Photographies aériennes

Définition

Orthophotographie

Une orthophotographie est une image de la surface terrestre produite à partir de prises de vue aériennes ou satellites rectifiées géométriquement et égalisées radiométriquement. Les corrections géométriques ont pour objectif de rectifier les déformations de perspective causées par l'inclinaison des axes de prise de vue, par la distorsion de l'objectif et par le relief de telle sorte qu'en chacun de ses points on ait l'impression que l'image a été prise à sa verticale. Une orthophotographie doit donc pouvoir se superposer parfaitement à des plans topographiques. Les corrections radiométriques ont pour objectif de rectifier les aberrations radiométriques des capteurs et d'homogénéiser le rendu des prises de vue qui ont pu être réalisées dans des conditions non homogènes (date, heure, nébulosité...).

[Définition largement inspirée de Wikipedia et du Grand Dictionnaire Terminologique]

La production d'orthophotographies à partir de PVA (prise de vue aérienne) est assez récente dans l'histoire de la cartographie. Des opérations sont actuellement réalisées pour produire des couvertures orthophotographiques à partir des PVA acquises depuis l'après-guerre.

Patrimoine de Géo2France (domaine visible)

L'ensemble du patrimoine d'orthophoto (domaine visible) est disponible sur cette visionneuse cartographique.

Emprise régionale

Emprise ancienne région Nord-Pas de Calais

Emprise ancienne région Picardie

Emprise départementale

Emprises locales

Patrimoine de Géo2France (domaine IR)

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Prise de vue aérienne

Une prise de vue aérienne (ou PVA) est un cliché représentant la surface de la Terre depuis un véhicule aérien ou spatial. Une telle image est en général brute : non calée par rapport à un référentiel terrestre, non rectifiée géométriquement, ni radiométriquement. De part ses défauts de géométrie et de radiométrie, son utilisation est peu fréquente par les géomaticiens. Pendant de nombreuses décennies, les PVA ont été exploitées à l'aide de systèmes stéréoscopiques dans le cadre de la production de cartes et de plans topographiques. De nos jours, elles sont utilisées dans la production de larges couvertures d'images aériennes orthorectifiées : les orthophotographies (cf. ci-dessous).

Exemple d'une prise de vue aérienne d'Amiens de 1947 :

Usages et caractéristiques

Actualité

Comme pour toute base de données, il est important de connaître l'actualité des photographies aériennes pour savoir si elles sont adaptées à l'usage que l'on prévoit d'en faire. Les dates importantes à prendre en compte sont celles des prises de vue. En effet, il peut s'écouler plusieurs mois voire plusieurs années entre le moment où les prises de vue sont réalisées et le moment de la production de l'orthophotographie, voire même de sa publication. Dans le catalogue de GéoPicardie, les années des prises de vue aériennes sont systématiquement mentionnées dans le titre des jeux de données.

Étendue géographique

Les orthophotographies peuvent couvrir des territoires très variables.Géo2France a contribué à la production de ces images à l'échelle des départements et de la région afin de répondre aux besoins les plus courants de ses adhérents. Certains acteurs lancent des opérations complémentaires, plus locales, afin de répondre à des besoins plus spécifiques. Par exemple :

• Orthorectification de prises de vues aériennes historiques par le Réseau d'Observation du Littoral Normand-Picard (dans un objectif d'observation de l'évolution de la côte) ;
• Orthophotographies sur le territoire d'agglomérations à très haute résolution (Beauvais et Saint-Quentin notamment) afin de pouvoir réaliser des localisations très précises en milieu urbain.

Certains niveaux de qualité sont difficilement atteints sur de grandes étendues. En effet, le coût d'une résolution très élevée et d'un dévers quasi-nul à l'échelle d'une région est prohibitif.

Résolution spatiale / taille des pixels / Précision planimétrique

Trop souvent la résolution et la précision d'une image aérienne sont confondues par erreur avec la taille de ses pixels. Toutes ces notions sont des mesures de distance sur le terrain souvent exprimées en centimètres et qui donnent une idée de la qualité géométrique de l'image.

La résolution spatiale (aussi appelée pouvoir de séparation ou pouvoir de résolution) est la distance minimale qui doit séparer deux points pour qu'ils soient correctement discernés sur l'image. Une image floue aura donc une résolution moins bonne qu'une image nette. En d'autres termes, une orthophotographie qui a été suréchantillonnée ou qui a subi des dégradations au cours de son traitement aura une résolution spatiale moins bonne que la taille de ses pixels.

La résolution et la taille des pixels donnent une idée de la capacité d'un utilisateur à discerner de petits objets sur l'image. La précision planimétrique est totalement différente car elle caractérise la qualité de positionnement des objets que l'on voit sur l'image par rapport à leur localisation réelle sur le terrain. La résolution spatiale et la précision planimétrique sont deux notions complètement différentes car la précision peut très bien être inférieure ou supérieur à la résolution des images. Néanmoins, pour des usages courants, une précision de l'ordre de 2 pixels est souvent jugée comme satisfaisante. Une précision moins bonne que 2 pixels est le signe d'une orthorectification de mauvaise qualité.

Dévers

Le dévers caractérise les effets de perspective qui n'ont pu être corrigés sur les éléments verticaux du terrain. Le dévers est un défaut des orthophotographies qui peut être très gênant en milieu urbain car de grands bâtiments peuvent masquer des éléments intéressants de leurs environnements. La réduction des dévers implique un surcoût notable car cela nécessite d'augmenter le taux de recouvrement des PVA (pourcentage de la PVA qui est également visible sur la PVA voisine).

Exemple de dévers fort prononcés sur des bâtiments hauts de Beauvais visibles sur l'orthophotographie régionale de Picardie de 2013 :

Prises de vue estivales / hivernales

La majorité des prises de vue aériennes sont réalisées en été afin de bénéficier de meilleures conditions atmosphériques, d'une lumière de meilleure qualité, d'ombres plus courtes et d'un rendu graphique plus agréable. Néanmoins, il peut s'avérer intéressant de réaliser des prises de vue hivernales afin d'observer le sol avec un couvert végétal minimal. Ces prises de vue peuvent être plus intéressantes lorsqu'il s'agit de produire un modèle numérique de terrain (MNT).

Domaine visible / proche infrarouge

La majorité des prises de vue aériennes exploitent la partie visible du spectre de lumière afin d'obtenir des images photo-réalistes. Néanmoins, l'utilisation d'autres parties du spectre lumineux peut être pertinent pour des usages spécifiques. Par exemple, le proche infrarouge peut améliorer la qualité de l'interprétation dans le domaine végétal.