Précis de télédétection - Volume 4
510 pages
Français

Précis de télédétection - Volume 4 , livre ebook

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Description

Le premier manuel publié en français sur l'interprétation d'image ainsi que le premier manuel universitaire de photointerprétation en français depuis plus de 30 ans. Cet ouvrage novateur met l'accent sur la démarche intellectuelle d'interprétation ainsi que sur les techniques et méthodes d'identification des composantes de la surface terrestre.

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Publié par
Date de parution 29 août 2007
Nombre de lectures 0
EAN13 9782760519343
Langue Français
Poids de l'ouvrage 63 Mo

Informations légales : prix de location à la page 0,0067€. Cette information est donnée uniquement à titre indicatif conformément à la législation en vigueur.

Exrait

© 2007 – Presses de l’Université du Québec
Édifice Le Delta I, 2875, boul. Laurier, bureau 450, Québec, Québec G1V 2M2 Tél.: (418) 657-4399 – www.puq.ca
Tiré de: Précis de télédétection – Volume 4, Léo Provencher et Jean-Marie M. Dubois,
ISBN 978-2-7605-1485-0 D1485N
Tous droits de reproduction, de traduction et d’adaptation réservésprécis
de
télédétection
Volume 4
Méthodes de photointerprétation
et d’interprétation d’iMage



© 2007 – Presses de l’Université du Québec
Édifce Le Delta I, 2875, boul. Laurier, bureau 450, Québec, Québec G1V 2M2 • Tél. : (418) 657-4399 – www.puq.ca
Tiré de: Précis de télédétection – Volume 4: Méthodes de photointerprétation et d’interprétation d'image,
Jean-Marie M. Dubois et Léo Provencher, ISBN 978-2-7605-1485-0
Tous droits de reproduction, de traduction et d’adaptation réservésdans la MêMe collection
hydrogéologie
Multiscience environnementale des eaux souterraines
Olivier Banton et Lumony M. Bangoy
avec la collaboration de Sylvie Chevalier, Pascal Houénou,
Pierre Lafrance et Christine Rivard
1997, ISBN 2-7605-0926-5, 474 pages
précis de télédétection
Volume 3 – Traitements numériques d’images de télédétection
Régis Caloz et Claude Collet
2001, ISBN 2-7605-1145-6, 386 pages
précis de télédétection
Volume 2 – Applications thématiques
Sous la direction de Ferdinand Bonn
1996, ISBN 2-7605-0888-9, 670 pages
précis de télédétection
Volume 1 – Principes et méthodes
Ferdinand Bonn et Guy Rochon
1992, ISBN 2-7605-0613-4, 512 pages
Presses de L’Université d U QUébec
Le d elta i , 2875, boulevard Laurier, bureau 450
Québec (Québec) G1v 2M2
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1030 bruxelles c H-1211 Genève 3
belgique s uisse
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une baisse des ventes de livres et compromettant la rédaction et la production de nouveaux
ouvrages par des professionnels. L’objet du logo apparaissant ci-contre est d’alerter le lecteur
sur la menace que représente pour l’avenir de l’écrit le développement massif du « photocopillage ».



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Tous droits de reproduction, de traduction et d’adaptation réservésprécis
de
télédétection
Volume 4
Méthodes de photointerprétation
et d’interprétation d’iMage
Léo Provencher et Jean-Marie M. Dubois
en collaboration avec Jules Wilmet
Université catholique de Louvain
et André Lavoie
Université de Sherbrooke
2007
Presses de l’Université du Québec Agence universitaire
Le Delta I, 2875, boul. Laurier, bur. 450 de la Francophonie
Québec (Québec) Canada G1V 2M2



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Jean-Marie M. Dubois et Léo Provencher, ISBN 978-2-7605-1485-0
Tous droits de reproduction, de traduction et d’adaptation réservésCatalogage avant publication de Bibliothèque et Archives nationales du Québec et Bibliothèque et Archives Canada
bonn, F. (Ferdinand), 1943-
Précis de télédétection
v ol. 4 par : Léo Provencher et Jean-Marie M. dubois.
comprend des réf. bibliogr. et un index.
sommaire: v. 4. Méthodes de photointerprétation et d’interprétation d’image.
isbn 978-2-7605-1485-0 (v. 4)
1. télédétection. 2. t raitement d'images - t echniques numériques. 3. Photo-interprétation.
i. Provencher, Léo, 1946- . ii. dubois, J. M. M. (Jean-Marie-Maurice), 1944- . iii. t itre.
G70.4.b66 1992 621.36'78 c92-096114-2
nous reconnaissons l’aide financière du gouvernement du canada
par l’entremise du Programme d’aide au développement
de l’industrie de l’édition (PAdie) pour nos activités d’édition.
La publication de cet ouvrage a été rendue possible
grâce à l’aide financière de la société de développement
des entreprises culturelles (sOdec).
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© 2007 Presses de l’Université du Québec
eDépôt légal – 3 trimestre 2007
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Imprimé au Canada



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Jean-Marie M. Dubois et Léo Provencher, ISBN 978-2-7605-1485-0
Tous droits de reproduction, de traduction et d’adaptation réservésPrésentation de la collection
La diffusion de l’information scientifique et technique est un facteur
essentiel du développement. Aussi, dès 1988, l’Agence universitaire de la
Francophonie (AUF), mandatée par les Sommets francophones pour produire et diffuser
livres, revues et cédéroms scientifiques, a créé une collection d’ouvrages
scientifiques en langue française. Lieu d’expression de la communauté scientifique
de langue française, elle vise à instaurer une collaboration entre enseignants et
chercheurs francophones en publiant des ouvrages coédités avec des éditeurs
francophones et largement diffusés dans les pays du Sud grâce à une politique
tarifaire adaptée.
La collection se décline en différentes séries :
Manuels : mis à jour régulièrement, ils suivent l’étudiant tout au long de
son cursus en incluant les plus récents acquis de la recherche. Cette série
didactique est le cœur de la collection et porte sur des domaines d’études
intéressant l’ensemble de la communauté scientifique francophone tout
en répondant aux besoins particuliers des pays du Sud.
Savoirs francophones : cette série accueille les travaux individuels ou
collectifs, des cher cheurs du Nord et du Sud impliqués dans les différents
réseaux thématiques.
Savoir plus universités : cette série se compose d’ouvrages de synthèse qui
font un point précis sur des sujets scientifiques d’actualité.
Actualité scientifique : dans cette série sont publiés les actes de journées
scientifiques et de colloques organisés par les réseaux thématiques de
recherche de l’AUF.
Prospectives francophones : s’inscrivent dans cette série des ouvrages de
réflexion donnant l’éclairage de la Francophonie sur les grandes questions
contemporaines.
Dictionnaires : ouvrages de référence sur le marché éditorial
francophone.
La collection de l’Agence universitaire de la Francophonie, en proposant
une approche plurielle et singulière de la science, adaptée aux réalités multiples
de la Francophonie, contribue à promouvoir à la fois la recherche dans l’espace
francophone et le plurilinguisme dans la recherche internationale.
Michèle Gendreau-Massaloux
Recteur de l’Agence universitaire de la Francophonie
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Tous droits de reproduction, de traduction et d’adaptation réservésTable des matières
Présentation de la collection ................................................................................................ vii
Liste des figures ..................................................................................................................... xvii
Liste des tableaux ................................................................................................................... xxxi
Liste des annexes .................................................................................................................... xxxv
Remerciements ...................................................................................................................... xxxvii
Chapitre 1
Introduction ............................................................................................................................ 1
1.1. Place de la photointerprétation en télédétection et en géomatique ...................... 2
1.2. Besoins en photointerprétation et en interprétation d’image ................................ 6
1.2.1. Interprétation d’image en télédétection : nouvelles perspectives .............. 6
1.2.2. La photointerprétation répond toujours à un besoin .................................. 7
1.2.3. Nouveaux outils et nouveaux produits ......................................................... 8
1.2.4. Besoins de manuels en Francophonie ............................................................ 9
1.3. Objectifs du manuel ...................................................................................................... 10
1.4. Contenu du manuel 10
1.5. Questions ........................................................................................................................ 11
Chapitre 2
Historique ................................................................................................................................ 13
2.1. 1783-1858 : photographies et premières plates-formes aériennes .......................... 13
2.2. 1858-1903 : photographies aériennes avant l’avion .................................................. 25
2.3. 1903-1919 : photographies aériennes à partir d’avions ............................................ 27
2.4. 1919-1930 : photographies aériennes pour fin de cartographie .............................. 28
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Tous droits de reproduction, de traduction et d’adaptation réservésx Table des matières
2.5. 1930-1946 : photogrammétrie et photointerprétation ............................................... 31
2.6. 1946-1972 : couvertures aériennes et inventaires régionaux ................................... 31
2.7. 1972-1986 : imagerie à faible et moyenne résolutions spatiales.............................. 32
2.8. 1986-1999 : imagerie à haute résolution spatiale et géomatique ............................ 32
2.9. Depuis 1999 : imagerie à très haute résolution spatiale et retour
à l’interprétation visuelle ............................................................................................. 33
2.10. Questions ........................................................................................................................ 33
Chapitre 3
Photographie et ondes électromagnétiques ...................................................................... 35
3.1. Des ondes lumineuses à la perception des objets .................................................... 35
3.2. Teintes ou tonalités des objets ..................................................................................... 40
3.2.1. Formation et perception de la couleur ........................................................... 40
A) Formation de la couleur ............................................................................. 41
a) Couleurs fondamentales ........................................................................ 41
b) Couleurs primaires ................................................................................. 41
c) Identification des objets à partir des couleurs fondamentales ........ 42
B) Perception de la couleur 43
3.2.2. Mesure de la teinte ............................................................................................ 44
3.2.3. e de la tonalité......................................................................................... 46
A) Éclairement et exposition ........................................................................... 46
B) Opacité et densité photographique .......................................................... 47
C) Densitométrie ............................................................................................... 49
3.3. Documents photographiques ...................................................................................... 50
3.3.1. Pellicules photographiques et filtres .............................................................. 50
A) Émulsions photographiques ...................................................................... 51
B) Pellicules ........................................................................ 51
a) Pellicules photographiques en noir et blanc ...................................... 52
b) Pellicules photographiques sensibles à la couleur ............................ 52
c) Pellicules photographiques sensibles à l’infrarouge ......................... 54
C) Processus de formation de la couleur sur une pellicule
photographique ........................................................................................... 54
D) Filtres ............................................................................................................. 56
E) Principales pellicules utilisées pour la photographie aérienne ............ 57
3.3.2. Conservation des documents photographiques ........................................... 59
A) Conservation et entreposage ..................................................................... 59
B) Conditions d’utilisation des tirages photographiques .......................... 60
C) Moyens modernes de conservation .......................................................... 61
3.4. Questions ........................................................................................................................ 62
Chapitre 4
Photographie aérienne .......................................................................................................... 63
4.1. Captage des photographies aériennes ....................................................................... 63
4.1.1. Systèmes de captage ......................................................................................... 64
A) Capteurs en télédétection ........................................................................... 64
B) Appareils photographiques 72
a) Appareils photographiques à pellicule ............................................... 72
b) Photoscopes ............................................................................................. 76
C) Caméscopes analogiques et numériques ................................................. 77
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Tous droits de reproduction, de traduction et d’adaptation réservésTable des matières xi
4.1.2. Plates-formes de captage .................................................................................. 77
A) Plates-formes marines ................................................................................. 77
B) Plates-formes terrestres .............................................................................. 79
C) Plates-formes aériennes 79
D) Plates-formes satellitaires ........................................................................... 80
4.1.3. Catégories de photographies aériennes ......................................................... 80
4.1.4. Renseignements marginaux ............................................................................. 81
4.2. Propriétés géométriques de la photographie aérienne ............................................ 84
4.2.1. Composantes géométriques 84
4.2.2. Déformations radiales ....................................................................................... 87
4.2.3. Distorsions .......................................................................................................... 89
4.3. Résolution spatiale ou définition ................................................................................ 92
4.3.1. Fonction de transfert de modulation .............................................................. 93
4.3.2. Limite de résolution spatiale et pouvoir de séparation au sol ................... 96
4.4. Facteurs de qualité des photographies aériennes .................................................... 98
4.4.1. Contraste des teintes ou des tonalités ............................................................ 100
A) Réflectance des objets ................................................................................. 100
B) Facteurs atmosphériques ............................................................................ 100
C) Sensibilité de la pellicule photographique et filtres ............................... 100
4.4.2. Netteté de l’image ............................................................................................. 102
A) Qualité du matériel photographique ....................................................... 102
B) Mouvements de l’aéronef ........................................................................... 102
4.5. Échelle des photographies aériennes ......................................................................... 103
4.5.1. Photographies aériennes verticales ................................................................ 103
4.5.2. Photographies aériennes obliques .................................................................. 105
4.6. Recouvrement stéréoscopique ..................................................................................... 109
4.7. Lever aérien .................................................................................................................... 112
4.7.1. Planification du survol 113
A) Spécifications techniques de planification ............................................... 114
B) Paramètres d’interprétation ....................................................................... 114
a) Nature des objets .................................................................................... 114
b) Taille minimale des objets ..................................................................... 116
c) Répartition des objets ............................................................................. 116
d) Positionnement des objets 120
4.7.2. Survol et suivi .................................................................................................... 120
4.8. Couverture de photographies aériennes ................................................................... 121
4.8.1. Utilité des couvertures de photographies aériennes en fonction
de l’échelle .......................................................................................................... 122
4.8.2. Situation dans les pays francophones ............................................................ 122
4.9. Numérisation des photographies aériennes ............................................................. 124
4.9.1. Avantages et inconvénient de la numérisation ............................................. 124
4.9.2. Procédure de numérisation .............................................................................. 125
4.9.3. Catégories de numériseurs 129
4.10. Photographies aériennes numériques et images à haute résolution spatiale ...... 129
4.11. Création d’un stéréogramme à partir d’une photographie ou d’une image ....... 131
4.12. Questions ........................................................................................................................ 132
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Tous droits de reproduction, de traduction et d’adaptation réservésxii Table des matières
Chapitre 5
Vision binoculaire et observation stéréoscopique .......................................................... 133
5.1. Principe de la vision ...................................................................................................... 134
5.1.1. Perception de la profondeur ou de la hauteur en vision monoculaire ..... 134
5.1.2. Perofondeur ou de la hauteur en vision binoculaire ....... 138
5.2. Parallaxe .......................................................................................................................... 140
5.3. Stéréoscopie, pseudoscopie et hyperstéréoscopie .................................................... 142
5.4. Supports à l’observation stéréoscopique ................................................................... 151
5.4.1. Équipement conventionnel .............................................................................. 151
5.4.2. Équipement électronique ................................................................................. 154
5.5. Disposition des photographies aériennes .................................................................. 157
5.6. Facteurs affectant l’observation stéréoscopique ....................................................... 160
5.6.1. Condition physique de l’observateur ............................................................. 160
5.6.2. Qualité de l’environnement d’observation.................................................... 161
5.6.3. Qualité technique du matériel ......................................................................... 161
5.7. Questions ........................................................................................................................ 162
Chapitre 6
Mesures réalisables sur les photographies aériennes .................................................... 163
6.1. Facteurs limitant la précision des mesures ............................................................... 164
6.1.1. Erreurs systématiques ....................................................................................... 164
6.1.2. Erreurs dues au hasard ..................................................................................... 166
6.1.3. Erreurs d’inattention et de jugement ............................................................. 166
6.1.4. Précision et justesse des mesures .................................................................... 167
6.2. Mesures de l’échelle ...................................................................................................... 167
6.2.1. Mesure directe .................................................................................................... 168
6.2.2. Mesure indirecte ................................................................................................ 170
A) Au moyen d’une carte topographique ..................................................... 170
B) À partir d’une distance connue sur le terrain ......................................... 172
6.3. Mesure de la hauteur d’un objet et de la dénivellation d’une surface ................. 173
6.3.1. Utilisation d’un seule photographie ............................................................... 173
A) À partir de la parallaxe radiale ................................................................. 173
B) À partir de l’ombre projetée ...................................................................... 175
6.3.2. Utilisation d’un stéréogramme ....................................................................... 178
6.4. Mesure de la distance ................................................................................................... 185
6.4.1. Mesure à l’aide d’une règle, d’une ficelle ou d’un compas ........................ 187
6.4.2. es à l’aide de gabarits ............................................................................ 188
6.4.3. Mesures à l’aide de curvimètres ..................................................................... 189
6.5. Mesure de la surface ..................................................................................................... 191
6.5.1. Mesures à partir de formes géométriques ..................................................... 191
6.5.2. es à l’aide de la technique des bandes et des transects .................... 191
6.5.3. Mesures à l’aide de grilles de surface ............................................................ 194
6.5.4. es à l’aide de planimètres...................................................................... 198
6.6. Mesure de la pente ........................................................................................................ 199
6.7. e du volume ........................................................................................................ 200
6.7.1. Technique des isolignes .................................................................................... 200
6.7.2. Technique des profils ........................................................................................ 201
6.8. Dénombrement .............................................................................................................. 201
6.9. Mesure de la densité ..................................................................................................... 205
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Tous droits de reproduction, de traduction et d’adaptation réservésTable des matières xiii
6.10. Mesure de l’orientation ................................................................................................ 207
6.10.1. Approche à partir de l’ombre projetée ........................................................... 207
6.10.2. Approche à l’aide d’une carte topographique .............................................. 209
6.11. Mesure de déplacement et de la vitesse .................................................................... 209
6.12. es sur des photographiques aériennes obliques ............................................ 214
6.13. Mesures à l’aide d’un ordinateur ................................................................................ 214
6.14. Questions ........................................................................................................................ 216
Chapitre 7
Bases de l’interprétation d’image ....................................................................................... 217
7.1. Démarche intellectuelle ................................................................................................ 218
7.2. Cadre d’apprentissage .................................................................................................. 220
7.3. Qualités d’un interprète ............................................................................................... 224
7.3.1. Qualités intellectuelles ...................................................................................... 224
7.3.2. Qualités physiologiques ................................................................................... 225
7.3.3. Qualités personnelles ........................................................................................ 226
7.4. Questions ........................................................................................................................ 227
Chapitre 8
Processus de l’interprétation d’image ................................................................................ 229
8.1. Démarche opérationnelle ............................................................................................. 229
8.1.1. Étape de la planification 232
8.1.2. Étape de la recherche de l’information .......................................................... 232
8.1.3. Étape du traitement de l’information............................................................. 232
A) Utilisation de photographies aériennes ................................................... 232
B) Utilisation d’images .................................................................................... 233
8.1.4. Étape de la validation des résultats ................................................................ 233
8.1.5. Étape de la généralisation des résultats ......................................................... 234
8.1.6. Étape de la présentation des résultats ............................................................ 234
8.2. Application à la photointerprétation .......................................................................... 234
8.2.1. Planification du projet ...................................................................................... 234
8.2.2. Observation et délimitation des objets ........................................................... 237
A) Observation .................................................................................................. 238
B) Délimitation 239
8.2.3. Caractérisation des objets ................................................................................. 242
A) Critères propres à l’objet ............................................................................ 242
a) Forme ........................................................................................................ 242
b) Hauteur .................................................................................................... 248
c) Taille .......................................................................................................... 257
B) Critères relatifs à l’apparence de l’objet ................................................... 259
a) Teinte ou tonalité .................................................................................... 259
b) Texture ...................................................................................................... 263
c) Structure ................................................................................................... 269
C) Critères extérieurs à l’objet ........................................................................ 269
a) Échelle d’observation ............................................................................. 269
b) Éclairage (heure) ..................................................................................... 284
c) Saison et conditions météorologiques ................................................. 290
d) Environnement ........................................................................................ 292
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Édifice Le Delta I, 2875, boul. Laurier, bureau 450, Québec, Québec G1V 2M2 Tél.: (418) 657-4399 – www.puq.ca
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ISBN 978-2-7605-1485-0 D1485N
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8.2.4. Identification des objets .................................................................................... 300
A) Approche inductive 301
B) Apprdéductive 305
8.2.5. Validation de la photointerprétation .............................................................. 306
A) Données auxiliaires ..................................................................................... 306
B) Réalité de terrain ......................................................................................... 308
8.2.6. Généralisation des résultats ............................................................................. 308
8.2.7. Présentation des résultats ................................................................................ 311
8.3. Photointerprétation assistée par ordinateur.............................................................. 314
8.3.1. Observation stéréoscopique 315
8.3.2. Analyse automatisée 315
8.4. Questions ........................................................................................................................ 316
Chapitre 9
L’interprétation d’image : possibilités et limites ............................................................. 319
9.1. Niveaux d’interprétation .............................................................................................. 319
9.1.1. Niveau 1 : observation directe élémentaire ................................................... 322
9.1.2. Niveau 2 ecte intermédiaire ................................................ 322
9.1.3. Niveau 3 ecte avancée .......................................................... 322
9.1.4. Niveau 4 : observation indirecte élémentaire 326
9.1.5. Niveau 5 e ............................................. 326
9.1.6. Niveau 6 ecte avancée ...................................................... 326
9.2. Catégories d’interprétation .......................................................................................... 329
9.2.1. Interprétation conventionnelle de photographies aériennes ...................... 329
9.2.2. Interprétation analogique d’images numériques ......................................... 329
9.2.3. Interprétation multidate de photographies ou d’images ............................ 331
9.2.4. Microphotointerprétation ................................................................................. 334
9.3. Limites de l’interprétation ........................................................................................... 340
9.3.1. Limites en fonction de la qualité de l’interprète .......................................... 340
9.3.2. Limites en fonction de la qualité des équipements d’observation ............ 340
9.3.3. Limites en fonction de la qualité des photographies aériennes
et des images ...................................................................................................... 341
A) Photographies aériennes ............................................................................ 342
B) Images ........................................................................................................... 346
9.3.4. Limites en fonction de la possibilité de validation ...................................... 353
9.4. Questions ........................................................................................................................ 361
Chapitre 10
Transfert des données et gestion de l’information ......................................................... 363
10.1. Transfert des données ................................................................................................... 364
10.1.1. Données recueillies à transférer ...................................................................... 364
A) Délimitation des objets ............................................................................... 364
B) Localisation des objets ................................................................................ 365
a) Localisation relative 367
b) Localisation géopositionnée .................................................................. 367
C) Échelles de travail et de représentation ................................................... 367
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10.1.2. Techniques de transfert .................................................................................... 371
A) Report à vue ................................................................................................. 371
B) Transfert mécanique 371
C) Télectronique ................................................................................. 377
10.1.3. Support à l’information 377
A) Carte topographique ................................................................................... 378
B) Photographie aérienne, mosaïde et mosaïque de photographies ........ 378
C) Image et mosaïque d’images ..................................................................... 380
D) Orthophotographie et ortho-image .......................................................... 380
E) Photoplan et orthophotoplan .................................................................... 381
F) Photocarte, orthophotocarte et spatiocarte .............................................. 381
G) Banque de données ou banque d’information ........................................ 381
10.2. Conservation et gestion de l’information .................................................................. 382
10.2.1. Conservation sur base de papier 382
10.2.2. Conservation dans une base informatisée ..................................................... 383
10.2.3. Gestion informatique dans un SIG ................................................................. 383
10.3. Questions ........................................................................................................................ 385
Chapitre 11
L’imagerie vidéographique : un outil dynamique ........................................................... 387
11.1. Réponse à un besoin particulier .................................................................................. 388
11.1.1. Utilité des bandes vidéographiques ............................................................... 388
11.1.2. Démarche opérationnelle ................................................................................. 390
11.2. Identification du besoin ................................................................................................ 390
11.3. Production vidéographique ......................................................................................... 390
11.3.1. Paramètres de base du survol ......................................................................... 395
A) Période optimale de prise de vue ............................................................. 395
B) Conditions météorologiques et éclairage................................................. 396
C) Catégorie d’espaces, catégorie de visées et angle de visée ................... 397
D) Hauteur de vol ............................................................................................. 400
11.3.2. Équipement de prise de vue ............................................................................ 401
11.3.3. Caractéristiques du survol ............................................................................... 402
11.3.4. Enregistrement vidéographique...................................................................... 404
11.4. Préparation technique des bandes .............................................................................. 405
11.4.1. Observation monoscopique ............................................................................. 405
11.4.2. Observation stéréoscopique 405
11.5. Analyse ou interprétation visuelle des bandes ......................................................... 406
11.5.1. Repérage par observation en continu des bandes........................................ 406
11.5.2. Analyse ou interprétation par arrêt-sur-image ............................................. 406
11.6. Produit............................................................................................................................. 407
11.6.1. Bande vidéographique commentée ou annotée ........................................... 407
11.6.2. Transfert des données ....................................................................................... 408
11.7. Questions ........................................................................................................................ 408
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Chapitre 12
Du problème au produit ....................................................................................................... 409
12.1. Problème à solutionner ................................................................................................. 411
12.2. Analyse de faisabilité .................................................................................................... 411
12.3. Offre de service .............................................................................................................. 412
12.4. Réalisation du projet ..................................................................................................... 413
12.4.1. Phase préparatoire............................................................................................. 414
12.4.2. Phase d’exécution (interprétation préliminaire) ........................................... 415
12.4.3. Phase de validation ........................................................................................... 415
12.4.4. Phase d’interprétation finale et de généralisation ........................................ 416
12.4.5. Phase de représentation des données ............................................................ 416
12.5. Présentation des résultats ............................................................................................ 416
12.5.1. Rédaction du rapport ........................................................................................ 417
12.5.2. Diffusion des résultats ...................................................................................... 417
12.6. Suites envisagées au rapport ....................................................................................... 418
12.7. Questions ........................................................................................................................ 418
Chapitre 13
Conclusion ............................................................................................................................... 419
Références.. 421
Index........... 463
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Tous droits de reproduction, de traduction et d’adaptation réservésListe des figures
Figure 1 Télédétection : du milieu observé aux utilisateurs des données ............. 4
Figure 2 Caractérisation des surfaces par télédétection en fonction
de la catégorie de données de base et du processus analytique ............. 5
Figure 3 Appareil photographique à chambres multiples (Scheimpfl ug)
eutilisé en Europe au début du xx siècle ...................................................... 25
Figure 4 Exemple de photographie aérienne, prise d’une hauteur de 2 190 m,
à l’aide d’un appareil photographique Barr-Stroud à chambres
multiples (rapides de Burrits Falls sur la rivière Rideau en Ontario)
en 1937 .............................................................................................................. 26
Figure 5 Première photographie aérienne verticale prise au Canada
en août 1883, à l’aide d’un appareil photographique suspendu
à un ballon captif, d’une hauteur de 1 450 pieds (442 m)
(baraquements militaires de la citadelle de Halifax
en Nouvelle-Écosse) ....................................................................................... 27
Figure 6 Première photographie aérienne oblique prise d’avion au Canada
en 1922 (région de Pelican Narrows en Saskatchewan)............................ 28
Figure 7 Exemples de la qualité des photographies des premières couvertures
aériennes verticales canadiennes .................................................................. 29
Figure 8 Interaction de la lumière avec le milieu ...................................................... 36
Figure 9 Spectre électromagnétique et classes de rayonnement ............................. 37
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Tous droits de reproduction, de traduction et d’adaptation réservésxviii Liste des figures
Figure 10 Absorption atmosphérique du rayonnement électromagnétique
dans le visible et le proche infrarouge, au niveau de la mer.................... 38
Figure 11 Couleur réfl échie par des surfaces de différentes couleurs ...................... 39
Figure 12 Principe de formation de la couleur par addition des couleurs
fondamentales ou soustraction des couleurs primaires ............................ 41
Figure 13 Diagramme de la chromaticité de la Commission internationale
de l’éclairage (CIE) .......................................................................................... 45
Figure 14 Courbe caractéristique d’une émulsion photographique ......................... 48
Figure 15 Courbes caractéristiques pour différents temps de développement
d’une émulsion photographique .................................................................. 49
Figure 16 Principales catégories d’émulsions photographiques utilisées
en fonction de la longueur d’onde ............................................................... 51
Figure 17 Composition d’une pellicule photographique en noir et blanc
(rétrochromatique, postchromatique et infrarouge) .................................. 52
Figure 18 Composition d’une pellicule photographique sensible à la couleur ...... 53
Figure 19 Composition d’une pellicule photographique sensible à l’infrarouge
en fausses couleurs ......................................................................................... 53
Figure 20 Formation de la couleur sur une pellicule photographique sensible
aux couleurs naturelles .................................................................................. 54
Figure 21
à l’infrarouge en fausses couleurs ................................................................ 55
Figure 22 Sensibilité spectrale des émulsions photographiques et courbes
d’absorption des fi ltres Kodak Wratten ....................................................... 56
Figure 23 Caractéristiques des principales pellicules utilisées
pour la photographie aérienne ..................................................................... 58
Figure 24 Catégories de capteurs utilisés en télédétection en fonction
de la longueur d’onde .................................................................................... 64
Figure 25 Principaux éléments constituant les appareils de prise de vue ............... 73
Figure 26 Diverses chambres de prise de vue .............................................................. 74
Figure 27 Principales plates-formes utilisées en télédétection .................................. 78
Figure 28 Espace photographié en fonction de l’angle de dépression
de l’appareil photographique ....................................................................... 81
Figure 29 Renseignements marginaux fi gurant autour d’une photographie
aérienne ............................................................................................................ 82
Figure 30 Composantes géométriques de la prise de vue aérienne verticale ......... 85
Figure 31 Relation entre le point principal de la photographie aérienne
et le nadir.......................................................................................................... 86
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Tous droits de reproduction, de traduction et d’adaptation réservésListe des figures xix
Figure 32 Comparaison entre la perspective centrale de la photographie
aérienne et la perspective orthogonale de la carte .................................... 86
Figure 33 Composantes géométriques de la prise de vue oblique ........................... 87
Figure 34 Déplacement apparent des objets refl étés sur la pellicule
photographique en fonction de leur hauteur et de leur éloignement
du nadir du terrain ......................................................................................... 88
Figure 35 Comparaison de la géométrie des objets sur une carte (A) et
sur une photographie aérienne (B)............................................................... 89
Figure 36 Effet de la perspective centrale sur le déplacement radial des objets
depuis le centre de la photographie aérienne vers les bordures ............. 90
Figure 37 Effet de la variation de la hauteur de prise de vue et
de la distance focale sur le déplacement apparent des objets
sur la pellicule photographique : altitude différente (A et C)
et distance focale différente (A et B) ............................................................ 92
Figure 38 Distorsion de l’échelle d’une photographie aérienne verticale
engendrée par le tangage (B) ou le roulis (C) en comparaison
avec une situation normale (A) .................................................................... 93
Figure 39 Déplacement de l’isocentre d’une photographie aérienne en fonction
de la variation de l’angle de dépression : photographie oblique en C
et verticale avec roulis et tangage en B par rapport au plan
de référence en A ............................................................................................. 94
Figure 40 Exemple de fonction de transfert de modulation (FTM)
pour un capteur photographique ................................................................. 95
Figure 41 Cible standard utilisée dans les études de limites de résolution
des systèmes de prise de vue ........................................................................ 96
Figure 42 Limite de résolution spatiale et pouvoir séparateur d’un système
de prise de vue ................................................................................................ 98
Figure 43 Grilles de 10 m illustrant la résolution spatiale de HRV(P)
de SPOT (B) et de 30 m illustrant la résolution spatiale de TM
de Landsat (C) superposées à des photographies aériennes
au 1 : 15 000 (A) 99
Figure 44 Principaux facteurs de perturbation de la lumière enregistrée
sur la pellicule photographique .................................................................... 101
Figure 45 Relation entre la distance focale et la distance au terrain
pour une même altitude de prise de vue .................................................... 104
Figure 46 Variation de l’échelle des photographies aériennes en fonction
de la distance entre l’objectif de l’appareil photographique
et le terrain photographié .............................................................................. 105
Figure 47 Variation théorique de l’échelle, du centre vers les bordures,
d’une photographie aérienne verticale (B) prise à une distance
au terrain de 1 000 m (A) ............................................................................... 106
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Tous droits de reproduction, de traduction et d’adaptation réservésxx Liste des figures
Figure 48 Infl uence de la distance focale sur l’angle d’ouverture, sur l’espace
de terrain couvert par la prise de vue et sur l’angle mort ........................ 107
Figure 49 Variation de la distance sur le terrain en fonction de l’angle
de dépression de l’appareil photographique, de l’avant-plan
vers l’arrière-plan, sur une photographie aérienne oblique..................... 108
Figure 50 Variation de l’échelle, de l’avant-plan vers la ligne d’horizon,
sur une photographie aérienne oblique ...................................................... 109
Figure 51 Exemple de variation de l’échelle sur une photographie aérienne
oblique prise à l’aide d’un appareil photographique 35 mm .................. 110
Figure 52 Représentation des horizons réel et apparent sur une photographie
aérienne oblique .............................................................................................. 111
Figure 53 Recouvrement longitudinal de photographies aériennes consécutives
et les recouvrements longitudinal et latéral des lignes de vol
nécessaires pour former une couverture aérienne continue .................... 111
Figure 54 Variation de l’espace photographié en fonction du relief
et conséquence sur les recouvrements longitudinal et latéral
des photographies aériennes verticales ....................................................... 112
Figure 55 Effet du vol en lacet et du vol en crabe sur la disposition
des photographies aériennes verticales 113
Figure 56 Conséquences de la déviation au plan de vol sur le recouvrement
latéral des photographies aériennes verticales ........................................... 114
Figure 57 Planifi cation des lignes de vol pour couvrir un territoire ........................ 117
Figure 58 Exemple de planifi cation des lignes de vol pour
un besoin particulier ....................................................................................... 117
Figure 59 Marge de tolérance dans le recouvrement latéral des photographies
aériennes verticales ......................................................................................... 118
Figure 60 Planifi cation des lignes de vol en fonction des contraintes
topographiques................................................................................................ 119
Figure 61 Exemple d’une carte index d’une couverture de photographies
aériennes ........................................................................................................... 121
Figure 62 Étapes de numérisation des photographies aériennes .............................. 125
Figure 63 Conversion des données analogiques en données numériques
en fonction d’une résolution spatiale donnée ............................................ 126
Figure 64 Pixelisation de la surface d’une photographie aérienne en niveaux
de gris pour une résolution spatiale donnée .............................................. 127
Figure 65 Équivalence des valeurs de résolution spatiale exprimées en points
par pouce et en microns ................................................................................. 127
Figure 66 Exemple de numérisation d’une photographie aérienne
à différentes résolutions spatiales ................................................................ 128
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Tous droits de reproduction, de traduction et d’adaptation réservésListe des figures xxi
Figure 67 Exemples d’une photographie aérienne numérique et d’une image
à haute résolution spatiale ............................................................................. 131
Figure 68 Cheminement de l’information de la rétine de l’œil à la reconstitution
tridimensionnelle de l’objet par le cerveau ................................................. 135
Figure 69 Impression d’éloignement des objets causée par les effets
de perspective .................................................................................................. 136
Figure 70 Effet stéréoscopique provoqué par un jeu d’ombrage :
forme d’apparence convexe (A) et concave (B) des objets ....................... 136
Figure 71 Impression d’éloignement des objets résultant de la perspective
des surfaces (A) et du gradient de texture (B) ............................................ 137
Figure 72 Effet de perspective résultant de la combinaison de divers effets
psychologiques ................................................................................................ 138
Figure 73 Déplacement apparent des objets, résultant de la différence
de point de vue, provoqué par la parallaxe oculaire ................................. 139
Figure 74 Exemple du déplacement apparent d’un objet sur trois photographies
aériennes consécutives ................................................................................... 141
Figure 75 Déplacement opposé des objets par rapport au point principal
sur deux photographies aériennes consécutives ........................................ 142
Figure 76 Illustration des parallaxes linéaires (Px et Py) d’un objet sur
deux photographies aériennes consécutives .............................................. 143
Figure 77 Déplacement apparent croissant d’un objet (parallaxe en x)
en fonction de son éloignement du point principal .................................. 143
Figure 78 Exemples de parallaxe résiduelle en y provoquée par la mauvaise
orientation d’une photographie aérienne (B), par la différence
de hauteur de prise de vues (C) et par l’effet de roulis de l’avion (D)... 144
Figure 79 Différence de déplacement apparent (parallaxe) de l’objet en fonction
de la hauteur de vol ........................................................................................ 145
Figure 80 Observation binoculaire ................................................................................. 146
Figure 81 e sans stéréoscope .................................................. 147
Figure 82 Observation stéréoscopique à l’aide d’un stéréoscope à miroirs ............ 148
Figure 83 Observation pseudoscopique ........................................................................ 149
Figure 84 Exemple illustrant une exagération verticale de la pente de 400 %
(4X) .................................................................................................................... 149
Figure 85 Relation entre l’exagération verticale, perçue lors de l’observation
stéréoscopique, et le rapport base de prise de vues stéréoscopique à
l’échelle du terrain/distance au terrain de l’appareil photographique . 150
Figure 86 Relation entre le pourcentage de recouvrement stéréoscopique et
l’exagération verticale pour différentes distances focales ........................ 150
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Tous droits de reproduction, de traduction et d’adaptation réservésxxii Liste des figures
Figure 87 Stéréoscope de poche à lentilles et disposition des photographies
aériennes ........................................................................................................... 151
Figure 88 Stéréoscope à miroirs et disposition des photographies aériennes ........ 152
Figure 89 Illustration de l’effet de réduction de l’échelle, en observation
stéréoscopique, causé par l’éloignement de l’image virtuelle
par rapport aux photographies aériennes observées ................................ 153
Figure 90 Stéréoscope à binoculaire de grossissement ............................................... 154
Figure 91 Équipement électronique d’observation stéréoscopique .......................... 155
Figure 92 Disposition normale des photographies aériennes lors
de la prise de vue ............................................................................................ 157
Figure 93 Disposition des photographies aériennes pour l’observation
stéréoscopique : positionnement des points principaux
et homologues ................................................................................................. 158
Figure 94
stéréoscopique : alignement des points principaux et homologues
sur chacune des photographies aériennes .................................................. 158
Figure 95 Disposition des photographies aériennes pour l’observation
stéréoscopique : superposition des points principaux et homologues
pour reconstituer la ligne de vol ................................................................... 159
Figure 96
stéréoscopique : écartement des photographies aériennes en fonction
de la base d’observation du stéréoscope et de l’écart interpupillaire
de l’observateur ............................................................................................... 159
Figure 97 Mesures réalisables sur une photographie aérienne ................................. 163
Figure 98 Variation de l’échelle de la photographie aérienne verticale
en fonction de la topographie pour une distance focale de 152 mm ...... 168
Figure 99 Paramètres nécessaires à la mesure directe de l’échelle
sur une photographie aérienne verticale ..................................................... 169
Figure 100 Mesure indirecte de l’échelle d’une photographie aérienne verticale
à l’aide d’une carte topographique à échelle connue ................................ 171
Figure 101 Mesure de la hauteur d’un objet, basée sur son déplacement
apparent, sur une photographie aérienne verticale ................................... 174
Figure 102 Mesure de la hauteur d’un objet vertical, basée sur son ombre
projetée, sur une photographie aérienne verticale .................................... 175
Figure 103 Facteurs de modifi cation de la longueur de l’ombre projetée
d’un objet .......................................................................................................... 177
Figure 104 Paramètres nécessaires pour mesurer la hauteur d’un objet à l’aide
de la parallaxe sur un terrain horizontal ..................................................... 178
Figure 105 Composantes de la parallaxe stéréoscopique ............................................. 180
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Tous droits de reproduction, de traduction et d’adaptation réservésListe des figures xxiii
Figure 106 Méthode de mesure de la parallaxe stéréoscopique à l’aide
d’une règle ....................................................................................................... 180
Figure 107 Mesure de la parallaxe stéréoscopique à l’aide d’une règle :
exemple d’un édifi ce à géométrie simple .................................................... 181
Figure 108 Composantes d’un stéréomicromètre .......................................................... 182
Figure 109 Méthode de mesur
d’un stéréomicromètre ................................................................................... 183
Figure 110 Exemple de mesure de la parallaxe stéréoscopique à l’aide d’un
stéréomicr omètr e ............................................................................................. 184
Figure 111 Horizontalité des mesures sur une photographie aérienne ..................... 185
Figure 112 Relation entre la distance horizontale et la distance sur le terrain
en fonction de la pente 186
Figure 113 Mesure d’une ligne irrégulière à partir de segments équidistants
de plus en plus courts .................................................................................... 187
Figure 114 Gabarit à échelles multiples .......................................................................... 188
Figure 115 Coin micrométrique ........................................................................................ 189
Figure 116 Gabarit de mesure du diamètre des objets ................................................. 189
Figure 117 Curvimètre mécanique ................................................................................... 190
Figure 118 e électronique ................................................................................ 190
Figure 119 Mesure de la surface à partir de formes géométriques ............................. 192
Figure 120 Mesure de la surface à partir de la longueur de la ligne médiane
des bandes ........................................................................................................ 193
Figure 121 Mesure de la surface à partir de la longueur de transects établis
à intervalles réguliers ..................................................................................... 193
Figure 122 Mesure de la surface à l’aide d’une grille millimétrique .......................... 195
Figure 123 Mesure de la surface à l’aide d’une grille de points à répartition
géométrique disposée horizontalement (A) et obliquement (B) ............. 196
Figure 124 Mesure de la surface à l’aide d’une grille de points répartis
au hasard .......................................................................................................... 197
Figure 125 Planimètre mécanique .................................................................................... 198
Figure 126 e électronique ................................................................................. 199
Figure 127 Exemple de la mesure du volume d’eau minimal d’un réservoir
projeté à partir de la méthode des isolignes ............................................... 202
Figure 128 e du volume approximatif de granulats
dans un esker à partir de la méthode des profi ls ...................................... 203
Figure 129 Exemples de dénombrements d’objets ........................................................ 204
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Tiré de: Précis de télédétection – Volume 4, Léo Provencher et Jean-Marie M. Dubois,
ISBN 978-2-7605-1485-0 D1485N
Tous droits de reproduction, de traduction et d’adaptation réservésxxiv Liste des figures
Figure 130 Abaque de la densité aréolaire pour différentes échelles
de photographies aériennes ou différents diamètres d’objets ................. 206
Figure 131 Mode d’évaluation de la densité aréolaire d’objets
sur une photographie aérienne ..................................................................... 206
Figure 132 Exemple de détermination de l’orientation à l’aide de l’heure
et des ombres projetées sur une photographie aérienne .......................... 208
Figure 133 Exemple de détermination de l’orientation de la photographie
aérienne de la fi gure 132 à l’aide d’une carte topographique .................. 210
Figure 134 Exemple de mesure du déplacement de mobiles :
véhicules dans la ville de Liège .................................................................... 211
Figure 135 e du déplacement du trait de côte :
dune de Kouchibouguac Nord au Nouveau-Brunswick
de 1974 à 2002 .................................................................................................. 213
Figure 136 Processus mental déclenché lors de l’observation d’un phénomène
en vue de son identifi cation .......................................................................... 218
Figure 137 Démarche psychologique itérative d’identifi cation d’un objet perçu .... 219
Figure 138 Schéma opérationnel du processus d’analyse des objets observés
sur une photographie aérienne ..................................................................... 221
Figure 139 Démarche appliquée à la photointerprétation ........................................... 222
Figure 140 Processus de formation et de développement d’un photointerprète
à partir de sa spécialisation académique et de son expérience
de travail ........................................................................................................... 223
Figure 141 Comparaison entre les approches analogique et automatisée
en télédétection ................................................................................................ 230
Figure 142 Démarche opérationnelle en interprétation d’image ................................ 231
Figure 143 Démarche opérationnelle généralement utilisée
en photointerprétation ................................................................................... 235
Figure 144 Échelle des données de télédétection en fonction des principaux
domaines d’application .................................................................................. 236
Figure 145 Espace minimal d’interprétation stéréoscopique sur chacune
des photographies aériennes ......................................................................... 238
Figure 146 Espace de chevauchement recommandé pour la vérifi cation
de la constance dans l’interprétation de photographies aériennes ......... 239
Figure 147 Grille alphanumérique de localisation d’objets
sur une photographie aérienne ..................................................................... 240
Figure 148 Exemple de délimitation d’une bordure forestière complexe 241
Figure 149 Nomenclature des principales formes ponctuelles utilisée
en photointerprétation ................................................................................... 243
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Tous droits de reproduction, de traduction et d’adaptation réservésListe des figures xxv
Figure 150 Exemples illustrant différentes formes ponctuelles
sur des photographies aériennes .................................................................. 244
Figure 151 Nomenclature des principales formes linéaires utilisée
en photointerprétation ................................................................................... 245
Figure 152 Exemples illustrant différentes formes linéaires 246
Figure 153 Nomenclature des principales formes aréolaires utilisée
en photointerprétation 247
Figure 154 Exemples illustrant différentes formes aréolaires
sur des photographies aériennes .................................................................. 249
Figure 155 Nomenclature des principales formes volumiques linéaires utilisée
en photointerprétation ................................................................................... 251
Figure 156 Exemples illustrant différentes formes volumiques linéaires 252
Figure 157 Nomenclature des principales formes volumiques aréolaires
utilisée en photointerprétation ..................................................................... 253
Figure 158 Exemples illustrant différentes formes volumiques aréolaires
sur des photographies aériennes .................................................................. 255
Figure 159 Exemple d’édifi ces dont la différence de hauteur est observable
par la stéréoscopie .......................................................................................... 257
Figure 160 Exemple d’objets distincts reconnaissables par leur différence
de taille sur des photographies aériennes ................................................... 258
Figure 161 Exemple de perception de la couleur des objets à partir
de la réfl exion spectrale ................................................................................. 259
Figure 162 Exemple d’une photographie aérienne en couleurs transposée
en noir et blanc ................................................................................................ 261
Figure 163 Niveaux de grisés discernables par l’œil humain ...................................... 263
Figure 164 Exemple de la tonalité de certains objets observables
sur une photographie aérienne en noir et blanc ........................................ 264
Figure 165 Perception différente de l’intensité de la tonalité d’un objet (au centre)
en fonction de l’intensité de la tonalité des objets environnants ............. 264
Figure 166 Évolution de la tonalité d’un champ de maïs pendant
la saison végétative sur des photographies aériennes multidates .......... 265
Figure 167 Exemples de variation de la texture en fonction de l’échelle
sur des photographies aériennes en noir et blanc...................................... 266
Figure 168 Représentation des principales catégories de textures élémentaires ...... 267
Figure 169 Exemples de différentes textures observables sur des photographies
aériennes en noir et blanc .............................................................................. 268
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Tous droits de reproduction, de traduction et d’adaptation réservésxxvi Liste des figures
Figure 170 Nomenclature des principales structures utilisée
en photointerprétation ................................................................................... 270
Figure 171 Exemples de structures simples observables sur les photographies
aériennes ........................................................................................................... 272
Figure 172 Exemples de quelques structures complexes observables
sur des photographies aériennes .................................................................. 274
Figure 173 Nomenclature des principaux réseaux hydrographiques ........................ 275
Figure 174 Exemples de quelques réseaux hydrographiques 276
Figure 175 Infl uence de l’échelle des photographies aériennes sur l’apparence
des objets : exemple d’un secteur urbain (voir tableau 20) ....................... 278
Figure 176 Infl ence
des objets : exemple d’un secteur rural de grandes cultures
(voir tableau 21) .............................................................................................. 281
Figure 177 Variation de la tonalité d’une surface irrégulière en fonction
de l’angle d’éclairage ...................................................................................... 284
Figure 178 Exemple de variation de la tonalité en fonction de l’angle d’éclairage
sur une photographie aérienne ..................................................................... 285
Figure 179 Exemple de variation de la tonalité du relief d’une région de collines
avec un éclairage provenant du SSE sur des photographies aériennes
consécutives ..................................................................................................... 286
Figure 180 Exemples de l’effet de bordure dû à l’ombrage, à la limite d’objets
de hauteur différente, sur des photographies aériennes........................... 287
Figure 181 Exemples d’identifi cation d’objets à partir de leur ombre projetée
sur une photographie aérienne ..................................................................... 288
Figure 182 Exemples de mise en évidence d’objets par une lumière rasante
sur des photographies aériennes .................................................................. 289
Figure 183 Exemples de modifi cation de l’apparence des objets en fonction
de la saison sur des photographies aériennes ............................................ 291
Figure 184 Exemples de l’infl uence du drainage de surface sur la tonalité
des objets en fonction de la saison ou d’événements pluvieux récents
sur des photographies aériennes 293
Figure 185 Exemple de mise en évidence des formations géologiques en relation
avec le stress subi par les plantes lors d’une sécheresse
sur une photographie aérienne ..................................................................... 294
Figure 186 Microreliefs mis en évidence par des accumulations différentielles
de neige résultant de l’action du vent ......................................................... 294
Figure 187 Exemples de mise en évidence de microreliefs à partir
de la couverture de neige et d’un éclairage rasant
sur des photographies aériennes .................................................................. 295
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Tous droits de reproduction, de traduction et d’adaptation réservésListe des figures xxvii
Figure 188 Exemple de présence différentielle de rosée sur sol nu provoquée
par des vestiges archéologiques sur une photographie
aérienne oblique .............................................................................................. 296
Figure 189 Accumulation différentielle de neige ou de givre, résultant
d’un écart de température provoqué par une différence marquée
de la nature du sol .......................................................................................... 296
Figure 190 Exemple de talus de terrasse de différentes origines représentés
sur des photographies aériennes .................................................................. 298
Figure 191 Exemple de bâtiments semblables dont la fonction diffère 299
Figure 192 Hiérarchie des critères dans la démarche d’identifi cation d’un objet .... 301
Figure 193 Logique de la clé dichotomique de R.N. Colwell
(voir exemple sur le tableau 24).................................................................... 303
Figure 194 Exemple du processus d’identifi cation d’un objet
sur une photographie aérienne (même secteur que la fi gure 196) .......... 307
Figure 195 Principales catégories d’échantillonnage sur le terrain ............................ 309
Figure 196 Exemple de regroupement par analogie des objets de même nature gure 194) .......... 310
Figure 197 Exemple de généralisation en milieu résidentiel en fonction
de l’échelle des photographies aériennes (voir le tableau 26) ................. 311
Figure 198 Processus d’analyse automatisée d’une photographie aérienne
numérisée ou numérique ............................................................................... 316
Figure 199 Comparaison entre l’analyse analogique d’ensemble
et l’analyse automatisée séquentielle d’image ........................................... 317
Figure 200 Relation entre l’observation directe et indirecte
en interprétation d’image .............................................................................. 321
Figure 201 Exemple d’interprétation de premier niveau sur des photographies
aériennes : identifi cation de voies de communication bordées
de maisons ....................................................................................................... 323
Figure 202 Exemple d’interprétation de deuxième niveau sur des photographies
aériennes : identifi cation de champs cultivés en milieu rural .................. 324
Figure 203 Exemple d’interprétation de troisième niveau sur des photographies
aériennes : reconnaissance d’un glissement de terrain .............................. 325
Figure 204 Exemple d’interprétation de quatrième niveau sur des photographies
aériennes : identifi cation de la fonction résidentielle multifamiliale
d’édifi ces à partir de la présence de balcons .............................................. 327
Figure 205 Exemple d’interprétation de cinquième niveau sur des photographies
aériennes : identifi cation de catégories de cultures.................................... 328
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Tous droits de reproduction, de traduction et d’adaptation réservésxxviii Liste des figures
Figure 206 Exemple d’interprétation de sixième niveau sur des photographies
aériennes : identifi cation de la texture des formations meubles
à partir de la catégorie d’entaille d’érosion ................................................ 330
Figure 207 Technique d’évaluation par transects du positionnement du trait
de côte sur une photographie aérienne ....................................................... 333
Figure 208 Exemple de microphotointerprétation des caractéristiques
de l’environnement fl uvial en vue d’évaluer le potentiel salmonicole .. 335
Figure 209 ophotointerprétation : classifi cation des seuils
et des rapides pour fi ns de canotage en rivière ......................................... 336
Figure 210 Exemple de microphotointerprétation multidate :
évolution d’un empiétement illégal en milieu littoral .............................. 338
Figure 211 :
repérage d’une limite cadastrale à partir de la permanence
de divers indices ............................................................................................. 339
Figure 212 Éléments pouvant modifi er la qualité d’une photographie
et limiter son utilisation en photointerprétation ........................................ 341
Figure 213 Exemple d’une photographie aérienne de mauvaise qualité résultant
d’un cliché photographique affecté par l’effet de l’électricité statique
lors de la prise de vue .................................................................................... 342
Figure 214 Exemple de réfl exion spéculaire affectant une surface d’eau
sur une photographie aérienne ..................................................................... 343
Figure 215 Exemple de perte d’information occasionnée par un nuage (A)
et son ombrage (B) sur des photographies aériennes ............................... 344
Figure 216 Exemple de l’effet de la différence de point de vue sur l’éclairage
des objets et leur apparence sur des photographies aériennes ................ 345
Figure 217 Exemple d’égratignures sur le cliché photographique
(lignes blanchâtres verticales pointées par les fl èches) ............................. 346
Figure 218 Exemples de brisures de clichés photographiques réparés
avec du ruban adhésif .................................................................................... 347
Figure 219 Exemple de photographie affectée par de nombreuses anomalies
surtout reliées à la qualité du cliché photographique ............................... 348
Figure 220 Exemple d’altération de l’information occasionnée par une empreinte
de main sur le cliché photographique ......................................................... 349
Figure 221 Exemple de différence d’intensité de la tonalité d’une photographie
pour un même secteur couvert par deux lignes de vol différentes ........ 350
Figure 222 Exemple d’un problème de développement
d’une photographie aérienne ........................................................................ 351
Figure 223 Exemples d’anomalie d’éclairage (ou voile) lors du développement
de la pellicule photographique ..................................................................... 352
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Tous droits de reproduction, de traduction et d’adaptation réservésListe des figures xxix
Figure 224 Exemple de décollement de l’émulsion sur la pellicule
photographique ............................................................................................... 354
Figure 225 Exemples de limites de la photointerprétation .......................................... 356
Figure 226 Démarche du transfert des données d’interprétation d’image ................ 365
Figure 227 Exemple de déformation topographique due à la parallaxe
et d’obstruction visuelle due à l’ombrage ................................................... 366
Figure 228 Précision de la localisation des objets en fonction des instruments
de positionnement .......................................................................................... 368
Figure 229 Exemple de généralisation de la forme d’un objet linéaire en fonction
de l’échelle des photographies : représentation d’un trait de côte .......... 369
Figure 230 Exemple de généralisation de la limite d’un objet aréolaire en fonction
de l’échelle des photographies : superfi cie d’un lac et de ses îles ........... 370
Figure 231 Exemples d’équipements de transfert ......................................................... 375
Figure 232 Nomenclature des catégories de supports à l’information dérivés
des photographies aériennes et des images ................................................ 378
Figure 233 Gestion informatique des données dans un SIG ........................................ 384
Figure 234 Exemples d’un trait de côte vu verticalement et obliquement à partir
de bandes vidéographiques ........................................................................... 391
Figure 235 Démarche opérationnelle en vidéographie ................................................. 393
Figure 236 Faisabilité d’un survol vidéographique oblique en fonction
de la catégorie d’espace ................................................................................. 394
Figure 237 Qualité de la prise de vue en fonction de l’éclairage ................................ 396
Figure 238 Angle de dépression du caméscope recommandé en fonction 398
Figure 239 Catégories de visées par rapport à la ligne de vol .................................... 399
Figure 240 Genre de survol en fonction de la forme des objets à vidéographier ..... 403
Figure 241 Démarche dans le cadre d’un projet d’interprétation d’image ................ 410
Figure 242 Démarche opérationnelle généralement utilisée
pour l’interprétation d’image ........................................................................ 414
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Tous droits de reproduction, de traduction et d’adaptation réservésListe des tableaux
Tableau 1 Faits marquants reliés au développement de la photointerprétation ..... 14
Tableau 2 Facteurs modifi ant le rayonnement atmosphérique ................................ 40
Tableau 3 Caractéristiques des couleurs en fonction des approches physique,
psychophysique et psychologique ............................................................... 44
Tableau 4 Caractéristiques des principaux capteurs optiques utilisés
en télédétection ................................................................................................ 66
Tableau 5 Relation entre la distance focale, l’échelle de la photographie aérienne
et la surface couverte sur le terrain, pour une même altitude
de prise de vue 106
Tableau 6 Classifi cation des échelles en fonction de la catégorie de documents
en cartographie et télédétection .................................................................... 107
Tableau 7 Spécifi cations d’un survol aérien.................................................................. 115
Tableau 8 Superfi cies totale et utile d’une photographie aérienne
(23 cm × 23 cm) et nombre de clichés photographiques
2par 100 km en fonction de l’échelle et d’une distance focale
de 152 mm ........................................................................................................ 118
Tableau 9 Caractéristiques des principales couvertures de photographies
aériennes de certains pays francophones .................................................... 123
Tableau 10 Principaux systèmes de photogrammétrie numérique permettant
l’observation stéréoscopique (1987-1997) 156
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Tous droits de reproduction, de traduction et d’adaptation réservésxxxii Liste des tableaux
Tableau 11 Unité de mesure et limite de précision des principaux instruments
utilisés pour réaliser des mesures sur une photographie aérienne ........ 165
Tableau 12 Pourcentage d’erreur potentielle résultant de l’utilisation
d’une photographie aérienne verticale comme base cartographique ..... 166
Tableau 13 Limite de précision dans la mesure de l’échelle d’une photographie
aérienne en fonction de l’unité de mesure de l’altimètre lors
de la prise de vue et de l’équidistance des courbes de niveau
de la carte topographique .............................................................................. 170
Tableau 14 Instruments les plus appropriés pour la mesure de la distance
sur une photographie aérienne ..................................................................... 187
Tableau 15 Exemple de la variation de l’échelle d’une photographie aérienne
oblique, de l’avant-plan vers l’arrière-plan, en fonction de l’angle
de dépression de l’appareil photographique et de la distance
au terrain .......................................................................................................... 215
Tableau 16 Principales qualités d’un interprète ............................................................. 224
Tableau 17 Échelle des photographies aériennes et du produit fi nal en fonction
de la taille minimale des objets ..................................................................... 236
Tableau 18 Critères de caractérisation d’un objet sur une photographie aérienne .. 242
Tableau 19 Exemples des principales catégories de formes ......................................... 243
Tableau 20 Objets observables en fonction de l’échelle des photographies
aériennes : exemple d’un milieu urbain (voir la fi gure 175) ..................... 277
Tableau 21
aériennes : exemple d’un milieu rural de grandes cultures
(voir la fi gure 176) ........................................................................................... 277
Tableau 22 Situations saisonnières dans les régions tempérées
et leurs conséquences sur l’observation ou l’apparence des objets
sur les photographies aériennes ................................................................... 290
Tableau 23 Exemples d’interprétation d’objets en fonction
de leur environnement ................................................................................... 297
Tableau 24 Importance relative des critères de caractérisation en fonction
du milieu observé par photointerprétation ................................................ 302
Tableau 25 Exemple d’une des premières clés dichotomiques d’identifi cation,
développée par R.N. Colwell (voir la logique de la clé
sur la fi gure 193) .............................................................................................. 304
Tableau 26 Classifi cation à niveaux multiples : exemple de la fonction
résidentielle en milieu urbain (voir la fi gure 197) ..................................... 310
Tableau 27 Niveaux d’interprétation, basés sur des critères de caractérisation,
en fonction du type d’observation et du niveau de déduction .............. 320
Tableau 28 Fiabilité de l’interprétation d’image en fonction
des niveaux d’interprétation ........................................................................ 321
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Tous droits de reproduction, de traduction et d’adaptation réservésListe des tableaux xxxiii
Tableau 29 Techniques d’évaluation des changements pour différents paramètres
des classes d’objets à partir de photographies aériennes ......................... 332
Tableau 30 Qualité de perception stéréoscopique des objets en fonction
de la résolution spatiale de photographies aériennes numérisées .......... 355
Tableau 31 Conditions de transfert des données d’interprétation d’image ............... 364
Tableau 32 Relation entre l’échelle des photographies aériennes et le détail
des données transférables .............................................................................. 368
Tableau 33 Avantages et inconvénients des équipements de transfert ...................... 372
Tableau 34 Avantages et inconvénients des supports à l’information ....................... 379
Tableau 35 Exemple d’échelles d’analyse des données vidéographiques
en fonction de l’angle de dépression et de la hauteur de vol .................. 401
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Tous droits de reproduction, de traduction et d’adaptation réservésListe des annexes
Annexe 1
Glossaire .................................................................................................................................. 441
Annexe 2
Liste des symboles utilisés .................................................................................................. 453
Annexe 3
Nomenclature des principales formes de toits ................................................................ 457
Annexe 4
Nomenclature des principales formes de cimes d’arbres .............................................. 461
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Tous droits de reproduction, de traduction et d’adaptation réservésRemerciements
Les auteurs remercient l’Agence universitaire de la Francophonie et le
Département de géomatique appliquée de l’Université de Sherbrooke pour le
financement accordé pour la recherche de la documentation et la fabrication
des figures. Ils remercient également :
André Lavoie, professionnel de recherche en télédétection au CARTEL,
pour le dépouillement préliminaire de la documentation et pour la mise
en forme de toutes les figures ;
Jules Wilmet, photointerprète chevronné et professeur émérite de
l’Université catholique de Louvain (Belgique), pour ses critiques
constructives des premières phases du manuel, pour sa lecture critique qui a
permis d’améliorer le manuscrit ainsi que pour sa contribution à plusieurs
figures ;
Robert Desjardins, professeur à l’Université du Québec à Montréal et
spécialiste de la photointerprétation et de l’interprétation d’image , pour
sa lecture critique qui a permis d’améliorer le manuscrit ;
Ferdinand Bonn, professeur titulaire au Département de géomatique
appliquée et chercheur au CARTEL de l’Université de Sherbrooke, pour
sa contribution à certaines parties du chapitre 3 ; il devait faire la lecture
critique du manuscrit final, mais il est malheureusement décédé
tragiquement un peu avant de le faire, à la fin d’août 2006 ;
Martin Boisvenue (Environnement Vidéographique enrg.) et Denis
Mercier (GÉO-3D inc.), pour les informations sur la vidéographie et la
lecture critique du chapitre 11 ;
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Tous droits de reproduction, de traduction et d’adaptation réservésxxxviii Remerciements
Yves Auda, Goze Bertin Bénié, Pascal Bernatchez, Mohamed Rached
Boussema, Régis Caloz, Geneviève Crevier, Guy Flouzat, Marcel Laperle,
Abdellaziz Merzouk, Christian Prévost, Christian Puech et Thierry Toutin
pour diverses informations.
Il faut mentionner que toutes les photographies aériennes utilisées dont
la ligne de vol commence par HMQ sont une gracieuseté du Groupe Alta, filiale
Hauts-Monts, de Québec.
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Édifice Le Delta I, 2875, boul. Laurier, bureau 450, Québec, Québec G1V 2M2 Tél.: (418) 657-4399 – www.puq.ca
Tiré de: Précis de télédétection – Volume 4, Léo Provencher et Jean-Marie M. Dubois,
ISBN 978-2-7605-1485-0 D1485N
Tous droits de reproduction, de traduction et d’adaptation réservésChapitre
1
Introduction
La documentation historique montre que l’humain a toujours eu besoin de se
situer dans l’espace , de s’appr oprier le territoire, de le connaître, de le gérer et
d’apprivoiser ses paysages.
Le besoin de se déplacer pour la quête de nourriture et pour les échanges
de biens avec les communautés voisines est à l’origine de la nécessité de se
situer. Aussi longtemps que les distances à parcourir sont restreintes, on ne sent
pas le besoin de marquer le territoire mais, dès que l’on parcourt de grandes
distances, il devient nécessaire d’établir des repères dans le paysage et de les
consigner. Le commerce, les guerres et les conquêtes sont à l’origine du besoin
de représentation schématique, puis cartographique, des routes parcourues
(Centre Georges Pompidou, 1980). La recherche de la route des Indes ou celle
du passage du nord-ouest dans l’océan Arctique, par voie maritime, en sont de
bons exemples.
La sédentarisation de certaines populations a eu pour conséquence
l’appropriation du territoire, qui s’est traduite par sa délimitation et sa r
eprésentation cartographique, même sommaire. Il y a des millénaires déjà, les plans
cadastraux égyptiens et romains illustrent bien ce besoin de marquer cette
appropriation (Centre Georges Pompidou, 1980).
La nécessité de mettre en valeur les ressources des territoires appropriés
justifie le besoin de connaissance et de caractérisation des milieux. D’abord
fastidieuse à réaliser, cette reconnaissance territoriale a récemment été facilitée par
ele développement technologique. Ainsi, au xix siècle, l’avènement de la
photographie et des plates-formes aérienne s a permis la réalisation des premières
photographies aériennes , qui ont servi à des fins militaires, puis civiles. Au milieu
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Tous droits de reproduction, de traduction et d’adaptation réservés2 Chapitre 1
edu xx siècle, le développement de la photointerprétation , qui a permis le passage
de l’identification d’objets à la caractérisation des milieux, a entre autres facilité
les inventaires régionaux des ressources dans les pays industrialisés.
Par la suite, le développement de la télédétection , par le biais de l’imagerie
et de l’informatique , a rendu possible l’acquisition et le traitement de données
à références spatiale et spectrale pour l’ensemble de la planète. L’avènement
des systèmes d’information géographique (SIG) dès le début des années 1960
et l’essor de la géomatique pendant les années 1980 ont permis d’intégrer les
données provenant de la photointerprétation , de la photogrammétrie et de
l’analyse d’images avec d’autres catégories de données pour une meilleure
gestion du territoir e.
eÀ l’orée du xxi siècle, on peut se demander quelle est la place de la
photointerprétation et de l’interprétation d’images de télédétection dans cette ère
d’automatisation et à quels besoins elle peut encore et toujours répondre.
1.1. Place de la photointerprétation en télédétection
et en géomatique
eJusqu’au xix siècle, ce sont les géographes et les cartographes qui se
préoccupaient de la localisation , de la caractérisation et de la gestion des données
relatives au territoire. On peut citer en exemple le géographe Al’Idrissi au Moyen
e eÂge ainsi que les grands explorateurs des xvi et xvii siècles, comme Marco
Polo, Christophe Colomb, Guillaume de Testu et Samuel de Champlain.
Les développements instrumentaux et technologiques, surtout depuis le
edébut du xx siècle, sont à l’origine de l’émergence de la télédétection . Ce sont
les besoins militaires reliés à la Première Guerre mondiale qui ont favorisé la
réalisation de nombreuses photographies aériennes à des fins d’identification
stratégique. Mais ce sont d’autres besoins de caractérisation du milieu qui ont
conduit à l’essor de la photo interprétation et de la photogrammétrie . On assiste
alors au développement simultané de la photointerprétation et de la
photogrammétrie, puis de la télédétection numérique et, plus récemment, de la
géomatique .
La photointerprétation se développe en tant que démarche logique
(Chevallier, 1963). Dans cette démarche, on utilise un ensemble de connaissances
et de techniques (FAO, 1985) pour analyser et interpréter des données à référence
spatiale à l’aide de photographies aériennes en vue de caractériser le milieu
observé. Il est important de faire la distinction entre ce que Chevallier (1966,
p. 6) appelle la photo-identification et la photointerprétation. En effet, la
photoidentification consiste en un examen sommaire des photographies en vue de
l’identification d’objets directement visibles et, par ailleurs, connus. Par objet,
on entend tout élément présent sur une photographie aérienne ou sur une
image . La photointerprétation, elle, consiste à identifier un objet au moyen
d’une analyse méthodique poussée permettant d’obtenir, par déduction , des
renseignements qui ne sont pas directement repérables sur les photographies
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Tous droits de reproduction, de traduction et d’adaptation réservésIntroduction 3
aériennes, en remontant des apparences de cet objet à sa réalité. Cette démar che
suppose, de la part de l’interprète, les connaissances suffisantes des phénomènes
ou des processus associés à l’objet.
Avec l’avènement des satellites à capteurs imageurs dans les années 1970,
il est aussi possible d’analyser et d’interpréter des images avec la même appr oche
(Hotyat et Gramond, 2005). Malheureusement, jusqu’à maintenant, l’accent a
surtout été placé sur la partie analytique de la démarche par le développement
d’algorithmes plutôt que sur l’interprétation elle-même. Par interprétation d’image ,
on entend autant l’interprétation d’images de télédétection , provenant de toutes
les catégories de plates-formes , que l’interprétation des photographies aériennes ,
pour lesquelles la démarche a été développée au début des années 1960 (Gupta,
1991, p. 104). Le terme interprétation fait référence à un processus avant tout
subjectif puisqu’il fait appel à l’intelligence humaine (Verstappen, 1977, p. 29)
et à des procédés logiques de raisonnement (Chevallier, 1963, p. 19).
De son côté, la photogrammétrie aérienne se développe dans le domaine
des techniques géodésiques de mesure d’objets à référence spatiale à l’aide de
photographies aériennes . C’est la photogrammétrie aérienne qui a permis la
réalisation des cartes planimétriques et topographiques avec lesquelles nous
travaillons quotidiennement.
Pour leur part, le développement de l’informatique et le début de l’ère
spatiale, dans les années 1960, sont à l’origine de la télédétection numérique .
La télédétection numérique utilise une approche basée sur un ensemble
de connaissances et de techniques, pour l’acquisition et l’analyse algorithmique
et statistique des données à références spatiales recueillies à partir de capteurs
satellitaires ou aéroportés, terrestres ou maritimes.
La télédétection stricto sensu, qui comprend la photointerprétation , la
photogrammétrie et la télédétection numérique, peut alors se définir comme la
discipline scientifique regroupant l’ensemble des connaissances et des techniques
utilisées pour l’acquisition, l’analyse et l’interprétation des données à référence
spatiale recueillies à partir de capteurs satellitaires ou aéroportés, terrestres ou
maritimes (Bonn et Rochon, 1992).
Enfin, l’intégration des données de télédétection dans les systèmes
d’information géographique (SIG), jumelées avec des données d’autr es sources,
est à l’origine de la géomatique .
La géomatique peut se définir comme une discipline scientifique ayant
pour objet la gestion des données à référence spatiale en faisant appel aux
sciences et aux technologies reliées à leur acquisition, leur emmagasinage, leur
traitement et leur diffusion (Bergeron, 1993). On doit cependant remarquer que
cette définition ne fait référ ence ni à l’analyse ni à l’interprétation des
photographies aériennes et des images .
Sur la figure 1, sont présentées schématiquement les grandes étapes de la
démarche commune aux champs d’intervention précédemment mentionnés,
qui vont de l’acquisition des données à l’utilisation des résultats.
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Tous droits de reproduction, de traduction et d’adaptation réservés4 Chapitre 1
Milieu observé
Lumière
Propagation
à travers Retransmission
l’atmosphère à travers
l’atmosphère
Surface observée
Acquisition Traitement Résultats Utilisation
des données des données des résultats
Données
auxiliaires
Numériques
Informatiques
Utilisateurs
Photographiques Analogiques
Plates-formes Données Analyse et Produits
(capteurs) de base interprétation
Modifi é de Lillesand et Kiefer (2000, p. 3)FIGURE 1
Télédétection : du milieu observé aux utilisateurs des données
Sur la figure 2, sont mises en évidence les approches plus particulières à
chacun des champs d’intervention que sont la photointerprétation , la
photogrammétrie et la télédétection . La première colonne, qui porte sur l’analyse
analogique des données, est particulière à la photointerprétation alors que la
deuxième colonne fait référence à la photogrammétrie et que la troisième porte
sur l’analyse algorithmique et statistique utilisée en télédétection numérique .
Sur cette figure, on montre que le degré d’intervention humaine pour en arriver
aux résultats est important en photointerprétation alors qu’il est plus faible en
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Étapes Régions spectrales utilisées
Ultraviolet Visible Infrarouge Infrarouge Micro-ondes
proche et moyen thermique (hyperfréquences)
Photographiques
Données de base Numériques
Corrections Atmosphériques (parfois)
Géométriques de
Géométriques
positionnement
Traitements
Numérisation
Électronique
Analyse Algorithmique Statistique
Analogique
Photogrammétrique
Résultats
Identification et Données Délimitation
Matrice de
délimitation altimétriques et d’unités
fréquence
d’unités homogènes planimétriques homogènes
Interprétation des Caractérisation et Classification automatique et
résultats
classification analogique
caractérisation analogique
Validation des Réalité de Mesures Réalité de
résultats terrain directes
terrain
Produit Croquis Mesures Mesures Spatiocarte Mesures Image
Degré d’intervention
Importante Faible
humaine
L. Provencher et J.-M. Dubois, Université de Sherbrooke, 2001
FIGURE 2
Caractérisation des surfaces par télédétection en fonction de la catégorie de données de base et du processus analytique 6 Chapitre 1
télédétection (analyse d’image ). On peut considérer que la géomatique , qui a
pour objet la gestion des données, permet d’intégrer les données provenant des
trois champs d’intervention mentionnés.
1.2. Besoins en photointerprétation
et en interprétation d’image
Malgré les succès de la télédétection numérique , la photointerprétation répond
toujours à un besoin. Ce besoin tient compte, entre autres, de nouveaux créneaux
comme la microphotointerprétation , ainsi que les possibilités offertes par les
nouveaux capteurs satellitaires à très haute résolution spatiale et la vidéographie
aérienne géopositionnée. Mais ces nouveaux champs d’application ne mettent
pas en cause la photointerprétation traditionnelle puisque la télédétection
numérique ne répond pas à tous les besoins et que l’on continue à prendre de façon
régulière des couvertures de photographies aériennes . En effet, les plates-formes
aérienne s permettent une flexibilité spatio-temporelle que les satellites ne peuvent
encore offrir.
1.2.1. Interprétation d’image en télédétection :
nouvelles perspectives
Tel que mentionné à la section précédente et comme le précise Philipson (1997,
p. 35), la photointerprétation est une partie intégrante de la télédétection . C’est
l’approche analogique utilisée dans l’analyse et l’interprétation des données à
référence spatiale qui la distingue de la façon de faire qui est actuellement
utilisée en télédétection. En effet, en télédétection, on recherche plus la
reconnaissance automatique des formes , ce qui correspond à la photo-identification , que
la reconnaissance des objets par interprétation, ce qui impliquera toujours le
raisonnement humain.
L’engouement pour la télédétection numérique au milieu des années 1970
découle des perspectives illimitées d’analyse des données véhiculées tant par
les fournisseurs d’images que par les organismes promoteurs de leur utilisation
et les chercheurs. Cet engouement pour l’analyse automatisée des données
satellitaires, combiné au constat de l’échec pour systématiser l’analyse des
données analogiques , a conduit à un certain désintéressement pour la
photointerprétation . Ce désintéressement se traduit au début des années 1980 par
l’abandon des recherches dans ce domaine et par le remplacement graduel des
cours de photointerprétation par des cours de télédétection satellitaire dans les
cursus universitaires (Dubois et Provencher, 2003a).
Paradoxalement, les organismes responsables de la gestion du territoire
et les entreprises spécialisées dans la caractérisation du milieu (géologie du
substratum rocheux, formations meubles, géomorphologie, végétation, écologie,
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urbanisme, etc.) ont continué à utiliser et utilisent toujours la
photointerprétation . Jusqu’à tout récemment, les résultats mitigés de l’utilisation des images
de télédétection pour les applications à grande échelle (résolutions spatiales
insuffisantes, manque de performance des logiciels de classification ) expliquent
en partie ce constat.
Les développements technologiques récents ouvrent cependant de nouvelles
perspectives en favorisant une plus grande interrelation entre les approches
analogique et automatique d’analyse en vue de l’interprétation des images .
D’un côté, il est maintenant possible de procéder à une analyse de plus en plus
automatisée des photographies aériennes avant de les interpréter. D’un autre
côté, les résultats de la classification automatique des images devraient être
suivis de leur interprétation analogique pour compléter la caractérisation des
milieux en cause.
1.2.2. La photointerprétation répond toujours à un besoin
Il est incontestable que la télédétection numérique occupe des champs
d’application qui s’élargissent constamment en fonction des progrès technologiques.
Ainsi, la cartographie de l’occupation des terres et sa mise à jour, auparavant
réalisées par photointerprétation , se font, jusqu’à une certaine échelle , de plus
en plus à partir de l’analyse d’images satellitaires multibandes à haute résolution
spatiale .
La photointerprétation est cependant toujours utilisée dans plusieurs champs
d’application à grande échelle et de nouveaux champs sont en développement . constitue la démarche habituelle utilisée pour une
cartographie détaillée. Les principaux domaines d’application sont la géologie,
la géomorphologie, la pédologie et la foresterie. On s’en sert également en
archéologie, pour les études de sites en aménagement urbain et en génie civil,
ainsi que pour certains dénombrements fauniques (Philipson, 1997). Dans
plusieurs de ces champs d’application, on a établi depuis longtemps des protocoles
éprouvés d’analyse des données (Lillesand et Keifer, 1994), produit des manuels
et développé des programmes de formation particuliers.
Les études de suivi, la réalité de terrain pour la télédétection satellitaire,
la microphotointerprétation et la vidéographie aérienne constituent les
principaux champs d’application en développement .
L’existence de couvertures de photographies aériennes depuis les années
1920 à 1950, selon les régions, permet le suivi multidate de phénomènes tant
naturels qu’anthropiques. Ces données peuvent se jumeler avec celles des images
satellitaires (Plu et Ducher, 1988, p. 90) depuis le début des années 1970. Ces
informations multidates permettent, entre autres, d’étudier la dynamique des
milieux tant naturels qu’humanisés (Paine et Kiser, 2003, chap. 19). Ajoutons à
cela la possibilité d’obtenir des images acquises par les satellites espions ; par
exemple, depuis 1995, les USA mettent à la disposition du public des images
prises entre 1959 et 1980.
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La photographie aérienne est une source d’information crédible, souvent
utilisée comme réalité de terrain pour la télédétection satellitaire dans les régions
peu accessibles (Lillesand et Keifer, 1994). Elle sert aussi pour planifier les points
d’échantillonnage (Poissonnet, 1966 ; Rey, 1966) et pour se guider sur le terrain.
La microphotointerprétation répond de plus en plus à des besoins ponctuels
et très précis d’information, compte tenu de la possibilité d’utiliser des
photographies à grande échelle et à haute définition . C’est le cas, par exemple, en
agriculture de précision (Brisco et al., 1998), à des fins juridiques, etc.
La vidéographie aérienne est de plus en plus utilisée dans les études de
suivi environnemental et pour permettre la saisie rapide des constats lors de
catastrophes naturelles (Boisvenue et al., 1992).
Enfin, on considère que la démarche de la photointerprétation doit
s’appliquer tant aux images traitées (Lillesand et Keifer, 1994, p. VII) qu’aux
photographies aériennes pour en arriver à un produit qui dépasse le simple
niveau de la classification de la télédétection numérique . À cet effet, il est utile
de rappeler que, près de 30 ans plus tôt, Chevallier (1966, p. 9) avait énoncé
que, dans la concurrence entre la machine et l’humain, on devait réserver à la
machine la perception optique et la logique, en lien avec la photo-identification ,
et à l’humain la photointerprétation proprement dite, qui fait appel à sa capacité
d’abstraction. Avec l’ajout du traitement numérique, on peut donner plus de
possibilités à l’humain, dont l’intelligence demeure indispensable pour mener
à bien le raisonnement scientifique nécessaire à l’interprétation .
1.2.3. Nouveaux outils et nouveaux produits
Le développement , dans les années 1990, de nouveaux outils comme les
numériseurs , les photoscopes (appareils photographiques numériques), les capteurs
satellitaires à haute résolution spatiale , les caméscopes numériques et les
équipements de positionnement géographique (GPS ), combinés à des ordinateurs
personnels et à des logiciels de traitement d’images plus performants, sont à
l’origine de nouveaux produits applicables à l’interprétation d’image . Parmi
les nouveaux produits, on trouve les photographies numérisées , les
photographies numériques (images), les images satellitaires à hautes et à très hautes
résolutions spatiales ainsi que les bandes vidéographiques numériques.
Dans le cas des photographies , il devient possible de les corriger
géométriquement, de les géopositionner, de procéder à divers traitements
informatiques et de les intégrer facilement dans un SIG , comme c’est le cas pour les
orthophotographies .
L’intérêt des images , avec les très hautes résolutions spatiales actuelles,
variant entre 0,6 m et 5 m en panchromatique , est de pouvoir pratiquement les
traiter comme des photographies aériennes numériques (images). De plus, on
peut les observer en stéréoscopie . En multibande , les résolutions varient de
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Tous droits de reproduction, de traduction et d’adaptation réservésIntroduction 9
2,4 m à 10 m et l’observation stéréoscopique n’est possible que par visée latérale
par dépointement du miroir (Wilmet, 1996, p. 22) de certains capteurs (voir la
section 4.4.1A).
Finalement, l’utilisation de caméscopes numériques, jumelés à des
équipements de positionnement géographique de précision , ouvre de nouvelles
perspectives dans le domaine de la télédétection aéroportée. C’est le seul outil
qui permet d’effectuer une observation dynamique et stéréoscopique des milieux
observés, de figer les images au besoin et d’en extrair e l’information pour
l’intégr er dans un SIG .
1.2.4. Besoins de manuels en Francophonie
La conséquence de l’abandon progressif des cours de photointerprétation dans
les universités, à partir du début des années 1980, explique en bonne partie le
fait que les derniers manuels en langue française, qui datent du début des
années 1970 (Société Géotechnip, 1970 ; Tricart et al., 1970 ; Carré, 1971a et b ;
Gagnon, 1974), n’ont jamais été réédités. Ce constat vaut aussi pour l’Allemagne,
où le dernier ouvrage est celui de Schneider (1974). En revanche, un manuel a
récemment été publié au Québec, plus particulièrement pour le niveau collégial
(Gagnon, 1999).
On note cependant des chapitres portant sur la photographie aérienne et
son utilisation dans certains manuels de télédétection (Girard et Girard, 1975,
1989 ; Bonn et Rochon, 1992 ; Wilmet, 1996). Dans certaines universités, on a
aussi édité les notes de cours de photointerprétation , par exemple à l’Université
Laval (Rouffignat et al., 1984) et à l’Université catholique de Louvain (Wilmet,
1993).
En revanche, on a continué à éditer des manuels de photointerprétation
de langue anglaise jusqu’à tout récemment : Paine (1981), Avery et Berlin (1985,
1992), Philipson (1997) ainsi que Paine et Kiser (2003). En effet, une étude de
l’American Society of Photogrammetry and Remote Sensing (Keifer, 1988) montre
que 70 % des universités nord-américaines offraient, au milieu des années 1980,
au moins un cours de photointerprétation. Dans ces universités les cours de
photointerprétation ne représentent que 18 % des cours offerts en télédétection,
alors qu’au milieu des années 1970, une étude semblable (Nealey, 1977) montrait
qu’ils représentaient 26 %. Ces cours s’offraient dans les principaux domaines
suivants, par ordre décroissant : géographie, génie (surtout civil), géologie et
foresterie (Nealey, 1977 ; Kiefer, 1988).
La désuétude et l’absence de réédition des ouvrages de langue française,
jumelées aux nouveaux besoins évoqués précédemment, a incité le Réseau de
télédétection de l’Agence universitaire de la Francophonie à inclure un manuel
d’interprétation d’image dans son Précis de télédétection. Ce manuel s’inscrit à
la suite de ceux de Principes et méthodes de la télédétection (vol . 1, Bonn et Rochon,
1992), Applications thématiques de la télédétection (vol. 2, Bonn, 1996) et Traitements
numériques d’images de télédétection (vol. 3, Caloz et Collet, 2001).
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1.3. Objectifs du manuel
Le but du manuel est de répondre aux besoins de formation en
photointerprétation et en interprétation d’image , exprimés par les chercheurs et surtout par
les enseignants du Réseau de télédétection de l’Agence universitaire de la
Francophonie, dès sa formation en 1988.
Ce besoin s’accroît grâce aux développements technologiques et informa-
tiques de la dernière décennie, qui ouvrent la voie à de nouvelles applications.
Il ne faut pas oublier aussi que l’interprétation d’image , surtout la
photointerprétation , est utilisée régulièrement par de nombreux professionnels, surtout
en entreprise privée. De plus, tel qu’il a été mentionné à la section 1.2.4, ce
manuel vient combler le vide laissé par l’absence de nouveaux ouvrages en
langue française, dans le domaine, depuis plus d’un quart de siècle.
Un examen attentif des manuels publiés, quelle que soit la langue, met en
évidence l’importance accordée aux applications au détriment de la démarche .
Aussi, les applications qui y sont présentées illustrent des problématiques trop
régionales ou trop thématiques, en fonction des objectifs très particuliers de ces
ouvrages ou des intérêts ciblés des auteurs. Pour éviter ces écueils, dans ce
manuel, nous mettons l’accent sur la démarche inhérente à l’interprétation
d’image et non sur les applications. Nous considérons que, dans le cadre de
programmes de formation, les enseignants se serviront d’exemples propres aux
milieux étudiés ou aux thématiques développées dans leurs cours. Ils ont aussi
le loisir d’utiliser des exemples dans les revues spécialisées, comme la revue
Photo-interprétation.
Ce manuel s’adresse aux enseignants et aux étudiants du niveau du
baccalauréat en Amérique du Nord ou de la licence en Europe et en Afrique,
mais aussi aux étudiants du niveau de la maîtrise, du master, du DEA et du
DESS. Ce manuel peut aussi satisfaire les étudiants des programmes formant
des techniciens dans les domaines de la photogrammétrie , de la cartographie
et de la géomatique , ainsi que toute personne désirant s’initier ou se former à
l’interprétation des photographies aériennes et des images . Il faut mentionner
que le terme « image » est utilisé ici pour tout enregistrement et toute prise de
vue numérique ou toute photographie aérienne numérisée.
1.4. Contenu du manuel
Rappelons d’abord que le manuel met l’accent sur la démarche . Pour y parvenir,
nous nous sommes servis de notre longue expérience d’enseignants, de
chercheurs et de consultants dans le domaine. Nous avons abondamment puisé
dans la documentation anglophone et francophone publiée et nous avons
commencé à y intégrer les nouvelles approches offertes par les développements
technologiques récents. La démarche est illustrée de nombreux schémas et
exemples qui en facilitent la compréhension.
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En introduction (chapitre 1), on met l’accent sur la place de la
photointerprétation et de l’interprétation d’image en télédétection ainsi que sur les
besoins dans ces domaines. Ensuite, on présente un historique du
développement technologique qui a mené à l’observation de la Terre vue de l’espace ainsi
que des méthodes d’analyse et d’interprétation des données (chapitre 2). Dans
les chapitres 3 et 4, on aborde les caractéristiques de la lumièr e et leur incidence
sur la photographie ainsi que les caractéristiques et l’acquisition des
photographies aériennes alors que, dans le chapitre 5, on explique la vision binoculaire
et l’observation stéréoscopique ainsi que leur utilité en interprétation de
photographies et d’images . Le chapitr e 6 est consacré aux différentes mesures simples,
autres que photogrammétriques, réalisables à partir de photographies aériennes
et d’images. Les chapitres 7 à 9, consacrés à la démarche de la
photointerprétation et de l’interprétation d’image, forment le noyau central du manuel. Dans
ces chapitres, l’accent est placé sur les démarches intellectuelle et opérationnelle
de la photointerprétation et de l’interprétation d’image ainsi que sur leurs
limites . Le chapitre 10 porte sur le transfert et la gestion de l’information
provenant de la photointerprétation et de l’interprétation d’image. Dans le chapitre
11, on aborde une technique encore peu utilisée et en fort développement, la
vidéographie aérienne. Enfin, dans le chapitre 12, on présente les étapes de
réalisation d’un projet en photointerprétation et en interprétation d’image. En
conclusion (chapitre 13), on met l’accent sur l’obligation de l’intervention humaine
en photointerprétation et en interprétation d’image. On souligne également le
problème de relève pour les interprètes.
Les nombreuses publications mises en référence témoignent de l’ampleur
de la recherche bibliographique et du souci tant d’orienter le lecteur vers les
sources d’information appropriées que de valoriser le travail des
prédécesseurs.
En annexe au manuel, un glossaire portant sur les principaux termes et
une liste des symboles utilisés peuvent être consultés, ainsi que la
nomenclature de la forme des toits et de la cime des arbres qui vient compléter la
section 8.2.3.
1.5. Questions
1. Comment définissez-vous la photointerprétation et qu’est-ce qui la distingue
de l’interprétation d’image ?
2. Comment la photointerprétation s’intègre-t-elle à la télédétection ?
3. Quelles sont les principales différences entre la photointerprétation , la
photogrammétrie et la télédétection numérique ?
4. À quels principaux besoins la photointerprétation et l’interprétation d’image
répondent-elles actuellement ?
© 2007 – Presses de l’Université du Québec
Édifice Le Delta I, 2875, boul. Laurier, bureau 450, Québec, Québec G1V 2M2 Tél.: (418) 657-4399 – www.puq.ca
Tiré de: Précis de télédétection – Volume 4, Léo Provencher et Jean-Marie M. Dubois,
ISBN 978-2-7605-1485-0 D1485N
Tous droits de reproduction, de traduction et d’adaptation réservés

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