GCP et points de contrôle dans Agisoft Metashape : combien en faut-il et où faut-il les placer ?

Les points de contrôle au sol et les points de repère remplissent des fonctions différentes dans Agisoft Metashape. Les points de contrôle au sol (GCP) encadrent et géoréférencent la solution photogrammétrique, tandis que les points de vérification sont exclus du processus d’optimisation et servent à tester la précision de celle-ci. Utiliser chaque cible relevée comme point de contrôle au sol peut donner lieu à des résidus d’une faible ampleur rassurante, mais cela ne vous permet pas de disposer d’une mesure indépendante de la précision réelle de la carte finale.

Le nombre et la répartition appropriés dépendent de la géométrie du projet, du relief, de la précision du positionnement de la caméra, des livrables requis et de la norme de précision applicable. Ce guide explique comment répartir vos points relevés entre les points de contrôle et les points de validation, où les placer, comment les configurer dans Agisoft Metashape Professional et quels types d’erreurs doivent donner lieu à une analyse plus approfondie.

Points de contrôle généraux (GCP) et points de contrôle (Check Points) dans Metashape : la réponse en bref

Pour un levé par drone classique ne disposant pas de coordonnées précises de la caméra en mode RTK/PPK, une configuration de départ pratique consiste souvent en cinq à dix points de contrôle au sol (GCP) bien répartis, auxquels s’ajoutent au moins trois à cinq points de contrôle indépendants. Pour un vol RTK/PPK, le nombre de GCP peut être réduit, voire nul, si les coordonnées de la caméra sont fiables, mais les points de contrôle indépendants restent importants. Il s’agit là de fourchettes indicatives, et non de règles universellement admises.

Type de point	Rôle dans Metashape	Utilisé dans l’optimisation ?	Résultat principal
Point de contrôle au sol	Définit les références, les échelles et les contraintes du modèle	Oui	Résidu des points de contrôle
Point de contrôle	Teste le modèle ajusté sur un site faisant l’objet d’une enquête indépendante	Non	Résidu de validation et RMSE
Référence de caméra	Fournit des positions approximatives ou précises de la caméra à partir des données GNSS/RTK/PPK	Lorsqu’elle est activée	Écart de localisation de la caméra
Point de correspondance	Relie les images qui se chevauchent lors de l’alignement	Oui	Résidu de reprojection de l’image

La meilleure répartition comprend généralement des points de contrôle situés près du périmètre, à l’intérieur du périmètre et à différentes altitudes. Les points de contrôle doivent couvrir la même zone du projet sans être regroupés à proximité des points de référence au sol (GCP). Les longs couloirs, les terrains escarpés et les parcelles d’arpentage irrégulières nécessitent un placement adapté à la géométrie du terrain plutôt qu’une simple règle de répartition des points par hectare.

Quelle est la différence entre un GCP et un Check Point ?

Les points de contrôle au sol imposent des contraintes à la solution

Un point de contrôle au sol est un emplacement clairement identifiable dont les coordonnées réelles ont été mesurées de manière indépendante, généralement à l’aide d’un système GNSS de qualité topographique ou d’une station totale. Lorsque ce point est activé dans le volet « Référence » de Metashape, ses coordonnées sont prises en compte dans l’ajustement par faisceau. Metashape ajuste les paramètres de la caméra, les positions des points de liaison et la transformation du modèle tout en tenant compte des coordonnées des marqueurs et de la précision qui leur est attribuée.

Les résidus GCP vous indiquent dans quelle mesure le modèle ajusté correspond aux observations de contrôle. Ils sont utiles pour détecter les erreurs grossières et évaluer le réseau de contrôle, mais ils ne constituent pas un test indépendant de la précision du produit, car ce sont ces mêmes coordonnées qui ont contribué à l’obtention du résultat.

Points de contrôle : validation de la solution

Un point de contrôle est également un repère géodésique visible sur les images, mais sa case à cocher est désactivée dans le volet « Référence ». Ses coordonnées ne sont pas prises en compte dans l’optimisation finale. Metashape peut ainsi comparer la position estimée par photogrammétrie avec les coordonnées géodésiques indépendantes.

La documentation officielle d’Agisoft précise que les points de contrôle servent à référencer le modèle, tandis que les points de vérification permettent de valider l’alignement de la caméra et les résultats de l’optimisation. Elle recommande de conserver au moins trois à cinq points pour évaluer la précision. Voir « Points de contrôle et points de vérification pour les levés aériens ».

Les termes « check point » et « checkpoint » sont souvent utilisés de manière interchangeable en photogrammétrie. La documentation de Metashape utilise généralement « check point », tandis que les normes de cartographie et les articles de recherche peuvent recourir à la forme monosyllabique.

Pourquoi c’est une erreur de considérer chaque cible comme un GCP

Si tous les repères relevés contraignent le modèle, le rapport peut indiquer de faibles résidus de contrôle sans pour autant révéler le comportement de la solution en des emplacements indépendants. Cela s’avère particulièrement risqué lorsque les points de contrôle sont regroupés, que l’étalonnage de la caméra est insuffisant ou qu’une déformation systématique se produit entre eux.

Une faible erreur GCP permet de déterminer dans quelle mesure la solution correspond à son contrôle. Une faible erreur de point de contrôle permet de répondre à une question de validation plus utile : dans quelle mesure la solution prédit-elle correctement les coordonnées qu’elle n’était pas autorisée à utiliser ? Pour une interprétation complète de l’erreur quadratique moyenne (RMSE) et des tableaux de marqueurs, veuillez consulter le document « Agisoft Metashape Processing Report Explained ».

De combien de GCP et de points de contrôle avez-vous besoin ?

Il n’existe pas de valeur universelle fondée uniquement sur la superficie en hectares, le nombre d’images ou la résolution au sol (GSD). Le réseau de points doit être suffisamment dense pour contrôler la géométrie et suffisamment étendu pour permettre de vérifier la précision requise. Un champ rectangulaire plat de dix hectares et une carrière de dix hectares comportant plusieurs terrasses ne nécessitent pas la même configuration.

Le tableau ci-dessous présente des fourchettes indicatives utiles pour la planification. Les exigences définitives doivent être déterminées en fonction du cahier des charges du levé, de la réglementation locale et du professionnel en charge du projet.

Scénario d’enquête	Point de départ pratique pour les BPC	Stratégie des points de contrôle
Petit bloc régulier et relativement plat, sans RTK/PPK	Environ 5 à 8 points, y compris les points de contrôle périphériques et intérieurs	Au moins 3 à 5 points indépendants répartis sur l’ensemble de la parcelle
Bloc de taille moyenne ou de forme irrégulière, sans position précise des caméras	Entre 8 et 15 environ, en fonction de la forme et du relief	Au moins 5, voire davantage pour obtenir des statistiques plus fiables et une meilleure couverture
Bloc RTK/PPK avec des coordonnées de caméra vérifiées au centimètre près	Une valeur comprise entre 0 et 4 peut suffire pour le contrôle des biais ou la redondance ; effectuez un test avant de prendre une décision	Au moins 3 à 5 ; de préférence davantage pour une déclaration de précision défendable
Long couloir	Contrôlez les deux extrémités ainsi que les intervalles réguliers, les virages et les changements de dénivelé	Répartis de manière dispersée le long du couloir, sans se concentrer à une seule extrémité
Terrain escarpé, en terrasses ou accidenté	Contrôle à différents niveaux, sur les bords et dans les zones sujettes à la déformation	Points indépendants sur les surfaces supérieure, intermédiaire et inférieure
Projet nécessitant la conformité à des normes officielles	Déterminé par la conception et les spécifications de l’ajustement	Appliquez les règles relatives au nombre de points de contrôle et à l’échantillonnage requises par la norme applicable

Ne considérez pas ces fourchettes comme des garanties. Cinq points de contrôle de qualité (GCP) de grande qualité peuvent surpasser quinze points mal mesurés ou mal placés, mais un nombre trop faible de points offre peu de redondance et rend les erreurs plus difficiles à détecter. Des recherches récentes, validées par des pairs, confirment que la fiabilité, la quantité et la répartition sont interdépendantes, les erreurs apparaissant souvent au niveau des contours et dans les zones présentant de fortes variations topographiques. Consultez l’étude sur la fiabilité et la répartition des points de contrôle au sol (GCP) dans la cartographie photogrammétrique par drone.

Points de contrôle opérationnels minimaux vs validation conforme aux normes

La recommandation d’Agisoft, qui préconise trois à cinq points d’évaluation, constitue un minimum opérationnel utile pour évaluer un projet Metashape. Elle n’est toutefois pas automatiquement suffisante pour une certification de précision rigoureuse sur le plan contractuel ou statistique.

Par exemple, les normes actuelles de précision positionnelle de l’ASPRS s’appuient sur des échantillons indépendants plus importants ; la 2e édition a porté à 30 le nombre minimum de points de contrôle requis pour une évaluation de produit pleinement conforme. D’autres pays, clients et applications peuvent prescrire des méthodes différentes. Veuillez toujours respecter la norme mentionnée dans le contrat.

Comment répartir un nombre limité de cibles recensées ?

Si un bloc conventionnel non RTK ne dispose que de dix cibles de haute qualité, il peut s’avérer plus pertinent d’en utiliser environ six ou sept comme cibles de contrôle et trois ou quatre comme points de vérification, plutôt que de toutes les activer. Avec douze cibles, une répartition de sept et cinq ou de huit et quatre peut permettre d’obtenir des tests indépendants plus fiables. La répartition exacte doit garantir une bonne géométrie pour les deux groupes.

Ne choisissez pas les points de contrôle uniquement parmi les cibles les moins pratiques ou de moindre qualité. Les points de contrôle et de validation doivent être mesurés selon des normes comparables. Une étude de points de contrôle de mauvaise qualité remet autant en cause la mesure sur le terrain que la photogrammétrie.

Où devez-vous placer les GCP et les points de contrôle ?

1. Contrôler le périmètre

Placez les points de contrôle (GCP) près des angles et des limites extérieures d’un bloc, sans les placer trop près du bord de l’image, au risque qu’ils n’apparaissent que sur un nombre trop restreint de photographies. Le contrôle des bords permet d’éviter les déformations horizontales et verticales en dehors d’un groupe central.

2. Ajouter un élément de contrôle interne

Une disposition se limitant au périmètre peut affaiblir le centre, en particulier dans les grands blocs ou lorsque l’étalonnage de la caméra et le relief varient. Ajoutez un ou plusieurs points intérieurs en fonction de la superficie, de la forme et de la déformation prévue. Des études ont montré à maintes reprises que tant la couverture des bords que le contrôle réparti jouent un rôle important.

3. Couvrir la plage d’altitude

Ne placez pas tous les points sur une même surface plane lorsque le projet comporte des pentes, des terrasses de carrière, des remblais, des toitures ou des excavations profondes. Prévoyez des points de contrôle et de validation à des altitudes élevées, moyennes et basses. Cela renforce la géométrie tridimensionnelle et facilite la détection des biais verticaux.

4. Évitez les réseaux colinéaires ou regroupés

Des points alignés sur une seule ligne offrent une couverture bidimensionnelle insuffisante. De même, cinq repères situés dans un petit coin ne permettent pas de couvrir le reste du bloc. Répartissez les observations selon les axes X, Y et Z tout en conservant une visibilité suffisante de l’image.

5. Intercaler les points de contrôle avec les GCP

Les points de contrôle doivent permettre de vérifier les zones situées entre les points de contrôle et au-delà de ceux-ci. Ne placez pas chaque point de contrôle immédiatement à côté d’un GCP, car ces deux positions présenteront une géométrie locale pratiquement identique. Prévoyez des points de contrôle à proximité du centre, des bords et des changements de niveau, tout en veillant à ce qu’ils restent dans la zone de couverture fiable de l’image.

6. Traitez les couloirs différemment

Les routes, les voies ferrées, les canalisations, les cours d’eau et les lignes électriques nécessitent un contrôle longitudinal. Placez des points de contrôle près des deux extrémités, puis à des intervalles appropriés et au niveau des courbes, des intersections ou des changements de niveau. Alternez les points de contrôle et les points de vérification tout au long du parcours. Une concentration de points au point de départ ne permet pas de détecter une dérive à l’extrémité opposée.

7. Fixez-vous des objectifs clairs et sans ambiguïté

Une cible doit être suffisamment grande pour être distinguée clairement à la résolution au sol (GSD) prévue, présenter un contraste élevé par rapport à son environnement et rester stable tout au long du vol. Évitez la végétation en mouvement, les matériaux en vrac, les ombres, les surfaces réfléchissantes et les éléments dont le centre n’est pas clairement défini. Le point relevé doit correspondre exactement à l’emplacement du pixel indiqué sur chaque image.

Avant le travail sur le terrain, calculez la GSD prévue et vérifiez l’altitude prévue. Nos conseils relatifs aux levés aériens avec Agisoft Metashape expliquent comment la hauteur de vol, la résolution des images et la géométrie de capture influencent le jeu de données obtenu.

Les drones RTK et PPK ont-ils encore besoin de points de contrôle au sol (GCP) ?

Des coordonnées de caméra RTK ou PPK de haute qualité peuvent réduire considérablement le nombre de points de contrôle au sol (GCP) nécessaires au géoréférencement. Dans le cadre d’un vol bien conçu, avec des solutions FIX vérifiées, des décalages d’antenne corrects, des horodatages précis et des systèmes de coordonnées cohérents, un projet peut être traité sans recourir aux GCP classiques.

Cela n’élimine toutefois pas la nécessité d’une validation indépendante. Les points de contrôle permettent de mettre en évidence les biais GNSS, les erreurs de système de référence vertical, les erreurs de bras de levier et les déformations systématiques des blocs que les résidus de référence de la caméra, à eux seuls, ne permettent pas toujours de détecter. Un test RTK/PPK pertinent consiste à traiter un segment identique en utilisant uniquement les coordonnées de la caméra et les points de contrôle, puis à comparer les résultats avec une version incluant un nombre limité de points de contrôle au sol.

Consultez l’article « Metashape + drones RTK/PPK : comment optimiser la précision » pour obtenir des conseils sur la précision des caméras, la présélection des sources et l’optimisation.

Comment configurer les GCP et les points de contrôle dans Metashape

1. Importez les coordonnées des marqueurs. Utilisez la commande « Importer » dans le volet « Référence » et mappez correctement les colonnes « Étiquette », « X », « Y », « Z » et « Précision ».
2. Veuillez confirmer le système de référence de coordonnées. Vérifiez les unités horizontales, l’ordre des axes, l’ellipsoïde et le repère vertical avant l’optimisation.
3. Définissez une précision réaliste pour les marqueurs. Utilisez les valeurs fournies par le GNSS ou la méthode de la station totale. Si les précisions des coordonnées X, Y et Z diffèrent, configurez-les séparément.
4. Placez chaque repère avec précision. Agisoft recommande d’identifier un repère sur au moins trois images. Ajoutez des projections plus nettes présentant une bonne géométrie et vérifiez chaque position affinée automatiquement.
5. Choisissez les rôles. Cochez la case correspondant aux GCP et décochez celle correspondant aux points de contrôle. Depuis la version 2.2.1 de Metashape, ces deux rôles sont représentés par des icônes différentes.
6. Optimisez en utilisant uniquement le contrôle. Exécutez la fonction « Optimiser les caméras » avec les observations de contrôle et de référence sélectionnées.
7. Actualisez et examinez le volet « Référence ». Vérifiez les erreurs de coordonnées X, Y, Z, ainsi que les résidus des images de repères.
8. Exporter un rapport de traitement. Notez les rôles des points, les précisions, les systèmes de coordonnées, l’erreur quadratique moyenne (RMSE) et le plus grand résidu au point de contrôle.

Pour connaître la procédure complète d’importation et de marquage, veuillez consulter le guide « Comment utiliser les GCP dans Agisoft Metashape ». Agisoft propose également un flux de travail officiel de traitement des données aériennes à l’aide des GCP.

Important : déterminez les points de contrôle avant l’optimisation finale

Un point de contrôle véritablement indépendant ne doit pas influencer la solution ajustée finale. Attribuez les rôles avant l’optimisation finale. Si vous convertissez un ancien GCP en point de contrôle, désactivez-le et relancez l’optimisation appropriée afin que le modèle final n’utilise plus cette coordonnée comme point de contrôle. Pour des comparaisons rigoureuses, dupliquez le segment aligné et consignez la configuration des points de contrôle appliquée à chaque version.

Comment interpréter les erreurs GCP et de point de contrôle

Résultat observé	Signification possible	Vérification recommandée
Faible taux d’erreur GCP et faible taux d’erreur de point de contrôle	L’ajustement du contrôle et la validation indépendante sont cohérents	Vérifiez que les tolérances, la taille de l’échantillon et la distribution des points sont conformes aux spécifications
Erreur GCP faible et erreur de point de contrôle élevée	Risque de surapprentissage, de distribution insuffisante ou de déformation systématique	Vérifiez le levé des points de contrôle, l’étalonnage, les limites, le relief et la disposition des points de contrôle
Nombre élevé d’erreurs liées aux points de contrôle (GCP) et aux points de repère	Problème de référence, de repérage, de SCR ou d’alignement	Vérifiez les coordonnées, les étiquettes, le système de référence, les projections des repères et le modèle de caméra
Bonnes coordonnées X et Y, mais mauvaise coordonnée Z	Géométrie verticale insuffisante ou incompatibilité entre les systèmes de hauteur	Vérifiez le géoïde, les hauteurs ellipsoïdales, la répartition des altitudes et la géométrie de vol
Une valeur résiduelle extrême	Erreur possible de marquage sur le terrain ou sur l’image	Vérifiez ce point de manière indépendante ; ne le supprimez pas dans le seul but d’améliorer l’erreur quadratique moyenne (RMSE)
Les erreurs augmentent à mesure que l’on se rapproche d’un bord	Contrôle insuffisant du périmètre ou couverture insuffisante de l’image	Ajoutez ou repositionnez les points de contrôle et améliorez la géométrie de capture dans la mesure du possible

L’erreur d’image des marqueurs et l’erreur de coordonnées sont deux choses différentes. Un résidu d’image élevé en pixels indique souvent un placement imprécis des marqueurs sur une ou plusieurs photos. Un résidu d’image faible associé à un résidu XYZ important peut indiquer une coordonnée relevée, une étiquette de point ou un système de référence incorrects. L’erreur de reprojection doit également être évaluée, mais un faible résidu de point de liaison ne garantit pas la précision externe. Pour en savoir plus, consultez l’article « Erreur de reprojection dans Agisoft Metashape : quelle est une bonne valeur ? »

Si les résidus verticaux présentent un décalage quasi constant, vérifiez si les coordonnées de la caméra et des marqueurs utilisent des hauteurs ellipsoïdales ou orthométriques. Notre guide étape par étape sur les géoïdes dans Metashape explique cette source courante d’erreur Z.

Liste de contrôle relative aux travaux sur le terrain et au traitement des données

• Définissez la précision horizontale et verticale requise avant de choisir le nombre de points.
• Mesurez chaque contrôle et chaque point de contrôle à l’aide d’une méthode suffisamment précise.
• Utilisez des étiquettes d’identifiant uniques et vérifiez l’ordre des colonnes du fichier CSV.
• Répartissez les éléments de contrôle sur tout le périmètre, à l’intérieur des bâtiments et sur toutes les façades.
• Répartissez les points de contrôle de manière indépendante sans les regrouper à proximité des GCP.
• Veillez à ce que les cibles restent dans une zone de couverture solide, composée de plusieurs images.
• Attribuez des valeurs réalistes de précision sur les axes X, Y et Z.
• Vérifiez la position des repères à fort niveau de zoom sur au moins trois images.
• Excluez les points de contrôle de l’ajustement final.
• Veuillez indiquer l’erreur quadratique moyenne (RMSE), l’erreur résiduelle maximale, le nombre de points, la répartition spatiale, le système de référence géographique (CRS) et le système de référence altimétrique.

Utilisez cette liste de contrôle en complément de notre guide plus complet consacré aux contrôles de qualité pour les projets de photogrammétrie dans Metashape.

Foire aux questions

Un point de contrôle correspond-il à un GCP dans Metashape ?

La cible physique et la méthode de relevé peuvent être identiques, mais leur rôle dans le traitement est différent. Un point de contrôle géométrique (GCP) activé contraint le modèle ; un point de contrôle désactivé le valide sans participer à l’optimisation.

Quel est le nombre minimum de points de contrôle recommandé par Agisoft ?

Agisoft recommande au moins trois à cinq points à partir desquels une évaluation de la précision peut être effectuée. Les contrats et les normes officielles de cartographie peuvent en exiger un nombre nettement plus élevé.

Puis-je n’utiliser que trois GCP ?

Trois points non colinéaires peuvent permettre un contrôle géométrique de base dans certaines circonstances, mais cela n’offre qu’une faible redondance et constitue rarement une solution par défaut fiable pour la cartographie professionnelle par drone. Un contrôle supplémentaire bien réparti facilite la détection des erreurs et des déformations.

Faut-il installer des points de contrôle à l’extérieur du périmètre du GCP ?

Ils doivent tester les bords et les espaces entre les points de contrôle, mais ils doivent rester dans les limites d’une couverture d’image fiable. Un point de contrôle situé à l’extrémité d’une zone de faible couverture peut refléter des conditions d’extrapolation plutôt que la qualité attendue pour l’ensemble du livrable principal.

Les drones RTK rendent-ils les points de contrôle superflus ?

Non. Les techniques RTK/PPK peuvent réduire, voire éliminer, le recours aux points de contrôle au sol (GCP) classiques lorsque les coordonnées de la caméra sont fiables ; toutefois, des points de contrôle indépendants restent nécessaires pour vérifier le biais GNSS, la configuration du système de référence et la précision du produit final.

Puis-je transformer un GCP en point de contrôle après l’optimisation ?

Oui, en décochant la case correspondante, mais veillez à relancer l’optimisation concernée avant de la traiter comme un élément indépendant. Pour garantir la fiabilité des tests, définissez des rôles ponctuels avant l’ajustement final et conservez une configuration de traitement documentée.

Conclusion

Un projet Metashape performant ne se contente pas d’utiliser le plus grand nombre possible de points de contrôle au sol (GCP). Il utilise suffisamment de points de contrôle fiables et bien répartis pour stabiliser le bloc, tout en conservant suffisamment de points de contrôle indépendants pour vérifier le résultat de manière impartiale.

Commencez par définir la géométrie du levé et les exigences de précision. Placez des points de contrôle tout autour du périmètre, à l’intérieur du bloc et sur toute la plage d’altitudes. Répartissez les points de contrôle dans cette même zone sans qu’ils n’influencent l’optimisation. Évaluez ensuite séparément les erreurs horizontales et verticales, puis indiquez les résidus moyens et maximaux.

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