Photographies aériennes historiques dans Metashape : numérisations et repères de référence

Les photographies aériennes historiques peuvent révéler à quoi ressemblait un paysage avant la construction d’un barrage, d’une route ou l’expansion urbaine. La numérisation du film vous permet d’obtenir des images numériques, mais une numérisation n’équivaut pas à une image prise avec un appareil photo moderne comportant des métadonnées EXIF précises. Agisoft Metashape Professional peut traiter des photographies analogiques numérisées en utilisant leurs repères de référence afin de restituer la géométrie interne de l’image nécessaire à la photogrammétrie.

En quoi l’imagerie cinématographique constitue-t-elle un cas particulier ?

Chaque image aérienne contient une image photographique ainsi que des repères liés au système de coordonnées de l’appareil photo d’origine. La numérisation peut entraîner une rotation, une mise à l’échelle ou une légère déformation des copies individuelles. Les repères de référence permettent de relier l’image numérique à la géométrie de l’appareil photo argentique. Ce flux de travail est particulièrement pertinent pour les levés constitués à partir de données provenant de plusieurs années, de différents appareils photo ou de résolutions de numérisation variées. Veillez à bien distinguer ces sources jusqu’à ce que vous compreniez comment elles ont été produites.

Le tutoriel d’Agisoft sur les images numérisées explique que les images provenant de différents appareils photo analogiques doivent être classées dans des groupes d’étalonnage distincts. Le manuel d’utilisation « Professional » décrit en détail les réglages des appareils photo argentiques et l’étalonnage à l’aide de repères.

Commencez par rassembler les documents d’archives appropriés

• Des numérisations originales à une résolution constante et documentée, sur lesquelles la trame du film et les repères de référence sont intacts.
• Certificat d’identification et d’étalonnage de la caméra, s’il est disponible, indiquant notamment les coordonnées des repères et les unités.
• Index des prises de vue, dates approximatives de prise de vue, échelle nominale et, le cas échéant, relevés au sol disponibles ou éléments stables identifiables.
• Un relevé de l’orientation de la numérisation, du recadrage, des retouches et de toute correction géométrique préalable. Conservez les numérisations originales non modifiées.

Ne retirez pas les repères de bordure du document original destiné à l’archivage. Les annotations marginales peuvent être masquées lors du traitement si elles gênent l’alignement des images. Le traitement d’un petit bloc stéréoscopique représentatif avant la numérisation de l’ensemble des archives permet de vérifier si la qualité de numérisation et le contrôle sont satisfaisants.

Flux de travail avec les repères dans Metashape

1. Ajoutez les images numérisées et vérifiez que les groupes d’étalonnage présentent une cohérence en termes de modèle d’appareil photo et de résolution de numérisation.
2. Dans Outils >, Calibrage de l’appareil photo, activez l’option « Appareil photo argentique avec repères de référence » pour le groupe concerné.
3. Utilisez les outils > Marqueurs > Détectez les repères lorsque les marques correspondent à un type pris en charge. Agisoft propose les options de détection suivantes : « Générique », « Angle droit », « Coupe à 45 degrés » et « Cadre ». Inspectez chaque emplacement détecté.
4. Saisissez les coordonnées des repères figurant sur le certificat de la caméra selon le système de coordonnées d’image spécifié, ou suivez la procédure d’étalonnage d’Agisoft si ce certificat n’est pas disponible. Placez manuellement les repères non standard si nécessaire.
5. Masquez les marges du cadre auxiliaire lorsque cela est nécessaire, alignez un sous-ensemble de test, puis vérifiez l’étalonnage, la continuité des images et les résidus de contrôle avant de générer une orthomosaïque complète ou un produit altimétrique.

L’analyse des évolutions historiques nécessite davantage de retenue

Les cartes de différence peuvent être convaincantes, mais une comparaison entre deux époques comporte également des incertitudes liées au balayage, à l’étalonnage de la caméra, à l’évolution des repères au sol, à la végétation et au choix d’un système de coordonnées commun. Utilisez des éléments stables pour la validation et prévoyez des vérifications indépendantes dans la mesure du possible. Indiquez la zone et l’époque pour lesquelles les preuves sont solides ; ne tirez pas de conclusions sur des changements à petite échelle à partir d’une simple image attrayante. Notre guide sur les systèmes de coordonnées et notre guide d’interprétation des rapports couvrent deux aspects de cette évaluation.

La qualité de la numérisation détermine ce qui peut être récupéré

Une valeur nominale élevée de points par pouce ne permet pas de rattraper un négatif original flou ou une mise au point irrégulière du scanner. Vérifiez si tous les repères et l’intégralité de la zone d’image utile sont présents, si de la poussière ou des rayures masquent des points de repère, et si différents lots ont été redimensionnés ou pivotés. Si vous devez choisir entre une version dérivée nettoyée visuellement et un scan d’archivage fidèle, conservez les deux et effectuez le traitement à partir de la version dont la géométrie est traçable.

Ne fusionnez pas les images provenant de différents appareils photo analogiques au seul motif que les photographies présentent les mêmes dimensions en pixels numériques. Les caractéristiques techniques d’origine de l’appareil photo, la cellule de la pellicule et les réglages du scanner peuvent varier indépendamment les uns des autres. Un petit bloc test vous permet d’évaluer l’alignement des images et les écarts au niveau des repères avant de consacrer du temps au traitement de milliers d’images.

Un exemple de validation en deux phases

Pour un littoral historique, reconstituez séparément le levé le plus ancien et le levé le plus récent. Utilisez un système de référence commun et documenté, et identifiez les éléments stables et durs qui ont subsisté aux deux dates. Vérifiez chaque période par rapport à une référence indépendante lorsque celle-ci est disponible ; ce n’est qu’alors que vous pourrez comparer les produits relatifs au littoral ou à l’altitude. Le niveau de l’eau, la végétation et l’exposition saisonnière peuvent créer des « changements » apparents sans rapport avec les mouvements du sol. Indiquez ces zones comme non vérifiées plutôt que de les combler pour obtenir une carte de changement continue.

Le rapport méthodologique de l’USGS consacré aux images aériennes historiques apporte des précisions supplémentaires sur les photographies numérisées, les rapports relatifs aux appareils photo et les techniques modernes de traitement « structure-from-motion ». Il s’agit d’un document de référence méthodologique et non d’une garantie que chaque fonds d’archives puisse répondre à une classe de précision moderne.

Choisissez le flux de travail de référence à partir du film lui-même

Si le certificat de la caméra fournit des coordonnées de repères, notez-les en indiquant leurs unités et la convention de coordonnées utilisée, plutôt que de les estimer à partir de l’affichage à l’écran. Les instructions d’Agisoft précisent des coordonnées en millimètres par rapport au centre du capteur, les axes de l’image étant orientés comme indiqué dans son tutoriel. Une coordonnée transposée ou un signe incorrect peut fausser la géométrie intérieure de l’ensemble d’un bloc. Notez l’identifiant du certificat et conservez-en une copie avec le projet.

Lorsque les repères ne sont pas standard, Agisoft décrit la procédure de placement manuel ainsi qu’une option d’étalonnage pour les archives ne disposant pas de coordonnées certifiées. Vérifiez un échantillon d’images de chaque lot de numérisation ; la détection automatique sur la première bobine ne garantit pas que les mêmes repères soient visibles sur les images suivantes, qu’elles soient recadrées ou endommagées. Conservez le relevé des repères détectés dans le cadre du contrôle qualité, en particulier si le résultat doit servir à une modification mesurée.

Foire aux questions

Metashape est-il capable de détecter automatiquement tous les modèles de repères de film ?

Non. Les motifs pris en charge peuvent être détectés automatiquement ; les autres motifs peuvent nécessiter un placement manuel et des informations provenant de la caméra. Vérifiez les détections par rapport au scan réel.

Puis-je regrouper dans un même projet des numérisations datant de plusieurs décennies ?

C’est peut-être possible, mais il convient d’abord de distinguer les états de la caméra des époques de relevé, de définir le chevauchement et la référence commune, puis d’évaluer chaque époque indépendamment avant de conclure à un changement.

Références techniques : tutoriel « Agisoft film-image » et manuel d’Agisoft Professional.