jugé très pertinent.
Une dernière remarque très importante est qu'un tel processus de comparaison n'est pas symétrique. On compare en eet la mesure d'un objet à un instant donné à une mesure antérieure considérée comme référence. Le résultat du processus de comparaison est donc toujours exprimé par rapport à cet état de référence. Ainsi, entre deux dates on considérera qu'un objet disparaît alors que si l'on inverse la èche du temps, on considérera qu'il apparaît. Cette diérence n'est cependant pas purement lexicale mais est au contraire étroitement liée au processus logique sous-jacent et pourra se retrouver en pratique dans les résultats des algorithmes de détection de changement. On veillera donc à étudier l'impact de l'asymétrie du processus de comparaison.
1.2 Taxonomie des changements tridimensionnels
Nous présentons dans cette section une taxonomie sommaire des changements géo- métriques que nous étudierons dans le cadre de cette thèse (l'annexe B présente des illustrations de chaque classe de cette taxonomie).
Cette taxonomie reprend la répartition des changements en trois classes principales : apparition/disparition, déplacement et déformation. Chacune de ces classes est sépa- rée en deux sous-classes : "avec contact" et "sans contact" dans le cas des appari- tions/disparitions et "avec recouvrement" et "sans recouvrement" dans les deux autres cas (Cf. gure 1.2). changement apparition/disparition déplacement déformation avec contact sans contact avec recouvrement sans recouvrement avec recouvrement sans recouvrement
Fig. 1.2 Arbre principal de la taxonomie des changements géométriques tridimension- nels.
de l'objet était initialement en contact ou bien qu'elle entre en contact avec une ou des surfaces immobiles de son environnement, et que ce contact est visible dans les données tridimensionnelles. De même, le terme de "recouvrement" dans les cas des déplacements et déformations, décrit le fait que la surface de l'objet après avoir subi le changement reste en intersection totale ou partielle avec la position qu'elle occupait avant. Mais nous verrons ceci plus en détail dans les sections suivantes.
Dans les sections qui suivent, on symbolise les diérents types de changements par des schémas génériques simples : deux époques ou états diérents nommés T1 et T2 sont
mis en vis-à-vis. Les objets d'intérêt (ceux qui subissent le changement) sont en gris, leur position dans l'autre état peut-être rappelée par un trait pointillé et les surfaces immobiles sont représentées sous forme de traits noirs pleins.
1.2.1 Disparition/Apparition
Sans contact
T1 T2
Fig. 1.3 Apparition/disparition sans contact.
C'est sans doute le cas le plus simple : celui de l'apparition ou de la disparition entre les dates T1 et T2 d'un objet (décrit par un groupe de points 3D, un ensemble de fa-
cettes, etc.) qui otte, typiquement porté ou suspendu par une structure invisible dans la représentation numérique (poutre, câble, etc.).
Le point important ici est donc l'absence de contact dans la représentation nu- mérique, qui simpli era grandement la détection du changement et la segmentation de l'objet.
Avec contact
L'objet qui apparaît ou disparaît repose ou s'appuie sur une surface préexistante qui n'a pas bougé mais dont tout ou partie est caché à T2 dans la représentation numérique.
1.2. Taxonomie des changements tridimensionnels 9
T1 T2
Fig. 1.4 Apparition/disparition avec contact.
La seule diérence avec le cas précédent est le contact entre l'objet et son environ- nement (on parle toujours de contact visible dans la représentation numérique). Celui-ci risque de compliquer l'étape de segmentation. Le cas du changement de type dispari- tion/apparition reste cependant globalement le plus simple à détecter et à segmenter.
1.2.2 Déplacement
Le concept de déplacement désigne la combinaison d'une translation et d'une rotation (qu'on peut retrouver dans certains ouvrages sous le terme déformation solide).
Le terme de recouvrement désigne ici le fait que la surface de l'objet à T2 reste en
intersection avec sa position à T1.
Sans recouvrement
T1 T2
Fig. 1.5 Déplacement sans recouvrement.
S'il n'y a pas de recouvrement, le déplacement est équivalent à une disparition suivie d'une apparition (avec ou sans contact) et cela en se référant à la remarque faite en section 1.1.
Dans l'exemple schématisé en gure 1.5, on a ainsi une disparition sans contact (T1)
suivie d'une apparition avec contact (T2). Les remarques faites dans la section précédente
Avec recouvrement
T1 T2
Fig. 1.6 Déplacement avec recouvrement.
Dans cette con guration, l'objet repose ou non sur une surface préexistante (la notion de contact est ici encore secondaire), et se déplace à l'intérieur du volume qu'il délimitait à T1. Il rentre en quelque sorte en intersection avec lui-même. C'est un cas qui pourra
s'avérer beaucoup plus compliqué à détecter et surtout à segmenter proprement.
1.2.3 Déformation
La notion de déformation correspond aux phénomènes de déformation non solides et potentiellement chaotiques (torsion, eondrement, destruction, etc.) de la surface de l'objet d'intérêt. Cette classe de changement regroupe en pratique tout ce qui ne rentre pas dans les deux précédentes. La notion de recouvrement est la même que dans la section précédente.
Sans recouvrement
T1 T2
Fig. 1.7 Déformation sans recouvrement.
L'objet subit une déformation non solide (torsion, eondrement, destruction, etc.) et sa surface à T2 n'est pas en intersection avec la surface occupée précédemment à T1.
Ce cas, devrait rester relativement simple à détecter et à segmenter, mais son inter- prétation risque d'être très di cile (de par la nature chaotique du changement).
1.2. Taxonomie des changements tridimensionnels 11 Avec recouvrement
T1 T2
Fig. 1.8 Déformation avec recouvrement.
L'objet subit une déformation non solide et sa surface à T2 est en intersection avec la
surface occupée par celle-ci précédemment à T1.
On est proche ici du cas du déplacement avec recouvrement (voir section précédente) mis à part qu'il n'y a plus forcément de rapport entre l'état de la surface avant change- ment et celui après changement. De plus, non seulement l'interprétation du changement risque d'être compliquée, mais sa simple segmentation risque d'être à elle seule très pro- blématique. C'est sans conteste le cas le plus di cile.
1.2.4 Classi cation non spatiale
Outre ce découpage qu'on peut quali er de spatial (car réalisé en fonction des relations spatiales entre l'objet en mouvement et les objets immobiles, ainsi qu'entre les deux posi- tions de l'objet en mouvement), on pourrait ajouter un découpage préalable en fonction du cadre d'application des techniques de détection ou encore de la taille de la scène ana- lysée ou bien aussi de la taille des objets ayant subi des changements. Un tel découpage serait bien sûr un peu plus subjectif. Il ferait vraisemblablement varier les paramètres de segmentation et la sensibilité globale du processus. Il peut avoir comme avantage de sup- primer certaines branches du découpage spatial en fonction de l'application ou du contexte de la détection de changement. Il est par contre virtuellement in ni (ou du moins très vaste) et nous ne tenterons donc pas ici d'en donner une liste exhaustive.
On peut néanmoins proposer (voir gure 1.9) un exemple de classi cation préalable telle que l'on pourrait l'envisager dans le domaine industriel, qui sera abordé plus en détail dans la section suivante.
Site industriel
(type : centrale électrique)
Zone extérieure (extra-bâti) Zone intérieure (intra-bâti) Echelle locale composants, surfaces des objets,
etc. Echelle globale machines, voies d’accès, réseaux,etc. Echelle locale bâti, routes, réseaux, etc. Echelle globale topographie du site
Fig. 1.9 Exemple de pré-classi cation des changements en fonction de la granularité de la scène observée et du contexte d'observation.
Dans les feuilles de l'arbre, la partie inférieure liste des exemples d'entités concernées par la procédure de détection de changement.