Historique de la photogrammétrie, méthode, types, applications

La Photographiqueía Il s'agit d'une technique pour extraire les informations d'espace des images, en particulier des photos aériennes, mais aussi celles prises sur le sol ou même sous la mer. À partir de ces informations, les dimensions et les positions des objets représentés sont quantifiés.

Las imágenes fotográficas son planas, como la que se muestra en la figura 1, pero a través de ellas se puede estimar, por ejemplo, la altura de las edificaciones o de las rocas, ya sea respecto a la carretera, al mar u otro punto de référence.

Figure 1. Une image aérienne prise pour effectuer une levage photogrammétrique. Source: Wikimedia Commons. Photographie par D Ramey Logan [CC par 4.0 (https: // CreativeCommons.Org / licences / par / 4.0)]

La création d'images très attachées à la réalité n'est pas nouvelle. Le grand Leonardo da Vinci (1452-1519) a été un pionnier de la perspective, perfectionnant ses principes à travers l'utilisation des appels points de fuite.

Les points d'échappement sont les endroits à l'horizon où les lignes parallèles convergent, offrant au spectateur la sensation de profondeur.

Leonardo l'a fait avec des peintures et des dessins faits à la main, mais à partir du moment où la photographie a été inventée, au XIXe siècle, les photos ont également commencé à être utilisées à des fins techniques.

C'est ce que Laussedat (1819-1907) et Albrecht Meydenbauer (1834-1921), considérés comme les parents de la photogrammétrie moderne. Laussedat construit en 1850 cartes topographiques détaillées du chevauchement de différentes perspectives sur un avion.

Pour sa part, Meydenbauer, qui était architecte, a appliqué la technique pour documenter les bâtiments qui, en cas de détruire, pouvaient être reconstruits entièrement grâce aux informations enregistrées.

Dans les années 80 du XXe siècle, l'informatique moderne a fait que la photogrammétrie a fait un grand saut, en minimisant le temps nécessaire au traitement d'image.

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Méthode de photogrammétrie

D'une manière générale, la méthode consiste à prendre des images des objets, à les traiter et enfin à les interpréter. Les principaux éléments pour décrire le principe de base sont indiqués dans la figure 2:

Peut vous servir: note de rechercheFigure 2. Principe de base de la capture d'une image. Source: F. Zapata.

Tout d'abord, un capteur est nécessaire pour capturer l'image et aussi une lentille, de sorte que chaque rayon de lumière d'un point, a un impact sur le capteur au même endroit. Si cela ne se produit pas, le point est enregistré comme un chevauchement et une image floue se produit ou hors de mise au point.

Afin de reconstruire l'objet, dans la photogrammétrie uniquement le rayon rectiligne dessiné en noir de la figure 2. C'est celui qui traverse le point appelé Centre de perspective Dans l'objectif. 

SLe travail que Ray, qui va directement de l'objet, traverse l'objectif et atteint le capteur, est la distance recherchée.

Vision stéréoscopique

La vision naturelle des êtres humains est stéréoscopique. Cela signifie que nous pouvons connaître les distances auxquelles sont les objets, grâce au fait que le cerveau traite les images capturées et évalue les reliefs.

C'est pourquoi chaque œil capture une image légèrement différente, puis le cerveau fait le travail de les interpréter comme un, avec un soulagement et une profondeur.

Mais dans un dessin ou une photographie à plat, on ne peut pas savoir jusqu'où ou à quel point un objet est proche, car les informations sur la profondeur ont été perdues, comme expliqué graphiquement dans la figure 3.

Comme nous l'avons dit, le point est sur le rayon principal, mais il n'y a aucun moyen de savoir s'il est plus proche parce que l'objet est petit, ou si c'est plus loin, mais appartient à quelque chose de plus grand.

figure 3. Dans une image plate, vous ne pouvez pas déterminer la profondeur des objets. Source: F. Zapata.

Ainsi, pour résoudre le problème de la proximité, deux images légèrement différentes sont prises, comme indiqué ci-dessous dans la figure 4.

Peut vous servir: qu'est-ce que la potamologie?Figure 4. L'intersection des deux lignes permet de trouver l'emplacement réel du point dans l'espace. Source: F. Zapata.

Connaissant l'intersection des rayons par triangulation, la position de l'objet à partir de laquelle ils viennent est découverte. Cette procédure est appelée «coïncidence ponctuelle» et se fait à travers des algorithmes spécialement conçus, car il est nécessaire de répéter la procédure avec tous les points d'un objet.

Des détails tels que la position, l'angle et d'autres caractéristiques de la caméra sont également pris en compte pour obtenir de bons résultats.

Gars

Selon la façon dont les images sont acquises, il existe plusieurs types de photogrammétrie. Si les images sont prises de l'air, c'est une photogrammétrie aérienne.

Et s'ils sont pris sur le terrain, la technique est appelée photogrammétrie terrestre, qui a été la première application pratique de la technique.

La photogrammétrie aérienne est l'une des branches les plus utilisées aujourd'hui, car elle permet de générer de grands plans et cartes. Les images peuvent également être acquises via un satellite, auquel cas nous parlons de photogrammétrie spatiale ou satellite.

De même, la photogrammétrie est classée en fonction des instruments utilisés et du traitement à l'image, en pouvoir être:

-Analogique

-Analytique

-Numérique

Dans la photogrammétrie analogique, l'obtention d'images et leur traitement sont complètement optiques et mécaniques.

Dans la photogrammétrie analytique, les cadres sont analogiques mais sont traités sur l'ordinateur. Et enfin dans la photogrammétrie numérique, à la fois, cadre et système de traitement, sont numériques.

Photogrammétrie vs. topographie

La topographie vise également à représenter des terres rurales ou urbaines dans un avion, mettant en évidence les points d'intérêt. Et inversement, si nécessaire, il faut les points de l'avion et les place dans l'espace.

C'est pourquoi la topographie et la photogrammétrie ont beaucoup en commun, mais ce dernier présente certains avantages:

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- C'est presque toujours de moindre coût.

- L'acquisition de la levantation des données est plus rapide, appropriée pour de grandes extensions.

- Cela fonctionne mieux sur un terrain très accidenté, à moins qu'ils ne soient couverts d'une végétation épaisse.

- Tous les points sont enregistrés également.

- Les informations peuvent être enregistrées et il n'est pas nécessaire de retourner sur le terrain pour l'obtenir à nouveau.

Photogrammétrie à partir d'une seule image

En général, ce n'est pas possible.

Malgré cela, les images continuent de fournir des informations précieuses, bien qu'avec certaines restrictions.

Par exemple, supposons que vous souhaitiez identifier un assaillant d'un magasin ou d'une banque. Une image de la chambre de surveillance peut être utilisée pour connaître la hauteur et le contexte de la personne qui a commis le crime, la comparant à la taille connue des meubles ou d'autres personnes présentes à l'image.

Figure 5. Les chaises ont la même taille et nous savons immédiatement quel est le plus proche. D'un autre côté, les lignes parallèles sur le sol qui convergent au loin, fournissent la sensation de profondeur sur la photo. Source: Pixabay.

Applications

La photogrammétrie est très appliquée dans diverses disciplines, telles que l'architecture, l'ingénierie et l'archéologie, pour n'en nommer pas. Comme expliqué précédemment, il est appliqué en sciences judiciaires et bien sûr, pour les effets spéciaux des films.

En ingénierie, les bonnes images peuvent révéler des informations sur le relief et la configuration des terres, par exemple. Voici quelques domaines spécifiques de grand intérêt:

-Étude des routes de communication.

-Établissement de chemins.

-Terrassement.

-Aménagement urbain.

-Étude des bassins hydrographiques.

-Soulèvements aériens pour la prospection minière.

De plus, la photogrammétrie est un outil très apprécié dans:

-Architecture: Dans la levée des monuments et des constructions.

-Archéologie: Pour reconstruire les anciens bâtiments des restes préservés aujourd'hui.

-Zoologie: Aidez à élaborer des modèles à trois dimensions d'animaux actuels et éteints.

-Mécanique: dans la modélisation de voitures, les moteurs et toutes sortes de machines.

Les références

1. Blog d'équipe Adam Technologies. Comment fonctionne la photogrammétrie? Récupéré de: Adamtech.com.Au.
2. Armillary, appliqué géomatique. Techniques photogrammétriques. Récupéré de: Armillary-Geomatica.Blogspot.com.
3. Technologies de photomodeler. Comment fonctionne la photogrammétrie? Récupéré de: Photomodeler.com.
4. Quirós, e. 2014. Introduction à la photogrammétrie et à la cartographie appliquée au génie civil. Publié par l'Université d'Extramadura.
5. Sánchez, J. Introduction à la photogrammétrie. Université de Cantabrie. Récupéré de: OCW.Monnaie.est.