Les décalages spatiaux et la classification des segments

Tel qu’indiqué au tableau II.1 les règles empiriques pour calculer le décalage perpendiculaire à la BDT (retraçage du réseau existant) et parallèle à la BDT (recherche de la jonction d’un nouveau segment de route) sont définies en termes de la résolution spatiale de l’image. Les paragraphes qui suivent illustrent avec des exemples tirés de nos données de base (chapitre 3) l’application de ces règles et leur adaptation dans le cas des images à très haute résolution. Dans ces exemples la résolution spatiale des images a été fixée à 84 cm.

2.2.3.1 Révision

Le retraçage des anciennes routes et le repérage des segments disparus utilisent les pixels de la BDT pour guider l’application du filtre perpendiculairement à la direction locale de la route connue par le code de Freeman (± 45°). Tel que montré à la figure 2.10, le pixel de la route peut ne pas correspondre à la position de la BDT sur l’image. Un décalage du filtre perpendiculairement à la BDT favorise la correspondance du centre du filtre à la route dans l’image en fonction des imprécisions planimétriques de la BDT et de l’image.

Les exemples des figures 2.10 à 2.12 montrent que les décalages des vecteurs de la BDT par rapport à l’axe visuel de la route sont omniprésents. Ceci est explicable par le fait que les vecteurs ont été saisis par photogrammétrie à partir des photographies à l’échelle au 1 :40 000 et l’erreur planimétrique moyenne est fixée à 4 m selon les normes de la cartographie au 1 :20 000 . Ainsi, le décalage du filtre perpendiculairement à la BDT est absolument nécessaire pour pouvoir identifier la bonne position du réseau existant sur des images à très haute résolution. À titre d’exemple, sur la figure 2.10, on note que le vecteur en jaune de l’ancienne cartographie est partiellement décalé dans la région boisée de l’image. En appliquant l’intervalle de décalage préconisé (tableau II.1) avec la résolution de 84 cm/pixel, on obtient :

(

)

(

)

1

m m

pixels pixels pixels

m m

pixel pixel

5 5

D = 2 + 2 + 4,4

résolution 0,84 = =

Dans l’interface de SIGMA-ROUTES la valeur de 4 pixels fut saisie. Ce décalage à gauche de l’axe de la BDT permettrait à la partie centrale du filtre de se repositionner dans l’étroit chemin. Cette formule de calcul permettant un balayage adéquat est maintenue dans notre étude. Dans ce contexte, si l’application du filtre ne donne pas de résultat, le pixel examiné est considéré inexistant (non reconnu ou disparu). Ainsi, pour classifier un segment à l’état d’intact ou disparu, il faut définir une limite en pourcentage de pixels reconnus. C’est ainsi que pour chaque segment de la BDT (entre chaque nœud initial et terminal), un rapport entre le nombre des pixels trouvés sur l’image et le nombre de pixels total de chaque segment est déterminé. Tel qu’illustré au bas de la figure 2.10, si ce rapport est inférieur à 30% (ou un autre seuil choisi), le segment a probablement disparu et est classé comme tel. S’il est supérieur à 70% (dans cet exemple), le segment est classé comme inchangé ou intact.

Entre les deux proportions, il y a doute de classement et les segments sont classés suspects. Les segments suspects dont la taille est supérieure à 20 pixels sont divisés en deux et traités de nouveau dans le but d’avoir un maximum de pixels classés intacts ou disparus (donc un minimum de pixels suspects).

Figure 2.10 : Retraçage des anciennes routes, détection des routes existantes et seuils de classement

2.2.3.2 Nouvelles routes

La détection de nouvelles routes à partir des anciennes débute par la recherche de points de départ potentiels. De ces derniers, s’initiera la poursuite de la recherche par un processus itératif illustré d’un exemple à la figure 2.12. L’algorithme cherche d’abord les premiers pixels des nouvelles routes en appliquant le filtre le long des routes de la BDT avec un certain décalage parallèle de part et d’autre à l’ancienne route et à ± 45º. On respecte ainsi une règle de détection qui stipule que les nouvelles routes sont connectées aux anciennes routes. Ce décalage parallèle devrait correspondre à environ deux à trois fois la largeur d’une route locale afin de généraliser son application aux différentes catégories de routes et de considérer l’incertitude de localisation des vecteurs cartographiques du 1/20K. Conséquemment, une largeur moyenne de routes de 10 mètres multipliée par 2,5 donne une référence de 25 mètres combinée à la résolution spatiale. Dans l’exemple de la figure 2.10 (résolution de 84 cm/pixel), une valeur de 35 pixels est suggérée à titre de décalage parallèle par la relation ci-dessous.

(

)

(

)

2

m m

pixels pixels pixels

m m pixel pixel 25 25 D = 5 + = 5 + 35 résolution 0,84 ⎛ ⎞ ⎛ ⎞ ⎜ ⎟ ⎜ _{⎟ ≅} ⎜ ⎟ ⎜ ⎟ ⎜ ⎟ ⎜ ⎟ ⎝ ⎠ ⎝ ⎠

Nous avons volontairement saisi une valeur inférieure à 20 pixels afin d’illustrer à la figure 2.11 qu’une valeur inférieure ne seraient pas adaptée à l’incertitude de la cartographie de référence pour le repérage du point de départ potentiel de la nouvelle route. On constate visuellement sur la figure 2.11 que le décalage parallèle gauche (DPG) au niveau de la nouvelle route rejoint à peine le centre de la route existante. En contrepartie, une valeur trop forte, augmenterait sensiblement le risque de fausse détection de points de départ.

Figure 2.11 : Paramètre de décalage parallèle inadéquat.

À la figure 2.12 phase 1, on illustre le cas de détection d’un point de départ potentiel et du code de Freeman associé pour la suite de la procédure de détection. La phase 2 de cet exemple poursuit la séquence en appliquant le filtre dans la direction indiquée par le code de Freeman tant que sa réponse est favorable. Dans le cas contraire, nous sommes possiblement en présence d’un tronçon de voie masqué et la recherche se poursuit quelques pixels plus loin. Le processus de recherche est interrompu après la non-détection (réponse du filtre inférieure au seuil) d’un certain nombre de pixels consécutifs. La valeur proposée pour cette distance est de l’ordre de 20 à 30 m. Dans le but de poursuivre et raffiner la détection, les deux étapes précédentes sont répétées en remplaçant l’image des pixels route de la BDT par ceux des nouveaux segments trouvés. Ainsi, un processus itératif est utilisé pour détecter le maximum des pixels qui répondent bien au filtre et qui sont connectés de manière plus ou moins perpendiculaire (code de Freeman ± 1) à la route.

Afin d’éliminer les pixels isolés tels que ceux des bâtiments, seuls les segments ayant une longueur assez importante (par exemple, > 6 pixels en région urbaine et > 10 pixels en zone forestière) sont gardés. La figure 2.13 illustre un exemple de progression de la détection des points de départ potentiels. En conclusion, pour la recherche des nouvelles routes, les mêmes règles adaptées à la résolution de nos images ont été maintenues dans notre étude.