Brevet FR3127278A1 — publié le 20230324

La présente invention concerne un procédé de détermination de points terrestres géoréférencés compris dans une zone géographique d’intérêt de la surface terrestre, comprenant les étapes suivantes : - extraction (S2) d’imagettes incluant ladite zone géographique à partir d’images aériennes représentatives sous des angles de vue différents de la zone géographique d’intérêt ; - saisie (S3) sur les imagettes d’au moins un jeu de points images homologues, chaque jeu de points images homologues correspondant à un point d’intérêt terrestre de ladite zone géographique ; - détermination (S4), par traitement photogrammétrique des jeux de points images, des coordonnées spatiales des points d’intérêt terrestres correspondants dans un système de coordonnées géographiques de référence. Figure pour l’abrégé : [Fig. 2] Procédé de détermination de points terrestres géoréférencés par traitement d’images aériennes, produit programme d'ordinateur, moyen de stockage et dispositif correspondants L’invention s’inscrit dans le domaine de l’acquisition de données géographiques. Plus particulièrement, l’invention concerne un nouvel outil de calcul de coordonnées de points terrestres géoréférencés. On entend par « géoréférencés » dans la suite du présent document des points de surface terrestre dont les coordonnées sont déterminées dans un système de coordonnées géographiques de référence, comme par exemple le système de coordonnées de référence Lambert 93. L’invention s’applique tout particulièrement, mais non exclusivement, aux opérations de relevés topographiques, notamment ceux utilisés à des fins d’opérations de récolement de réseaux géoréférencés. Arrière-plan technologique On s’attache plus particulièrement dans la suite de ce document à décrire la problématique existant dans le cadre d’une opération de récolement de réseaux en fouilles ouvertes, à laquelle ont été confrontés les inventeurs de la présente invention. L’invention ne se limite bien sûr pas à ce contexte particulier d’application, mais présente un intérêt pour toute technique de détermination de points terrestres géoréférencés. Les travaux de géolocalisation et d’étude des ouvrages urbains font intervenir des opérateurs de lever qui doivent manipuler des instruments de topographie, des cartographies et des notions métiers complexes. Dans le métier des aménagements du territoire et des travaux publics, la phase de lever (ou relevé) topographique intervient à plusieurs étapes de la vie d’un chantier, notamment après implantation d’ouvrages pour l’établissement de plans de récolement géoréférencés. La réforme DT-DICT relative aux travaux de proximité de réseaux souterrains imposent un géoréférencement et un récolement de ces réseaux de précision de Classe A. Or un relevé de points exige une intervention sur le terrain d’une brigade topographique spécialisée pour procéder à la capture d’images géoréférencées du chantier en fouille ouverte (faisant apparaître les réseaux nouvellement posés ou mis à jour lors des travaux), et de proposer une restitution des données acquises sous la forme d’une représentation géographique établie dans un système de coordonnées de référence (typiquement le système Lambert 93). Traditionnellement, l’opération de recollement s’effectue par tachéométrie classique ou par mesure de points GPS (de l’anglais « Global Positioning System » ). Or ces deux techniques traditionnelles nécessitent la présence simultanée, sur le terrain, de plusieurs corps de métier, de compétences diverses, ce qui rend les opérations de recollement complexes à organiser. Par ailleurs, la nécessaire présence de la brigade topographique pendant le temps qui leur est nécessaire pour réaliser leurs relevés, rend l’exécution de cette opération relativement contraignante et coûteuse. Enfin, il se peut que certains opérateurs négligent des étapes du mode opératoire qu’ils réalisent tous les jours (par exemple pour gagner du temps) ou manquent de rigueur lors de la réalisation de certaines tâches, de sorte que les relevés peuvent aboutir à des résultats approximatifs. Or la fiabilité du relevé de points conditionne notamment la sécurité des personnes et la bonne gestion ultérieure des ouvrages. Par conséquent, il apparaît particulièrement intéressant de pouvoir proposer une technique qui permette de simplifier et de rendre moins coûteuses les opérations de lever topographique, notamment à des fins de récolement de réseaux en fouilles ouvertes. Dans un mode de réalisation particulier de l’invention, il est proposé un procédé de détermination de coordonnées spatiales d’au moins point terrestre compris dans une zone géographique d’intérêt de la surface terrestre. Un tel procédé comprend les étapes suivantes, mises en œuvre à partir de données de positionnement de ladite zone géographique : - identification d’une pluralité d’images aériennes représentatives sous des angles de vue différents de ladite zone géographique ; - extraction sur chaque image aérienne d’une portion d’image, dite imagette, incluant ladite zone géographique ; - saisie sur lesdites imagettes d’au moins un jeu de points images homologues, chaque jeu de points images homologues correspondant à un point d’intérêt terrestre de ladite zone géographique ; et - pour chaque jeu de points images, détermination, par traitement photogrammétrique dudit jeu de points images, de coordonnées spatiales du point d’intérêt terrestre correspondant audit jeu de points images, lesdites coordonnées spatiales étant déterminées dans un système de coordonnées géographiques de référence. Ainsi, l’invention permet de fournir un nouvel outil de calcul de points terrestres géolocalisés, qui simplifie l’organisation des opérations d’acquisition de données topographiques. En effet, un tel outil offre la possibilité de ne plus faire intervenir sur le terrain une brigade topographique pour procéder à un relevé de points terrestres géoréférencées, cela pouvant être réalisé à distance par simple traitement photogrammétrique de points images choisis dans des prises de vue aériennes numérisées. Un traitement d’images appliqué sur des imagettes plutôt que sur des images brutes permet d’alléger les ressources en calcul et offre la possibilité de traiter des images aériennes de haute définition, voire d’ultra-haute définition. Selon une implémentation particulière, les étapes d’obtention et d’extraction sont mises en œuvre par un équipement distant sur détection d’une requête d’obtention d’imagettes aériennes émise depuis un équipement local. Un pré-traitement distant, par exemple réalisé sur un serveur distant, permet une gestion distribuée des étapes du procédé, ce qui présente l’avantage d’optimiser l’exploitation des ressources en calcul informatique et en stockage, et ainsi de bénéficier d’une plus grande efficacité et/ou flexibilité de calculs en local. Selon une caractéristique particulière, le procédé comprend une étape préalable de saisie, via une interface homme-machine, des données de positionnement de ladite zone géographique d’intérêt, lesdites données de positionnement comprenant : - des coordonnées spatiales d’un point central de ladite zone géographique ; - une donnée de distance représentative d’un rayon d’emprise de ladite zone géographique. Par simple saisie d’informations relatives au positionnement de la zone géographique d’intérêt, et de points images sur les imagettes, le procédé fournit automatiquement et les coordonnées précises des points terrestres souhaités. De manière avantageuse, chaque imagette extraite est associée à un ensemble de paramètres de prise de vue donné, le traitement photogrammétrique étant appliqué en prenant en compte la position des points images dans les imagettes et les ensembles de paramètres de prise de vue associés auxdites imagettes. Les paramètres de prise de vue dudit ensemble sont associés à un capteur d’image donné et appartiennent au groupe comprenant : - des paramètres intrinsèques du capteur, tels que : la distance focale de prise de vue, la taille du capteur, la taille d’un photosite du capteur, le décalage relatif du point focal par rapport au centre projectif du capteur ; - des paramètres extrinsèques du capteur, tels que : la localisation du capteur, l’orientation du capteur. La précision des images aériennes et la disponibilité des paramètres de capture associés permet de réaliser en toute autonomie un calcul de points terrestres géolocalisés de haute précision. Selon une approche particulière, les images aériennes sont des images acquises par aérotriangulation ayant une résolution de 1 pixel pour X cm au sol, X étant un entier compris 1 et 10. L’invention est donc compatible avec des images de haute résolution, ce qui permet de proposer un outil de calcul de haute précision. De manière avantageuse, l’étape d’extraction d’une imagette est suivie ou précédée d’une étape d’orientation de ladite imagette. Ceci permet de faciliter la lecture des imagettes affichées à l’écran, et donc les opérations de lever topographique. Selon une implémentation particulière, le procédé comprend une étape de détermination d’un niveau de précision des coordonnées spatiales déterminées et une étape de vérification que le niveau de précision est supérieur à un seuil prédéterminé. Ainsi, en cas de vérification négative, une notification ou une alerte peut être émise à destination de l’utilisateur pour l’inciter à modifier sa saisie de points ou à demander une nouvelle série d’imagettes. Dans un autre mode de réalisation de l'invention, il est proposé un produit programme d'ordinateur qui comprend des instructions de code de programme pour la mise en œuvre du procédé précité (dans l’un quelconque de ses différents modes de réalisation), lorsque ledit programme est exécuté sur un ordinateur. Dans un autre mode de réalisation de l'invention, il est proposé un médium de stockage lisible par ordinateur et non transitoire, stockant un programme d’ordinateur comprenant un jeu d’instructions exécutables par un ordinateur pour mettre en œuvre le procédé précité (dans l’un quelconque de ses différents modes de réalisation). Dans un autre mode de réalisation de l'invention, il est proposé un équipement local configuré pour déterminer des coordonnées spatiales d’au moins point terrestre compris dans une zone géographique d’intérêt de la surface terrestre, caractérisé en ce qu’il comprend : - des moyens d’obtention d’une pluralité imagettes extraites à partir d’images aériennes représentatives sous des angles de vue différents de ladite zone géographique ; - des moyens de saisie sur lesdites imagettes d’au moins un jeu de points images homologues, chaque jeu de points images homologues correspondant à un point d’intérêt terrestre de ladite zone géographique ; et - pour chaque jeu de points images, des moyens de détermination, par traitement photogrammétrique dudit jeu de points images, de coordonnées spatiales du point d’intérêt terrestre correspondant audit jeu de points images, lesdites coordonnées spatiales étant déterminées dans un système de coordonnées géographiques de référence. Avantageusement, un tel équipement comprend des moyens de mise en œuvre des étapes qu’il effectue dans le procédé tel que décrit précédemment, dans l’un quelconque de ses différents modes de réalisation. Liste des figures D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à la lecture de la description suivante, donnée à titre d’exemple indicatif et non limitatif, et des dessins annexés, dans lesquels : la présente un schéma simplifié d’un réseau de communication dans lequel est mis en œuvre le procédé selon un mode de réalisation particulier de l’invention ; la illustre, sous forme d’un organigramme, un mode de réalisation particulier du procédé selon l’invention ; la présente un diagramme d’évènements montrant de manière générique le déroulement du procédé entre un équipement local et un équipement distant du réseau ; la un exemple d’interface logicielle pour la saisie de données de positionnement de la zone géographique d’intérêt selon un mode de réalisation particulier de l’invention ; la présente schématiquement le principe d’extraction d’une imagette à partir d’une image aérienne. la présente la structure schématique d’un dispositif de détermination selon un mode de réalisation particulier de l’invention. Procédé de détermination de coordonnées spatiales d’au moins point terrestre compris dans une zone géographique d’intérêt de la surface terrestre, caractérisé en ce qu’il comprend les étapes suivantes, mises en œuvre à partir de données de positionnement de ladite zone géographique : - identification (S1) d’une pluralité d’images aériennes représentatives sous des angles de vue différents de ladite zone géographique ; - extraction (S2) sur chaque image aérienne d’une portion d’image, dite imagette, incluant ladite zone géographique ; - saisie (S3) sur lesdites imagettes d’au moins un jeu de points images homologues, chaque jeu de points images homologues correspondant à un point d’intérêt terrestre de ladite zone géographique ; et - pour chaque jeu de points images, détermination (S4), par traitement photogrammétrique dudit jeu de points images, de coordonnées spatiales du point d’intérêt terrestre correspondant audit jeu de points images, lesdites coordonnées spatiales étant déterminées dans un système de coordonnées géographiques de référence. Procédé selon la revendication 1, dans lequel les étapes d’obtention (S1) et d’extraction (S2) sont mises en œuvre par un équipement distant sur détection d’une requête d’obtention d’imagettes aériennes émise depuis un équipement local. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 et 2, comprend une étape préalable de saisie (S0), via une interface homme-machine, des données de positionnement de ladite zone géographique d’intérêt, lesdites données de positionnement comprenant : - des coordonnées spatiales d’un point central de ladite zone géographique ; - une donnée de distance représentative d’un rayon d’emprise de ladite zone géographique. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel chaque imagette extraite est associée à un ensemble de paramètres de prise de vue donné, le traitement photogrammétrique étant appliqué en prenant en compte la position des points images dans les imagettes et les ensembles de paramètres de prise de vue associés auxdites imagettes. Procédé selon la revendication 4, dans lequel les paramètres de prise de vue dudit ensemble sont associés à un capteur d’image donné et appartiennent au groupe comprenant : - des paramètres intrinsèques du capteur, tels que : la distance focale de prise de vue, la taille du capteur, la taille d’un photosite du capteur, le décalage relatif du point focal par rapport au centre projectif du capteur ; - des paramètres extrinsèques du capteur, tels que : la localisation du capteur, l’orientation du capteur. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, comprenant une étape de détermination d’un niveau de précision des coordonnées spatiales déterminées et une étape de vérification que le niveau de précision est supérieur à un seuil prédéterminé. Produit programme d'ordinateur, comprenant des instructions de code de programme pour la mise en œuvre du procédé selon au moins une des revendications 1 à 6, lorsque ledit programme est exécuté sur un ordinateur. Médium de stockage lisible par ordinateur et non transitoire, stockant un produit programme d’ordinateur selon la revendication 7. Équipement local configuré pour déterminer des coordonnées spatiales d’au moins point terrestre compris dans une zone géographique d’intérêt de la surface terrestre, caractérisé en ce qu’il comprend : - des moyens d’obtention d’une pluralité imagettes extraites à partir d’images aériennes représentatives sous des angles de vue différents de ladite zone géographique ; - des moyens de saisie sur lesdites imagettes d’au moins un jeu de points images homologues, chaque jeu de points images homologues correspondant à un point d’intérêt terrestre de ladite zone géographique ; et - pour chaque jeu de points images, des moyens de détermination, par traitement photogrammétrique dudit jeu de points images, de coordonnées spatiales du point d’intérêt terrestre correspondant audit jeu de points images, lesdites coordonnées spatiales étant déterminées dans un système de coordonnées géographiques de référence.