Chapitre 8 : Correction géométrique et mosaïquage

Question 1

En quoi consiste la correction géométrique?

Answer 1

Corriger la géométrie (forme, taille, orientation et positionnement) d’une image pour la faire correspondre à un système de référence connu. (Ce système s’exprime généralement par l’identification d’un ellipsoïde/datum horz ou vert/système de projection).

Question 2

Quels sont les avantages de faire des corrections géométriques?

Answer 2

• Obtenir une représentation juste du territoire
• Pouvoir mesurer des distances/des superficies
• Pouvoir superposer cette image avec d’autres images ou d’autres sources de données (cartographiques)

Question 3

Quelles sont les deux sources de distorsion géométrique qui font varier le positionnement et la forme du pixel?

Answer 3

1. Les distorsions causées par l’environnement observé

2. Les distorsions provenant du sysètme d’acquisition

Question 4

Quelles sont les différents types de distorsions causées par l’environnement observé?

Answer 4

a. Rotation de la Terre
b. Courbure de la Terre
c. Topographie
d. Réfraction et turbulence atmosphérique

Question 5

Quelles sont les différents types de distorsions provenant du système d’acquisition?

Answer 5

• le capteur lui-même

- la plateforme

Question 6

Expliquer la distorsion due à la rotation de la Terre

Answer 6

Quand le satellite collecte l’information à un temps T sur une région donnée, la Terre tourne en même temps sur elle-même, d’ouest en est.

un point situé à la fin de la période d’acquisition de l’image sera donc plus à l’ouest qu’un point situé au début de l’image.

Question 7

Comment corriger les effets de distorsion dus à la rotation de la Terre? (il faut connaitre quoi?)

Answer 7

il faut connaitre…
• Le temps nécessaire au capteur pour balayer la scène
• La vitesse angulaire (vitesse de rotation) du satellite
• La vitesse angulaire de la Terre à la latitude de la scène

Question 8

Expliquer la distorsion due à la courbure de la Terre?

Answer 8

Elle fait paraître l’objet plus grand. Significative aux extrémités des images qui couvrent un vaste territoire.
Elle est non significative pour les capteurs aéroportés.

Question 9

Expliquer la distorsion due à la topographie

Answer 9

Plus on s’éloigne du nadir, plus la distance du versant de montagne est sous-estimée jusqu’à renversement (le signal du haut de montagne arrive au capteur avant le signal du bas de pente).

Question 10

Les distorsions dues aux capteurs varient en fonction de quoi?

Answer 10

• balayeur mécanique ou à barrettes
• vitesse de balayage (pour les balayeurs mécaniques -> au cours du temps requis pour balayer une scène, le satellite se déplace. Cela crée un décalage (un biais))
• Taux d’échantillonnage
• Prise de vue du capteur IFOV et FOV (champ de vue global ou instantané) ou distorsion panoramique

Question 11

Expliquer ce qu’est le champ global d’observation

Answer 11

C’est le balayage du capteur qui permet de définir la largeur totale du couloir balayé -> champ global d’observation (Field of View FOV)

Couloir-couvert/fauchée : Surface totale observée.

Question 12

En général, les satellites sont-ils des plate-formes stables?

Answer 12

En général, les satellites sont des plates-formes très stables même si certains mouvements peuvent être notés

Question 13

Quelles sont les trois approches de correction géométrique des images?

Answer 13

• Modèles orbitaux
• Points de contrôle et polynômes de transformation
• Approche hybride

Question 14

Dans quel contexte on peut utiliser une approche de correction géométrique par modèle orbital?

Answer 14

Lorsqu’on possède toutes les informations requises.

Question 15

Dans quel contexte on peut utiliser une approche de correction géométrique par points de contrôle et polynômes de transformation?

Answer 15

Lorsqu’on ne possède aucune information sur les orbites (le modèle de prise de vue ou modèle physique)

Question 16

Dans quel contexte on peut utiliser une approche hybride de correction géométrique?

Answer 16

Lorsqu’on possède quelques informations sur les orbites mais qu’elles sont insuffisantes pour avoir une précision acceptable.

Question 17

En quoi consiste l’approche de correction géométrique par modèles orbitaux?

Answer 17

Transformation des images par des modèles mathématiques fondés sur la connaissance précise des paramètres de prise de vue des données

Question 18

En quoi consiste l’approche de correction géométrique par points de contrôle et polynômes de transformation?

Answer 18

Redressement des images à partir des points de contrôle dont les coordonnées sont connues en x, t et parfois z dans un système de référence

Question 19

En quoi consiste l’approche hybride de correction géométrique?

Answer 19

C’est une méthode hybride entre les polynômes (points contrôle) et les modèles orbitaux.

Question 20

Qu’est-il nécessaire de faire après avoir appliqué les corrections géométriques sur une image?

Answer 20

Il est nécessaire de ré-échantillonner l’image à l’aide de techniques d’interpolation puisque la position, la forme et l’intensité de chaque pixel sont modifiées.

Question 21

Quelles sont les informations requises pour faire une correction par modèles orbitaux? (4 principaux)

Answer 21

Direction de visée associée à chacun des pixels de l’image (rayon lumineux)
- Angle de visée (si cela s’applique)
- Description géométrique des instruments
Mouvements absolus (trajectoire) et relatifs (attitude) pendant la prise de vue
- Position et vitesse du satellite (obtenues avec les éphémérides)
- Attitude (tangage, roulis et lacet)
Position d’un certain nombre de points de contrôle ou d’un MNT (si orthoimage)
- Points de calage
Paramètres de projection

Question 22

Quelles sont les 2 sources de référence qu’on peut utiliser pour identifier les points de contrôle?

Answer 22

1. Correction d’image à image où le nouveau système de coordonnées appliqué à l’image corrigée correspond au système de l’image maître (référence utilisée
2. Correction d’image à carte où la carte représente une grille cartographique.

Question 23

Quelles sont les limitations importantes de l’approche de correction géométrique par points de contrôle et polynômes de transformation?

Answer 23

Souvent, cette approche n’intègre pas la valeur Z, d’où des résultats imprécis dans des zones à fort relief.

La qualité est variable et dépendante de la qualité des points de contrôle sélectionnés :

• Il faut BEAUCOUP de points de contrôle
• Leur distribution dans l’image doit être optimale
• La précision du produit servant de référence aura un fort impact sur la précision du produit résultant
• La qualité du pointé (est variable d’une personne à une autre)
• En moyenne, la précision avoisine un pixel dépendamment de la résolution spatiale du capteur et de la couverture spatiale (Ex. 54 m pour ETM+, 3 m SPOT‐Pan, et 5‐7 m pour IKONOS-Pan)

Question 24

En quoi consiste l’interpolation plus proche voisin?

Answer 24

Utilise la valeur numérique de la maille de l’image originale qui se trouve le plus près de la localisation de la nouvelle maille dans l’image déformée.

Question 25

En quoi consiste l’interpolation bilinéaire?

Answer 25

Moyenne pondérée par la distance des quatre pixels (2x2) de l’image originale les plus près du nouveau pixel.

Question 26

En quoi consiste l’interpolation par convolution cubique?

Answer 26

Moyenne pondérée par la distance sur un bloc de seize pixels (4x4) à partir de l’image originale entourant la localisation du nouveau pixel de sortie.

Question 27

Avantages de Plus proche voisin?

Answer 27

• Méthode la plus simple
• N’altère pas la valeur originale (fidélité spectrale)
• Approprié pour les traitements basés sur les niveaux de gris

Question 28

Avantages interpolation bilinéaire?

Answer 28

• Moins d’effet d’escalier
• Plus grande précision spatiale
• Changements moins drastiques dans les niveaux de gris

Question 29

Avantages convolution cubique?

Answer 29

• Plus précise des 3 techniques
• Lissage important
• Moyenne et écart-type semblables à l’image originale

Question 30

Inconvénients Plus proche voisin?

Answer 30

• Possible duplication ou perte de certaines valeurs

- Crée des effets d’escaliers - provoque des contours crénelés et non rectilignes

Question 31

Inconvénients interpolation bilinéaire?

Answer 31

Moins précis spectralement

Question 32

Inconvénients convolution cobique?

Answer 32

• Moins précis spectralement (modifie bcp valeur de brillance des pixels)
• Utilise plus de temps de calcul

Question 33

C’est quoi l’orthorectification?

Answer 33

Procédé basé sur les techniques de photogrammétrie et cherche à éliminer les effets de perspectives.

Question 34

C’est quoi le Mosaïquage d’images?

Answer 34

Assembler différentes images contigües pour n’en former qu’une. Nécessite des géométries et des radiométries cohérentes.

Question 35

En mosaïquage, en quoi consiste l’égalisation de la radiométrie?

Answer 35

Modifier la radiométrie d’une des images pour la faire correspondre à l’autre. On exploite les histogrammes dans la zone de recouvrement pour adoucir les variations radiométriques.

Question 36

En mosaïquage, comment on calcule les nouvelles valeurs de pixels dans les zones de chevauchement? (4 options)

Answer 36

• On prend l’une des deux valeurs
• On prend la valeur minimale, maximale, ou la moyenne des deux pixels se chevauchant
• On pondère la valeur des pixels d’une image en fonction d’une matrice de distance calculée pour la zone de chevauchement
• Par filtrage – applique un filtre sur la ligne de transition (souvent le filtre moyen). Prendre des matrices de filtrage de grande taille ou effectuer le filtre à plusieurs reprises.