

La précision constitue le premier descripteur de l’orthophotoplan, car son prix en découle directement.

Le redressement est effectué pour les détails situés au niveau du sol. La rectification de la représentation d’objets verticaux n’est généralement pas complète. Par exemple, les bâtiments situés en bordure du cliché sont photographiés avec un petit angle de prise vue qui permet de voir la façade située du côté de l’objectif de l’appareil ; de même une partie du terrain situé derrière le bâtiment reste cachée. Il existe des techniques et des fournisseurs qui offrent un rectification plus complète de la photographie aérienne.

L’orthophotoplan n’est pas un produit standardisé, il est le résultat des techniques possédées par le fournisseur, et qui peuvent convenir à tel utilisateur, et se révéler inutilisables pour d’autres.

L’acquisition d’un orthophotoplan doit donc faire l’objet d’une description précise quant au résultat attendu, plus particulièrement dans le cas d’un appel d’offres qui ne permet pas toujours la comparaison du résultat produit. Les fournisseurs utilisent en outre leur propres critères de description, qui ne facilitent pas les comparaisons.

Il faut enfin prendre en compte le recours à la photographie numérique qui modifie la chaîne de production et en modifie certaines étapes, supprimant des paramètres utilisés pour décrire l’orthophotoplan (c’est le cas de la taille du négatif qui est remplacé par un capteur).

La qualification d’un orthophotoplan.

La photographie aérienne est souvent caractérisée – outre sa coloration - par deux paramètres : l’échelle, et la précision.

Le pixel.

Un troisième indicateur de qualité apparaît avec les techniques numériques : le pixel. Le scannage de la photographie transforme l’image en une grille de carrés de couleur unie, généralement appelés pixel (pour picture element, élément de l’image). Ces données sont également appelées « maillées » et sont enregistrées dans des documents fichiers raster (voir la fiche « Maîtrise d’ouvrage CNIG » n° 36 Fichiers raster et données maillées, avril 2000).

L’utilisation de cet indicateur est délicat : il y a deux cas de figure à considérer :

• Si le maillage est très fin, la taille de la maille ne donne d'indication que sur l'agrandissement maximum possible avant apparition des mailles. La taille de la maille ne permet pas d'estimer une précision ou une résolution de la donnée, celle-ci étant celle du document scanné.
• Par contre, si la maille est plus grande que la résolution du document scanné, la taille de la maille correspond à la résolution de la donnée.

Compte tenu de la croissance parabolique de la taille des fichiers avec la diminution de la maille, la taille de la maille devrait être adaptée à la résolution de la photographie initiale.

La finesse de l’image ne peut donc être déterminée par la taille de la maille que si une information est donnée simultanément sur la résolution de la photographie scannée. Cette réserve ne disparaît pas quand la prise de vue est effectuée avec un équipement numérique : la maille du document peut avoir été réduite (divisée par quatre, par exemple), quelqu’en soit le motif, entre la prise de vue et la livraison du document, sans modifier la finesse de l’image.

Par ailleurs, la résolution, entendue comme la possibilité de différencier des objets sur l'image, sera très variable selon le type de donnée maillée. Sur une photo aérienne, elle sera dépendante du contraste entre deux objets limitrophes, et de leur forme : on peut voir sur une image à maille au sol de 0,50 m la signalisation horizontale sur une route, alors qu'elle a une largeur bien inférieure à la maille. A l'inverse, la frontière entre deux objets ne présentant qu'un faible contraste, et aux limites non régulières, ne pourra être déterminée qu'avec au moins deux mailles.

En conclusion, quatre indicateurs sont à retenir pour apprécier la finesse d’un orthophotoplan (on évitera d’utiliser le terme de résolution, utilisé en photographie argentique) :

· l’échelle de prise de vue du document original,

· la résolution du support de prise de vue (film ou capteur numérique),

· la taille, mesurée dans le monde réel, des plus petits objets discernables dans le lot de données concerné, cette taille devant correspondre au produit de l’échelle et de la résolution photographique du support de prise de vue (film ou capteur numérique),

· la taille de la maille du lot de données fourni (impérativement mesurée en µm - conformément à la réglementation en vigueur - et facultativement en dpi ou points par pouces).

Typiquement, une photographie aérienne est enregistrée sur un négatif de 23 cm de côté, présentant une résolution photographique de 10 à 15 µm en noir & blanc (panchromatique), avec une échelle de 1/30 000. La taille des plus petits objets discernables est donc de 0,45 m, valeur arrondie dans la pratique à 1 mètre. La finesse de l’image sera ainsi décrite par l’expression usuelle de : « précision métrique ». Un tirage par contact sera ensuite scanné au pas de 20 µm (soit 1 270 dpi) pour produire un document fichier raster.

La précision géométrique

La précision géométrique peut aussi être appelée exactitude.

Le tirage de la photo aérienne est ensuite scanné pour permettre son redressement par calcul.

Le redressement s’appuie sur une représentation numérique (informatique) du terrain communément appelé modèle numérique du terrain ou M.N.T. La qualité du redressement est fonction de la précision géométrique ou exactitude du M.N.T. et de la qualité des traitements informatiques effectués.

Cette qualité est mesurée de deux manières :

• soit par le calcul d’une « erreur quadratique moyenne » ou « E.M.Q. », qui est la moyenne des distances mesurées sur l’orthophotoplan entre une dizaine de points et leur positionnement théorique,
• soit par la mesure d’une « tolérance », qui est la distance maximale relevée entre un point et son positionnement théorique.

À titre d’exemple, l’IGN garantit, pour les fournitures issues de la BD ORTHO, une « E.M.Q. » de 1 m, ce qui correspond à une tolérance de 3 m. La taille des pixels de ce produit est de 1 m au sol, en cohérence, donc, avec sont exactitude.

En effet, un orthophotoplan peut avoir une maille de 0,50 m au sol, mais n'avoir une précision annoncée que de quelques mètres. Ce document peut être très utile dans le domaine de la communication, pour montrer l’insertion d’un projet, mais peut se révéler inutilisable dans d’autres cas.

Conclusion

La commande d’un orthophotoplan implique :

• un inventaire des besoins à satisfaire, afin de définir les
• cinq critères de choix :

· l’échelle de prise de vue du document original,

· la résolution du support de prise de vue,

· la taille des plus petits objets discernables dans le lot de données,

· la taille de la maille du lot de données,

· l’erreur quadratique moyenne ou la tolérance.

Compte tenu des coûts de constitution de l’orthophotoplan, il conviendra également de se rapprocher des collectivités territoriales éventuellement concernées afin d’en partager la fabrication.