General purpose of GIS

Marc SOURIS Florent DEMORAESTania SERRANOElisabeth HABERT

Module SIG-Sant6. Gorfrencement

www.bdvilles.ird.frParis Ouest Nanterre-La DfenseInstitut de Recherche pour le DveloppementMaster de Gographie de la Sant, 2011-20121Sommaire Gorfrencement : concepts gnraux Gorfrencement Redressement Images Dformation dune image Correction dune image R-chantillonnage Etapes du gorfrencement

Le gorfrencement dans Savamer

2Gorfrencement : concepts gnraux Gorfrencer, cest mettre une image ou des objets graphiques, dessins dans un plan, en conformit gomtrique avec la ralit, exprime dans un systme godsique (datum) et de projection donn. Le gorfrencement est fondamental pour assurer la validit de la localisation des objets dans une base de donnes spatiales. Il est essentiel lorsque lon utilise des images comme fond pour la saisie graphique dobjets localiss. Le gorfrencement peut porter sur : Des images (numrises, ou provenant dun capteur: satellite ou photographie) Des objets vectoriels (fichiers mal gorfrencs ou provenant de logiciel de dessin)

Le gorfrencementLe gorfrencementLes images numrises ou obtenues par un capteur ne sont pas directement gorfrences : elles comportent des dformations globales ou locales et doivent tre redresses.

Le redressement est le processus par lequel une image est gomtriquement modifie. Le redressement implique : une transformation gomtrique (par exemple une rotation), la mise lchelle des pixels et le r-chantillonnage de la valeur des pixels. Redressement

softlibre.globe.org5Le gorfrencementLes images sont des ensembles de pixels. Tous les pixels ont la mme forme et la mme dimension. La position absolue dun pixel est repre par sa position relative dans lensemble. Il suffit de connatre la position dun seul pixel, la forme et la dimension des pixels, le nombre de pixels par colonne, pour connatre la position absolue de nimporte quel pixel partir de son numro de ligne et de colonne. Images

www.bdvilles.ird.fr6Le gorfrencementLes causes de dformations des images sont nombreuses.

Pour les photographies ariennes ou les images satellites, on peut citer les dformations dues : loptique de prise de vue aux conditions atmosphriques la position de linstrument de prise de vue au relief de la surface

Pour les documents numriss : la qualit de la numrisation (dformations sur les bords) la dformation du papier la projection sur une surface plane (si elle est inconnue) Dformation des images

7Le gorfrencementCorriger gomtriquement une image revient toujours dterminer un modle de dformation entre les coordonnes dans limage brute et les coordonnes dans le systme de rfrence utilis pour limage crer. Trois cas peuvent se prsenter: On connat le modle de dformation avec une grande prcision. Dans ce cas, il suffit de modliser le redressement en prenant en compte les dformations connues ; On ne connat pas les modles de dformation. On modlise alors arbitrairement ces dformations avec une fonction donne, en gnral polynomiale. On calcule les coefficients du modle laide de points dappui, points dont on connat les coordonnes dans les deux repres (image et systme de rfrence de la relation crer);Correction dune image8Le gorfrencement On connat le modle de dformation, mais avec une prcision insuffisante. On ajuste alors le modle laide de points dappui. Le nombre de points dappui ncessaires dpend du modle.La prise de points dappui, ou amers, permet de calculer les paramtres du modle de dformation.

Correction dune image9Le gorfrencement Translation Translation et rotation Similitude: cest une translation et une rotation suivie dune homothtie (mise lchelle) Dformation polynomiale de degr 1 Dformation projective (perspective centrale) Dformation locale par triangulationCorrection dune image

TranslationTranslation et rotationSimilitudeDformation bilinaire (polynomial de degr 1)10Le gorfrencementExemples de triangulation (modle de dformation polynomial local)

11Le gorfrencementCalcul dune valeur pour le pixel darrive, en fonction des valeurs de limage dorigine :

Plus proche voisin Moyenne sur les voisins Calcul bilinaire ou bicubique sur les voisinsR-chantillonnage

12Le gorfrencement La premire tape de lopration de gorfrencement dune image consiste dfinir quelle sera la gomtrie des pixels de limage redresse : taille, forme, coordonnes (plan de projection).

La seconde tape consiste dfinir les paramtres de la dformation qui permet de calculer les pixels darrive et de leur affecter une valeur partir des pixels de limage dorigine.

Pour chaque pixel potentiel de lespace, deux questions: Un objet pixel doit-il tre cr? Quelles valeurs pour les attributs, partir des valeurs de limage dorigine ?tapes du gorfrencement13Le gorfrencementtapes du gorfrencement La troisime tape consiste grer les pixels formant la relation gorfrence dans un ensemble rentrant dans le cadre du SIG. Ce sont le mosaquage et lindexation (modle interne au SIG).

14Le gorfrencement dans SavamerLe gorferencement dans Savamer Permet le gorfrencement dimages ou de fichiers vectoriels. Permet le r-chantillonnage des images. Permet le mosaquage des images pour la constitution dorthophotoplans et lintgration comme relation dans une base de donnes SavGIS.Savamer : Module de gorfrencement du systme SavGIS

16Le gorferencement dans SavamerInterface de Savamer

Fentre Image, pour le choix de la fentre dagrandissementFentre de navigation (position du curseur)Fentre dagrandissement, pour la saisie des amers dans limageFentre gographique, permettant dafficher des objets dans une projection17Le gorferencement dans SavamerDans SavGIS, le gorfrencement et le redressement sont effectus en utilisant des points dappui (ou points de contrle GCP-, ou encore amers), qui sont des couples de points se correspondant, lun dans le document redresser, lautre dans lespace gographique. Ces derniers sont placs par lutilisateur en des lieux remarquables ou facilement identifiables, la fois sur le document gorfrencer et dans la ralit (points godsiques, relevs GPS pris sur des ponts, des carrefours, dont la position gographique exacte est connue).Utilisation des points dappui (ou amers)

18Le gorfrencementUne fois limage gorfrence elle peut tre intgr dans une base de donnes SavGIS. Les valeurs affectes aux pixels dune image sont considres comme les valeurs des attributs. Ils peuvent tre de diffrents types (nominaux, entiers, rels, ou reprsentant une couleur), et sont cods de faon minimiser lespace de stockage.

Intgration dans une base de donnes SavGIS

NominalEntierRelCouleur RBV

www.bdvilles.ird.fr19Le gorfrencementUne carte a t numrise pour servir de fond de rfrence la saisie graphique dobjets (par exemple les courbes de niveaux). Nous cherchons gorfrencer cette image. Les tapes sont :

Ouvrir Savamer avec la base de donnes correspondant au territoire du document redresser Choisir la projection gographique dans laquelle on souhaite redresser le document Ouvrir le document redresser et placer les points dappui (amers)Choisir une mthode de redressementIntgrer le document redress dans la relation correspondante, afin de constituer une mosaque partir de plusieurs images

Travaux pratiquesRegarder le didacticiel vido: How to goreference a topographic map Disponible sur: www.savgis.org/didacticiels.html20 Fin M. Souris, E. Habert, F Demoraes, T. Serrano, 201121