GT3 Etude de Faisabilité n°2 - Les Missions Scientifiques du Centre ...

Site : TOULOUSE
Proposition d’étude de faisabilité sur le site TOULOUSE
pour la thématique CARTOGRAPHIE dans le cadre GT ORFEO n°3
Domaine thématique d’intérêt : Fiche-Produit IGN n°2 « Potentiel PHR pour l’amélioration de la
qualité du RGE Alti (orographie)»
Demande portée par:
- R. Gachet – IGN Espace
- J.Y Breard – IGN/MODSP
1- Présentation de l’objectif recherché : produit(s) thématiques à tester
L’action s’inscrit dans le cadre du sous-domaine « Mise à jour, gestion et diffusion des bases de
données ». La couche altimétrique du référentiel géographique national (RGE-Alti) nécessite une
amélioration de sa précision moyenne actuelle (2,50 emq sur l’ensemble du territoire) jusqu’à 1 m,
pour mieux répondre à des besoins spécifiques à certaines zones : cartographie des plaines
inondables, distinction sol/sursol dans les vallées, orographie précise du littoral ou de falaises
rocheuses. Le produits MNT et MNS qui en seront dérivés doivent pouvoir être échantillonnés à 5m
dans ces zones, pour permettre l’orthorectification d’images Pléiades avec une précision de
localisation relative voisine de 50 cm.
L’étude sera menée par IGN Espace, dépt Ingénierie des Produits Spatiaux.
Elle vise à valider la possibilité de restituer le relief avec des couples d’images Pléiades, acquis à B/H
relativement faible par rapport aux couvertures aériennes dédiées habituellement à cet exercice. On
mettra en oeuvre des techniques classiques (restitution visuelle) et des méthodes automatiques
(calcul de MNS, classification végétation/bâti/sol, filtrage du sursol).
L’étude sera menée sur un extrait du site de Toulouse Sud-Est, couvert par des simulations PHR à 70
cm dérivées d’acquisitions 25 cm en tri-stéréo réalisées avec le capteur aérien numérique Pelican en
Octobre 2004.
La zone de Lançon de Provence, extraite du supersite QI de Salon, pourra également être étudiée.
Elle est couverte par des simulations PHR 70 cm à 2 dates (Sept 2004 – Mars 2005), chacune issue
d’acquisitions Pélican selon 2 orientations de vol (Nord-Sud et Est-Ouest). Dans ce cas, l’influence de
la végétation sur la restitution du sursol pourra être évaluée de façon qualitative.
2- Présentation du site et des données d’entrée disponibles
cf doc DCT/SI/EI-2005-482
L’axe tri-stéréo sur Toulouse couvre une surface de 1x8 km² de la colline de Rangueil jusqu’au centre
ville. Le paysage est varié : urbain dense, péri-urbain, pavillonnaire, routier avec passages inférieurs,
équipements, fort relief. Les triplets stéréo à +7° / 0° / -7° d’angle en tangage forment un B/H Av/Ar de
0,24 représentatif des capacités de Pléiades-HR. Les images 25 cm et 70 cm sont disponibles en
couleur par registration des bandes B0,B1,B2,B3 et sont recalées au sol par aérotriangulation sur
points d’appui (BDU).
Le village de Lançon présente des rues étroites et est situé sur une colline escarpée. L’acquisition en
double axe de vol permet de réaliser une référence de grande précision (MNS à pas métrique).
3- Présentation des partenaires de l’étude de faisabilité
- membres des GT ORFEO :
IGN Espace, en tant que centre d’expertise relayant les besoins utilisateurs, les caractéristiques
techniques du produit RGE Alti et fournissant des moyens d’étude basés sur des outils préopérationnels
(calcul de MNS, classification de la végétation, outils de filtrage sol/sursol).
GT 3 : Cartographie et Aménagement du Territoire : Etude de faisabilité n° 2 1/2

- autres partenaires scientifiques :
Laboratoire Matis de l’IGN : expertise corrélateur
- utilisateurs finaux :
Projet « RGE-Alti » de l’IGN
- autres organismes intéressés ou à impliquer (détenteurs de données, utilisateurs…) :
centre RGD-73-74 , IGN belge , Programme DNG3D de la DGA
4- Démarche de l’étude
En entrée on dispose des données suivantes :
- BD Topo (courbes de niveau et points cotés sol), couche alti de référence
- MNS calculé à partir des triplets à 25 cm sur toute la zone (CNES)
- Les images stéréoscopiques simulées à 70 cm, recalées par aérotriangulation sur la BDU (CNES)
- Un couple QuickBird de 2002 à B/H 0,39
On choisira un périmètre géographique limité (environ 2 à 3 km²).
La référence sera obtenue par combinaison des méthodes suivantes :
- Restitution photogrammétrique du sol par stéréovision (filage de courbes, tracé de talwegs,
crêtes, saisie de points cotés)
- Calcul d’un MNS fin à partir des images à 25 cm, classification de la végétation et du bâti (
possiblement des véhicules ?) sur les images à 25 cm couleur, filtrage du MNS et lissage pour
obtenir un MNT de référence.
A partir des simulations Pléiades, on mettra en oeuvre les mêmes méthodes, afin de tester leur
validité et leur performance par écart à la référence.
- Restitution photogrammétrique du sol :
Une analyse qualitative étudiera le niveau de perception du relief dans les ombres, la facilité de
tracé des talwegs sous la végétation, la distinction entre terrain naturel et objets artificiels
(véhicules, trottoirs), l’acuité des pointés stéréoscopiques (points cotés).
- Calcul de MNS par corrélation dense (on testera plusieurs algorithmes développés à l’IGN)
- Classification de la végétation et du bâti (on ne vise pas la reconstruction de modèles 3D, étudiée
par ailleurs) à partir des images (radiométrie et texture) et du MNS (critère de pente locale).
- Filtrage du MNS
L’évaluation quantitative sur références sera effectuée sur les bases suivantes :
- Comparaison des MNS bruts de corrélation
- Comparaison des levés photogrammétriques (sur classe sol)
- Comparaison des classifications sol/bâti/végétation
- Comparaison des MNT après filtrage
Des ortho-images pourront être dérivés (et comparées) à partir des MNS et MNT produits.
5- Données demandées au programme ORFEO :
- images radar aéroportées éventuellement disponibles sur le site
5.1 Images satellite demandées :
Couple QuickBird Toulouse : 14/03/2002 et 1/04/2002.
Niveau de prétraitement = brut
5.2 Autres données demandées :
MNS réalisé avec les images sources, en WGS 84
6 – Eléments de planning
date de démarrage possible : Janvier 2006
durée probable de l’étude : 6 mois
7 - Intérêt du site pour d’autres GT
Etude méthodologique 2005 : R&T 3D sur la détection semi-automatique du bâti (MATIS) sur
zone Toulouse.
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