Différentes méthodes de levé en vue de la mise en place de leur normalisation et de création d’un logiciel de choix

Différentes méthodes de levé en vue de la mise en place de leur normalisation et de création d’un logiciel de choix

LOGICIELS UTILISES

Le logiciel Erdas imagine

La production d’un dessin a trois dimension (3D) à partir d’une image satellite ou d’un cliché de prise de vue aérienne scanné nécessite l’utilisation d’un logiciel de projection et de traitement d’image comme Erdas imagine. Les fonctionnalités de l’Erdas imagine sont : l’analyse de SIG, traitement d’image, la télédétection, les projections en cartographique et la création de carte, la projection, l’orientation pour la photogrammétrie et le calage des clichés aériens, la création de MNT, la production des courbes de niveau mosaïquage, D’après ces fonctionnalités Erdas Imagine est un logiciel SIG (raster et vecteur) qui permet de créer et de spécifier les cartes topographiques, depuis la projection et l’orientation de l’image brute jusqu’à sa présentation finale. Erdas I n’est pas seulement un simple logiciel DAO ou CAO, mais d’une part il peut traiter la géométrie et la radiométrie d’une image et d’autre part, son utilisation évite d’utiliser plusieurs logiciels comme Idrisi, Arcview, MapInfo, Photoshop, …, par exemple il peut remplacer l’appareil de restitution photogrammétrique pour la vision d’image stéréoscopique tridimensionnelle.

Les données traitées par Erdas imagine

Les données Raster Les données « Raster » sont les données satellitaires acquises dans les gammes de longueur d’ondes multispectraux du domaine visible jusqu’au domaine de l’infrarouge lointain, les images Radars et les photographies aériennes, …

Les données Vecteur

Les données Vecteurs sont les fichiers TIFF (format des images scanner, TIF, JPEG, CAD, …, les fichiers ou données graphiques sous forme « shapefile » (format Arcview), et le fichier Arcinfo de format Generate, …

Les outils

Pour établir une carte topographique, il faut effectuer un levé direct ou utiliser des clichés aériens ou des images par satellite (image radarsat-2). Grâce aux différents outils de l’Erdas, le traitement de ces 2 types d’images sera rapide, sans difficulté et précis (en tenant compte que la plus grande échelle d’une carte topographique est de 1/10 000). Pour le traitement des clichés aériens, il faudrait les numériser par scannage à haute résolution pour avoir une image numérique traitable avec Erdas imagine. Comme les logiciel SIG, Erdas peut faire une correction géométrique d’une image satellite et d’une photo aérienne

Performance du logiciel

On reconnaît les performances du logiciel Erdas imagine non seulement sur la qualité des produits traités, mais surtout sur sa capacité d’exécution, dans un plus court délai, des traitements qui dépassent plus ou moins la capacité des autres logiciels SIG. Les fonctions et fonctionnalités suivantes permettent de juger la perfection du logiciel Erdas imagine : ➢ Automatisations des traitements La connaissance du langage de programmation EML (ERDAS Macro Langage) qui lui est propre, permet d’effectuer et d’optimiser les différentes taches. ➢ Analyses visuelles Prenons tout de suite l’outil « Image Drape », cet outil permet de visualiser le MNT ou image plus MNT. Avec cet outil, on a pu vérifier les erreurs du MNT par rapport à la vérité terrain. ➢ Le mode création de surface La qualité de MNT produite par Erdas par rapport aux autres logiciels SIG comme le Idrisi selva est plus satisfaisante du point de vue radiométrique que géométrique. ➢ Création d’une carte Comme tout logiciel SIG, Erdas a la possibilité de faire des superpositions de couches (raster ou vecteur), l’habillage, extraction, édition analogique ou numérique, … ESPA Mémoire de fin d’études RANDRIANARISON Tojonirina A. p. 51 ➢ Vision stéréoscopique L’outil « Stéréo Analyst » sert à déterminer les coordonnées en 3D d’un point quelconque sur un couple d’image. Donc après calage en (X, Y) de l’image on peut déterminer l’élévation de chaque point à partir de l’angle de prise de vue et le recouvrement, faire la restitution proprement dite

Le logiciel ArcGis

ArcGIS est l’un des Systèmes d’Informations Géographiques (SIG) les plus utilisés. Ce logiciel offre de nombreuses potentialités pour la manipulation, la gestion, l’analyse et l’édition des données spatiales. Différentes couches d’informations spatiales peuvent être manipulées offrant la possibilité d’analyser une ou plusieurs couches sous le contrôle des autres. Le seul lien entre ces différentes couches est le lien spatial, c’est-à-dire, l’appartenance au même espace géographique et ayant le même système de coordonnées. L’ArcGis est donc un logiciel permettant d’exploiter le SIG pour le traitement de données géographiques. De plus, il permet de faire de la cartographie et de l’analyse spatiale de façon précise en fonction de l’échelle désirée. Dans notre étude, on a utilisé le logiciel ArcGIS 10.2. Desktop qui comprend plusieurs applications dont les principales sont : ArcCatalog, ArcMap, ArcGlobe, ArcScene ➢ ArCatalog C’est un explorateur de données tabulaires et cartographiques offrant des outils de gestion et d’organisation analogues à ceux offerts par les systèmes d’exploitation comme Windows ou DOS (copier, renommer, effacer, créer des icônes, etc.). Il est vivement conseillé d’utiliser ArcCatalog pour effacer les fichiers car ces fichiers sont accompagnés d’autres fichiers que l’explorateur de Windows, s’il est utilisé, ne permet pas de les effacer automatiquement. ArcCatolog permet aussi de visualiser les données tabulaires et des couches géographiques ainsi qu’une exploration des différents thèmes qui les constituent. ➢ ArcMap : Qui est l’application fondamentale du logiciel ArcGIS. Elle contient une boîte à outils, organisés sous forme de modules indépendants (extensions), permettant de gérer, manipuler, analyser et éditer les différentes couches d’informations de la base de données. ➢ ArcGlobe et ArcScen : L’ArcGlobe et ArcScence sont deux environnements d’affichage, de manipulation et d’animation 2D et 3D de données issues de 3D et Spatial Analyst V.3. Notion de SIG Le SIG est un ensemble de données numériques, localisées géographiquement et structurées à l’intérieur d’un système de traitement informatique comprenant des modules fonctionnels. Ces derniers permettent de construire, de modifier, d’interroger, de représenter à la manière de la cartographie les données, selon des critères sémantiques et spatiaux. Les objets gérés par le SIG sont affichés par couches d’information, chaque couche contenant des objets de même type (bâti, voirie, éclairage public, routes, végétation, hydrographie…). Les objets sont traités selon trois niveaux qui forment le socle d’un SIG : • Le niveau géométrique Chaque objet est défini par un point (bornes, …), un arc ou une ligne (routes, voies ferrées…), un polygone ou une surface (communes, occupation du sol…). Il est systématiquement géoréférencée par des coordonnées géographiques (latitude, longitude) ou par des coordonnées planes dans un système de projection • Le niveau topologique Les relations de voisinage entre les objets constituent le niveau topologique, la topologie étant la branche des mathématiques qui étudie, dans l’espace réel, les propriétés liées au concept de voisinage. La topologie de voisinage permet à partir des arcs constituant le polygone de connaître le voisin de chaque surface et la topologie de réseau décrit la relation de connexions entre les arcs (vecteurs), les nœuds (points d’intersection) et leurs sommets (points intermédiaires). • Le niveau sémantique Chaque objet contient des informations de type alphanumérique. Ces informations alphanumériques ou textuelles nécessitent un SGBD qui facilite leur gestion . Composant d’un SIG On distingue quatre composants du SIG : le matériel, le logiciel, les données et les personnels. • Le matériel : Le SIG fonctionne actuellement sur une très large gamme d’ordinateurs connectés en réseau ou de façon autonome et avec ses périphéries (Imprimante, Table à numériser, Scanner). • Le logiciel : Les logiciels SIG offrent des outils et fonctions pour stocker, analyser, visualiser et afficher toutes les informations. C’est un outil géographique de requête. • Les données : Ce sont les composantes importantes du SIG, on distingue trois types de données les données géographiques, topologiques et descriptives. • Les personnels : Etudes de faisabilités (choix de matériels, données, logiciels…)

Fonctionnalités techniques d’un SIG

Les fonctionnalités techniques d’un SIG sont communément synthétisées selon le modèle des 5 A : l’abstraction, l’acquisition, l’archivage, l’analyse et l’affichage. ❖ Abstraction Modélisation de la base de données en définissant les objets, leurs attributs et leurs relations. Les informations modélisées sont représentées en couches superposables et indépendantes. ❖ Acquisition Alimentation du SIG en données : il faut d’une part dé géographiques et d’autre part leurs attributs et relations. Les données peuvent être • Des couches raster : images satellites, photographies aériennes, … • Des couches vectrices : réseaux de communication, hydrographies, … • Des statistiques : fréquence d’occurrence, population démographique, … ❖ Archivage Transfert les données de l’espace de travail vers l’espace d’archivage (disque dur). L’archivage consiste donc à stocker les informations de l’espace de travail vers l’espace de stockage. Elle permet aussi de rassembler et d’ordonner les informations par thème sur des couches afin de faciliter leur recherche.

Table des matières

Présentation sommaire du FTM
PARTIE.I. METHODE DU LEVE TOPOGRAPHIQUE DIRECT SUR TERRAIN
CHAPITRE.I. GENERALITES SUR LE PROJET
I.1. Présentation du projet
I.1.1. Contexte de l’étude
I.1.2. Objectif et but du projet
I.1.3. Résultats attendus
I.1.4. Problématique
I.1.5. Choix des méthodes
I.2. Présentation de la zone d’étude
I.2.1. Localisation géographique
I.2.2. La zone d’étude
CHAPITRE.II. LES TRAVAUX TOPOGRAPHIQUES DIRECT SUR TERRAIN
II.1. TRAVAUX DE PREPARATION
II.1.1. Documentation
II.1.1.1. Fiche signalétique
II.1.1.2. Carte
II.1.2. Reconnaissance
II.2. TRAVAUX SUR TERRAIN
II.2.1. Appareils utilisés
II.2.1.1. Station Total Leica Wild TC
II.2.1.2. Prisme et trépieds
II.2.1.3. Niveau de chantier
II.2.1.4. Mire et Ruban
II.2.2. Levé topographique
II.2.2.1. Etalonnage de l’appareil
II.2.2.2. Ajustement
II.2.2.3. Méthodes d’observation des points d’appuis
II.2.2.4. Polygonation
II.2.2.5. Levé de détails
II.2.2.6. Nivellement
CHAPITRE.III. TRAVAUX DE BUREAU
III.1 Point d’appui
III.1.1. Calcul des angles horizontaux pour la polygonation
III.1.1.1. Moyenne des lectures à chaque visée
III.1.1.2. Contrôle
III.1.1.3. Calcul des angles au sommet à chaque séquence
III.1.1.4. Moyenne des angles au sommet
III.1.2. Calcul des angles verticaux
III.1.2.1. Calcul des angles à chaque séquence
III.1.2.2. Angle vertical de chaque
III.2 Calcul de gisement approché
III.3 Détermination planimétrique des points
III.3.1. Calcul de la distance horizontale
III.3.2. Les différentes corrections inhérentes à applique
III.3.2.1. La correction au niveau zéro (à l’ellipsoïde)
III.3.2.2. Réduction à la corde
III.3.2.3. La correction de réduction à la projection
III.3.2.4. Calcul des cordonnées exactes du point polygonal
III.3.2.5. Fermeture angulaire
III.3.2.6. Tolérance de fermeture angulaire
III.3.2.7. Compensation angulaire
III.3.2.8. Fermeture planimétrique
III.3.2.9. Tolérance planimétrique
III.3.2.. Compensation linéaire
III.4 Détermination altimétrique des points
CHAPITRE.IV. TRAITEMENT DES DONNEES SUR LE LOGICIEL AUTOCADCOVADIS
IV.1. Le logiciel Autocad-Covadis
IV.2. Report des données sur Covadis
IV.3. Calcul des données
IV.4. Résultats.
IV.5. Etude de la tolérance et la précision pour valider les résultats
PARTIE.II. TECHNIQUES D’AUTRES ACQUISITIONS
CHAPITRE.V. LOGICIELS UTILISES .
V.1. Le logiciel Erdas imagine
V.1.1. Introduction
V.1.2. Les données traitées par Erdas imagine
V.1.2.1. Les données Raster
V.1.2.2. Les données Vecteur
V.1.3. Les outils
V.1.4. Performance du logiciel
V.2. Le logiciel ArcGis
V.3. Notion de SIG
V.3.1. Composant d’un SIG
V.3.2. Fonctionnalités techniques d’un SIG
V.3.3. Champs d’application d’un SIG
CHAPITRE.VI. LA PHOTOGRAMMETRIE
VI.1. Historique
VI.2. Photogrammétrie numérique
VI.2.1. Définition de la photogrammétrie
VI.2.2. Principe de la prise de vue photogrammétrique
VI.2.3. Rôle de la photogrammétrie
VI.2.4. Domaine d’application
VI.3. Mode d’acquisition des Photos aériennes
VI.3.1. Généralités
VI.3.2. Définition de l’image numérique
VI.3.3. Images épipolaire ou normales
VI.3.4. La prise de vue aérienne (PVA)
VI.3.5. Traitement au laboratoire photographique
VI.3.6. Stéréopréparation
VI.4. Traitement des photos à partir du logiciel Erdas imagine
VI.4.1. Préparation des photos
VI.4.2. Scannage des photos
VI.4.3. Importation des photos dans le logiciel
VI.4.4. Corrections
VI.4.4.1. Les corrections radiométriques
VI.4.4.2. Les corrections géométriques
VI.4.4.3. La projection en usage à Madagascar
VI.4.5. Photogrammétrie proprement dite
VI.4.5.1. Echelle de la prise de vue
VI.4.5.2. Détermination de la hauteur de vol
VI.4.5.3. Paramètre de la camera
VI.4.6. Aérotriangulation
VI.4.6.1. Processus de l’Aérotriangulation
VI.4.6.2. Nécessité de l’Aérotriangulation
VI.4.6.3. Orientations.
VI.4.6.4. Calcul d’Aérotriangulation
VI.5. Produit final
VI.5.1. Modèle Numérique de Terrain (MNT) par photogrammétrie
VI.5.2. Production du MNT
VI.5.3. Utilité du modèle numérique du terrain MNT
VI.5.4. Extraction du MNT
VI.5.5. Orthorectification et corrections radiométriques
VI.5.6. Production de l’orthophotos
VI.5.7. Numérisation
VI.5.8. Etablissement du plan topographique
VI.6. Etude des erreurs et précision
VI.6.1. Erreurs lors du piquetage des points de contrôles
VI.6.2. Taux d’erreur moyen (RMSE) lors du piquetage des points de contrôles
VI.6.3. Erreurs et précision lors du calcul d’aérotriangulation
VI.7. Précision
VI.7.1. Précision planimétrique
VI.7.2. Précision altimétrique
VI.7.3. Précision géométrique
CHAPITRE.VII. IMAGES SATELLITAIRES
VII.1. Image Radarsat-2
VII.1.1. Introduction
VII.1.2. Les satellites Radarsat
VII.1.3. Radarsat-2
VII.1.3.1. Caractéristique d’un satellite Radarsat-
VII.1.3.2. Intérêt d’un satellite Radarsat-2
VII.1.3.3. Utilité d’une image Radarsat-2 sur ce projet
VII.1.4. Fauchée du satellite
VII.1.5. Résolution spatiale d’une image satellitaire
VII.1.6. Traitement d’une image Radarsat-2 sous le logiciel Erdas imagine
VII.1.7. Produit source
VII.1.7.1. Correction radiométrique
VII.1.7.2. Correction géometrique
VII.1.8. Produit final
VII.1.9. La précision de la DEM
VII.2. Le satellite SPOT 5
VII.2.1. Historique
VII.2.2. Caractéristique du satellite Spot 5
VII.2.3. Caractéristique des images SPOT5 utilisé dans ce projet
VII.2.4. Avantage et Inconvénient du satellite SPOT5
VII.2.5. Utilité et choix d’une image SPOT5 dans ce projet
VII.2.6. Traitement d’une image SPOT5 sous le logiciel Erdas imagine et ArcGis
VII.2.7. Image Spot-5
VII.2.8. Produit final
VII.2.9. Précision
VII.2.. Etude d’une précision (Radarsat-2 et Spot-5)
PARTIE.III. CONCEPTION DU PROJET
CHAPITRE.VIII. COMPARAISON DES METHODES UTILISEES 5
VIII.1. Comparaison du délai
VIII.2. Comparaison du coût
VIII.2.1. Personnel
VIII.2.2. Matériel et fourniture
VIII.3. Comparaison de la précision
VIII.4. Comparaison des avantages et inconvénients
CHAPITRE.IX. METHODE DE STANDARDISATION
CHAPITRE.X. CREATION DU LOGICIEL DE GESTION DE LA METHODE TOPOGRAPHIQUE POUR LA STANDARDISATION DE LEVE « STAN LEV »
VIII.1. Comparaison de délais
VIII.2. Comparaison du coût
VIII.2.1. Personnel
VIII.2.2. Matériel et fourniture
VIII.3. Comparaison de la précision
VIII.4. Comparaison des avantages et inconvénients
X.1. Le langage JAVA
X.1.1. Concepts de base de la programmation orientés objet
X.1.2. Objet et classe
X.2. Choix du Java
X.3. Les outils indispensables pour le développement en Java
X.3.1. Java Developement Kit (JDK)
X.3.2. Java Runtime Environment (JRE)
X.3.3. Environnement de développement intégré (IDE
X.3.4. NetBeans
X.4. Création de l’application
X.4.1. L’organigramme des calculs (Phase de codage)
X.4.2. L’Algorithme des calculs (Phase de codage)
XI.1. Présentation du logiciel « STAN LEVE »
XI.1.1. Interface du logiciel
XI.1.2. Spécification
XI.2. Lancement
XI.3. Simulation du logiciel
XI.4. Résultat final
CHAPITRE.XI. SIMULATION DU LOGICIEL DANS LE SYSTEME
D’EXPLOITATION
CONCLUSION