pour les travaux d'aérotriangulation

travaux

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pour les travaux d'aérotriangulation

Gouvernement du Québec Ministère de l'Énergie et des Ressources

Service de la cartographie

D CONTEXTE DE PEALISATION

D BIBLIOGRAPHIE

CHAPITRE I : DESCRIPTION DU PROCESSUS DE REALISATION

¹

1.1 DEFINITION DE L'AEROTRIANGULATION

1.2 PRISE DES PHOTOGRAPHIES AERIENNES 4

1

3 L'ETABLISSEMENT DU CONTROLE PHOTOGPAMMETRIQUE 9

1.4 PREPARATION DE L'AEROTRIANGULATION 11

1.5 LES METHODES D'AEROTRIANGULATION 13

1.5.1

LA METHODE SEMI-ANALYTIQUE 13

1.5.2 LA METHODE ANALYTIQUE 1 14

1,6 LE SURVOL 15

1.6.1 CHOIX DES POINTS PHOTOGRAMMETRIQUES QUI SERVIRONT

DE CONTROLE. POUR LE VOL A BASSE ALTITUDE

16

CHAPITRE II : PREPARATION DE L'AEROTRIANGULATION •

¹⁷

2.1

CHOIX

ET IDENTIFICATION DES POINTS SUR LES PHO—

TOGRAPHIES ET DIAPOSITIVES • • • • • • • • • • • • 17

2.1.1 POINTS DE CONTROLE PFIOTOGRAMMETR I QUE 17

2.1.2 POINTS DE LIAISON 17

2.1.3 POINTS DE LAC 19

2.1.4 POINTS DE DETA LS 20

2.2

CONFECTION

DE L INDEX D'AEROTRIANGULATION

20

2.2.1 CARACTERISTIQUES GLNERALES 70

2.2.2 SYMBOLISATION ET POSITIONNEMENT DES ECRITURES 21

antérieure 23 2.2.2.3 Points photogrammétriques 23 2.2.2.4 Centres de photographies 24

2.2.3 HABILLAGE DE L'INDEX 24

2.2.4 NUMEROTATION 25

2.2.4.1 Numérotation des lignes et des modèles 26

2.2.4.2 Numérotation des points 32

2.2.4.2.1 Le numéro de la ligne (aa) . 33 2.2.4.2.2 La position du point dans le

modèle (b)

33

2.2.4.2.3 Le rang quantième du point (cc) 34 2.2.4.2.4 Le numéro séquentiel du modèle 311

(cc)

2.2.4.2.5 Le genre du point (d) . 36 2.2.4.3 Numérotation des points de lacs

37

2.2.4.3.1 Numéro du lac

37

2.2.4.4 Numérotation des centres de perspective

38

2.2.4.5 Numérotation finale pour SPACE-M . . . .

39

CHAPITRE III: MESURES D'AEROTPIANGULATION ⁴²

3.1 LES APPAREILS DE MESURE 42

3.1.1 LES APPAREILS ANALOGIQUES

42

3.1.2 LES APPAREILS ANALYTIQUES

43

3.2 LA MESURE DES COORDONNEES 44

3.2.1

LA METHODE SEMI

-

ANALYTIQUE

44

3.2.2 LA METHODE ANALYTIQUE 47

3.2.2.1 Application de corrections 47 3.2.2.2 L'orientation relative 49 3.2.2.3 Sortie des réstOtats après l'orientation

relative 51

3.2.2.4 Mesure des nouveaux points 51 3.2.2.5 Vérification des liaisons entre modèles 52 3.2.3 PREPARATION DES COORDONNEES FINALES

53

4.1 FORMATION DES LIGNES 54

4.2 METHODES D'AJUSTEMENT DES DONNEES D'AEROTRIANGU-

LATION 55

4.2.1 AJUSTEMENT POLYNOMIAL AVEC ITERATIONS 55 4.2.2 AJUSTEMENT PAR LA METHODE DES FAISCEAUX 56 4.2.3 AJUSTEMENT PAR MODELES INDEPENDANTS 57

4.2.3.1 Attribution des poids en vue de l'ajuste-

ment avec SPACE-M 59

4.2.3.2 Procédure de travail pour l'ajustement

des données avec SPACE-M 59 4.2.3.2.1 Réorganisation des données . . 59 4.2.3.2.2 Subdivision du bloc en sous-

blocs 60

4.2.3.2.3 Vérification des liaisons pho-

togrammétriques 61

4.2.3.2.4 Imposition des contraintes . . 61 4.2.3.2.5 Les statistiques fournies par

la sortie du programme SPACE-M 61 4.2.3.2.6 Analyse de la qualité des ré-

sultats de l'ajustement de

l'aérotriangulation avec SPACE-M 64 4.2.3.2.7 Tolérances pour l'analyse des

résultats de l'aérotriangula-

tion avec le programme SPACE-M 65

CHAPITRE IV . DEROULEMENT DES TRAVAUX ⁶⁷

5.1 DOCUMENTS FOURNIS PAR LE SERVICE 67

5.2 DOCUMENTS A REMETTRE AU SERVICE 67

5.2.1 AEROTRIANGULATION SEMI-ANALYTIQUE 67

5.2.2 AEROTRIANGULATION ANALYTIQUE 68

69

5.4 TAUX DE PRODUCTION ET ECHEANCIER 69

5.3 RAPPORT D'ETAPE

En vertu du mandat fondamental du Service de la cartographie qui le définit comme responsable de "l'exécution des levés topographiques et photogrammétriques nécessaires pour la cartographie du domaine territorial"*, il se doit d'assurer que l'ensemble des travaux pro- duits sous sa surveillance respectent certains critères minimaux de qualité et d'homogénéité. Ce contrôle est assuré par la publication et la tenue à jour de plusieurs volumes de normes qui régissent la réalisation des différentes opérations qui constituent le processus de production cartographique.

Le présent document traite plus spécifiquement de l'aérotriangulation et remplace la section 2 de la version antérieure intitulée "Normes pour les travaux photogrammétriques, avril 1976". Les changements technologiques majeurs au niveau principalement de l'instrumentation et des programmes d'ajustement sont à l'origine du mandat fourni par le Chef du Service de la cartographie, Claude de Saint Riquier, g., en vue de l'actualisation des anciennes normes.

L'adaptation des normes existantes et la rédaction de nouveaux textes furent réalisées par Denis De Gagné, a.-g., chef de la division "Carto- graphie de base", en collaboration avec Dominique Bruger, a.-q., chef de la divisicin "Programme et Projets spéciaux". Les membres de la section "Aérotriangulation" ont participé à l'élaboration du plan de travail et à la conception graphique.

* Arrêté en conseil numéro 1303

Normes pour les travaux photogrammétriques, Service de la cartographie, Avril 1976.

Manuel of photogrammetry (Fourth Edition), American Society of Photo- grammetry, 1980.

Programme Space-M théorie et développement, Biais J.A.R., Avril 1977.

Program Space-M (Users manuel), Biais J.A.R., 1974.

Program Prisim, Gauthier J.R.R., Kerr E.W., Barnes F.C., Stoch L., 1971.

Aérotriangulation analytique (Normes pour les travaux contractuels), Service de la cartographie, Avril 1982.

Rapport sur l'étude de la mise en application de l'aérotriangulation par des appareils analytiques, Léger Christian G., Février 1982.

Normes pour l'établissement du contrôle photogrammétrique, Service de la cartographie, Mars 1981.

TR/CODE (Guide d'utilisation et description complète), Côté Jules, 1978.

Block adjustment of bundles, Schut G.H., Juin 1980.

Block adjustment of models, Schut G.H., Décembre 1980.

CHAPITRE I : DESCRIPTION DU PROCESSUS DE REALISATION

1.1 DEFINITION DE L'AEROTRIANGULATION

L'aérotriangulation est une méthode photogrammétrique qui permet de déterminer les coordonnées et altitudes de nouveaux points à partir de points de contrôle connus et de coordonnées mesurées directement sur les diapositives (méthode analytique) ou dans des modèles stéréoscopiques (méthode semi-analytique).

En respectant la géométrie perspective de la prise des photographies aériennes, les coordonnées rectangulaires prélevées dans le système de réfé- rence-image sont transformées mathématiquement dans le système de référence- terrain correspondant à la projection cartographique utilisée. Ce deuxième système de coordonnées est également rectangulaire.

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Les points connus, visibles sur les photographies, et qui servent à appuyer l'aérotriangulation sont appelés points de contrôle photogrammétri- que, ceux qui sont déterminés par aérotriangulation sont appelés points

photogrammétriques. Ces derniers sont généralement placés dans la zone de recouvrement longitudinale entre deux modèles adjacents et/ou dans la zone de recouvrement latéral entre deux lignes de vol. Ces points servi- ront à réaliser l'orientation absolue des modèles lors de la restitution.

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point photogrammétrique

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L'AEROTRIANGULATION photographiques

DEMANDE DI) CLIENT

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PLANIFICATION DU CONTROLE PHOTOGRAMMETRIQUE

BALISAGE

PRISE DES P KnOGRAITIIES AERIENNES

PLANIFICATION DES LIGNES DE VOL

rETARLISSEMEN' DU CONTROLE PHOTOGRAMMETRIODE

Identifications I PREPARATION DE

Coordonnées et altitudes 1. MES IRES D'AEROTRIANGOLATION

AJUSTEMENT UL I.' AIiROTR I ANUOLN" I UN

Pour illustrer la façon dont les travaux d'aérotriangulation s'imbri- quent dans le processus de réalisation cartographique, nous avons repré- senté par un organigramme les principales étapes de production à partir de la demande du client. Dans le présent volume, nous ne toucherons que très superficiellement les opérations relatives à la prise des photogra- phies et à l'établissement du contrôle photogrammétrique, ces items étant déjà couverts par des publications antérieures du Service de la cartographie.

ORGANIGRAMME DE PRODUCTION

1.2

PRISE DES PHOTOGRAPHIES AERIENNES

La prise des photographies aériennes constitue la première étape du processus de réalisation cartographique. La planification des lignes de vol est principalement fonction des facteurs suivants:

❑ La forme du bloc à cartographier

Dans la majorité des projets, les blocs sont, soit de forme rec- tangulaire, soit de forme linéaire. A titre d'exemple, on pourrait citer comme premier cas, la cartographie d'une ville. Les lignes de vol seraient alors planifiées pour être parallèles. Dans le deuxième cas, qui pourrait être une cartographie de rivière, le bloc serait constitué d'une série de

lignes placées à la suite l'une de l'autre, le long du parcours de la ri- vière.

Pour le premier cas, les lignes sont habituellement volées en di- rection est-ouest; pour le deuxième, l'orientation est fonction de la forme de l'élément à cartographier.

Plan de vol pour la cartographie d'une ville

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Plan de vol pour la cartographie d'une rivière

❑ La surface couverte par les feuillets cartographiques et l'orien- tation des feuillets

L'échelle et la position des modèles doivent être choisies, en autant que cela est possible, de façon à optimiser les temps de restitu- tion et, par conséquent, à diminuer le coût des opérations. Ainsi, par exemple, en vue de la production d'une carte à l'échelle 1 /1 000, le Service utilise des photographies à l'échelle 1 /5000 de telle sorte qu'un modèle couvre entièrement la hauteur d'un feuillet.

-- limite d'un modèle --- limite d'une carte

0 Les possibilités des restituteurs

Le choix de l'échelle des photographies par rapport à l'échelle de la carte est réalisé en fonction des possibilités des restituteurs pour obtenir un rendement optimal de l'appareillage. Ces instruments combi- nent un ensemble de systèmes optiques et mécaniques dont la précision varie en fonction des qualités de l'usinage. Ainsi, pour une précision cartogra- phique donnée, il est possible qu'une série d'appareils soient éliminés parce qu'ils ne peuvent fournir le produit désiré. D'autre part, certains appareils trop précis et, par conséquent, trop coûteux, ne seront pas ren- tables pour ce genre de travail.

❑ La topographie et le canevas géodésique

Dans la majorité des projets, les points de contrôle photogrammé- trique sont des détails physiques identifiés à partir du canevas géodésique existant. L'emplacement des points géodésiques est souvent peu propice

pour permettre de contrôler adéquatement le bloc. La topographie des lieux et, plus particulièrement, la densité du couvert forestier limitent le choix des détails à identifier. Pour palier à ces inconvénients, le plan de vol doit souvent être modifié.

boisé

.

ligne de vol Il

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I zone ù I I I cortographierl

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point géodésique

limite des modèles nécessaires pour la restitution limite des modèles supplémentaires nécessaires dans l'aérotriangulation pour contrôler le secteur boisé de la carte

❑ La précision de l'aérotriangulation et de la cartographie

L'échelle des photographies est déterminée de façon à permettre le déroulement de tout le processus cartographique dont l'aboutissement normal est la production de cartes. La précision devrait normalement être égale ou supérieure à 0,3 mm (à l'échelle de la carte).

Si les photographies aériennes devaient en plus servir à la déter- mination des coordonnées de détails physiques par aérotriangulation, il pourrait s'avérer nécessaire, selon la précision exigée, de voler à plus basse altitude.

Le choix final de l'échelle des photographies est donc une solu- tion de compromis entre une multitude de contraintes qui varient en impor- tance selon les désirs du client et le site choisi. L'impossibilité de

satisfaire adéquatement toutes ces exigences nous oblige à pondérer notre choix de la façon la plus rationnelle possible.

Vous trouverez à la suite un tableau donnant les échelles des pho- tographies usuelles pour les projets de cartographie standard réalisés par le Service de la cartographie.

Echelle des photographies

Echelle de la carte

1/3000 1 /500

1/5000 1/1000

1/8000 1/2000

1/15000 1/5000

1/20000 1/10000

1/40000 1/20000

1.3

L'ETABLISSEMENT DU CONTROLE PHOTOGRAMMETRIQUE

La planification du contrôle photogrammétrique se prépare de façon concomitante avec la planification des lignes de vol. Cette opération consiste à déterminer uniquement la position des points qui serviront à contrôler l'aérotriangulation.

Lorsque les photographies sont disponibles, une équipe d'arpentage va sur le terrain pour déterminer la position ou l'altitude de ces points.

Dans la majorité des cas ils sont, soit planimétriques ou soit altimétriques mais rarement les deux à la fois.

Point de contrôle elanimétrigue

Les détails choisis doivent être bien définis, comme l'intersection de murs, de trottoirs, toitures de maison, etc., et être aussi près que possible du niveau du sol, pour permettre un pointé plus précis. Il est également souhaitable, vis-à-vis une multitude de choix, de considérer le point le plus permanent. La réalisation de futurs projets sera d'autant plus facilitée par la réutilisation des points déjà existants.

Point de contrôle altimétrigue

Ces points sont généralement des surfaces planes, facilement identi- fiables sur les photographies aériennes. On pourrait citer à titre d'ex- emple les intersections de routes.

Certains points sont rendus visibles sur les photographies grâce à l'utilisation de moyens artificiels comme une balise. Dans la majorité des cas, ces points font partie du réseau géodésique; ils sont alors connus en planimétrie et en altimétrie. L'Exécutant devra cependant s'assurer de mesurer la différence d'altitude entre le repère et la balise.

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A POINT GÉODÉSIQUE DE z• ORDRE («IMAM/

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• POINT INTERSECTÉ (Waal)

9 POINT ItONUMENTÉ ALTIMÉTRIQUE (existant)

• POINT ALTII&ÉTRQUE 'A IDENTIFIER

1,4

PREPARATION DE L'AEROTRIANGULATION

Lorsque les photographies et les identifications photographiques des points de contrôle sont disponibles, débute la préparation de l'aérotrian- gulation. La première étape est le transfert des identifications photo- graphiques des points de contrôle sur les photos et diapositives et le choix des points qui seront déterminés par aérotriangulation. Ceux-ci que nous appellerons points photogrammétriques sont de trois types:

a) points de liaison

- En considérant un modèle individuellement, il contiendra habituelle- ment huit points répartis par groupe de deux aux quatre coins. Ils sont généralement situés dans le recouvrement latéral entre deux

lignes de vol. Ils constituent, en quelque sorte, des charnières qui relient entre eux les différents modèles.

b) points de détails

- Ces points peuvent être des balises, des intersections de lignes ou d'autres détails physiques quelconques visibles sur les photographies aériennes. Ils ne sont pas utiles pour le processus de réalisation cartographique.

Ex.: - borne d'arpentage

- tour de télécommunication - coin de lot

- cotes d'altitude sur une route - points sur une courbe de route.

Pour ces points, l'aérotriangulation est simplement un procédé de trans- formation citiî permet de eterminer leur poition ddiv. le •,y.,ième-lo!rdin.

centres de projection c) points de lacs

- Ces points, choisis sur le contour des lacs importants qui apparais- sent sur les photographies, permettent d'imposer des contraintes d'horizontalité locales lors du traitement mathématique des mesures d'aérotriangulation. A l'étape préparation, on ne fait que le choix des lacs, la sélection définitive des points est confiée à l'opéra- teur comme nous le verrons plus loin dans le volume.

Il existe un quatrième type de point photogrammétrique qui, lui, n'est pas visible sur les photographies; il s'agit du centre de projection. Il est défini comme l'intersection des faisceaux perspectifs issus d'une photo- graphie aérienne.

A mesure que le choix des points progresse, ils sont positionnés sur un index qui représente l'ensemble des modèles du bloc à ajuster. Les spé- cifications particulières pour la confection de ce plan ainsi que pour la numérotation des lignes, modèles et points sont détaillées dans le chapitre suivant.

1.5

LES METHODES D'AEROTRIANGULATION

Pour ses travaux d'aérotriangulation, le Service de la cartographie utilisait au cours des années passées la méthode semi-analytique. Cepen- dant, l'évolution rapide de la technologie et l'avènement des stéréores- tituteurs analytiques entraîneront vraisemblablement son remplacement.

1.5.1 La méthode semi-analytique

La méthode semi-analytique consiste à réaliser l'orientation rela- tive du modèle pour ensuite mesurer les coordonnées de tous les points ainsi que des centres de projection. Les appareils utilisés sont habi- tuellement des stéréorestituteurs analogiques de premier ordre.

Les coordonnées obtenues sont ensuite traitées à l'aide de program- mes informatiques. La première étape consiste à faire la formation de la bande et à vérifier la qualité des mesures photogrammétriques pour les points communs à deux modèles adjacents situés sur une même ligne. La deuxième étape est la transformation des données dans le système de coor- données du terrain.

Diverses méthodes de calcul peuvent être utilisées pour réaliser cette transformation finale. Le Service de la cartographie utilise ex- clusivement le programme SPACE-M qui est une méthode de compensation par modèles indépendants basés sur la méthode de variation des paramètres.

1.5.2 La méthode analytique

Avec la méthode analytique, les coordonnées des points sont mesu- rées monoculairement ou stéréoscopiquement directement sur les diapositi- ves. Les appareils utilisés pour la majorité des travaux sont des sté- réorestituteurs analytiques. On peut également utiliser des comparateurs.

Les ordinateurs qui assistent ce type de stéréorestituteur ont trois fonctions principales:

1- réaliser mathématiquement les relations fondamentales de perspective;

2- corriger mathématiquement les erreurs accidentelles liées au pro- cessus photographique;

3- réaliser périodiquement la calibration de l'appareil et permettre ainsi de compenser pour la finesse technologique qui caractérisait la mécanique et l'optique des stéréorestituteurs classiques.

Le passage entre les coordonnées photographiques et les coordonnées du terrain est réalisé mathématiquement soit directement par la méthode des faisceaux perspectifs ou soit par étape (calcul de l'orientation rela- tive, formation de la bande et ajustement par modèles indépendants ou d'autres méthodes).

Théoriquement, la méthode analytique est plus précise que la mé- thode semi-analytique parce qu'elle permet d'éliminer les contraintes de

l'orientation relative et de corriger un plus grand nombre d'erreurs acci- dentelles. De plus, les appareils utilisés sont moins coûteux et le taux de production pour les mesures d'aérotriangulation est supérieur.

1.6

^{LE SURVOL}

Le survol est un cas particulier d'aérotriangulation qui n'est jamais utilisé pour les productions cartographiques standard du Service de la cartographie. Cette méthode consiste premièrement à aérotrianguler les photographies d'un vol à haute altitude contrôlées par des points identifiés sur le terrain pour obtenir les coordonnées-terrain des points photogrammé- triques. Ceux-ci sont alors transférés sur des photographies d'un vol à basse altitude où ils serviront de points de contrôle pour ce deuxième bloc.

point de liaison

() point de contrôle altimétrique

A

point de contrôle planimétrique

point photogrammétrique issu du vol à haute altitude pour contrôler le vol à basse altitude

Le rapport maximal acceptable entre les deux échelles de photogra- phie est de 2,5. Lorsque ce facteur est dépassé, il devient très diffi- cile de transférer les identifications d'un vol à l'autre. Il est éga- lement très important que l'intervalle de temps entre les deux vols soit aussi court que possible pour faciliter le choix et le transfert des détails.

Les productions cartographiques appuyées sur une aérotriangulation par survol possèdent la qualité graphique de la photographie à basse alti- tude et la qualité métrique du vol à haute altitude.

Le fait de réaliser l'ajustement du survol en deux étapes distinctes amène l'introduction d'erreurs systématiques dans l'aérotriangulation à basse altitude. Le Service préconise l'ajustement simultané des deux vols avec le programme SPACE-M pour éliminer ces contraintes.

1.6.1 Choix des points photogrammétriques qui serviront de contrôle pour le vol à basse altitude

Pour minimiser la difficulté de transfert des points entre deux vols d'échelles différentes, il est recommandé de choisir des détails phy- siques facilement identifiables. Généralement, on se limitera aux angles de toiture pour la planimétrie et aux intersections de routes pour l'alti- métrie. On choisira plusieurs points (5 à 10) par modèles de façon à pouvoir éliminer les plus imprécis lors de l'ajustement de l'aérotriangula- tion. Tous les points de contrôle photogrammétrique qui apparaissent éga- lement sur la ligne inférieure doivent être remesurés sur cette dernière.

CHAPITRE II : PREPARATION DE L'AEROTRIANGULATION

La préparation de l'aérotriangulation comprend les opérations suivantes:

❑ la localisation et la numérotation sur les photographies (papier) de tous les points à mesurer

❑ la localisation sur les diapositives des points à mesurer

❑ la confection de l'index d'aérotriangulation.

2.1

CHOIX ET IDENTIFICATION DES POINTS SUR LES PHOTOGRAPHIES ET DIAPOSITIVES

2.1.1 Points de contrôle photogrammétrique

Ces points sont généralement des détails physiques identifiables sur les photographies. L'utilisation d'un moyen artificiel comme une ba-

lise photogrammétrique permet de définir précisément les points dans les régions où le choix des détails est trop limité ou souvent impossible à réaliser.

Sur les diapositives les points de contrôle photogrammétrique pla- nimétrique ne sont pas piqués mais plutôt entourés par le symbole appro- prié; par contre, les points de contrôle altimétrique sont piqués. La localisation du point planimétrique par rapport à son environnement doit être schématisée à l'aide d'un croquis de repérage au verso de la photo- graphie.

2.1.2 Points de liaison

Afin de lier entre eux les modèles, il est nécessaire de répartir en périphérie un certain nombre de points de liaison. Généralement ces

points sont situés dans les zones communes à trois photographies succes- sives. Le Service exige en plus que ces points soient situés dans la zone de recouvrement latéral entre deux lignes de vol. Huit points placés par groupe de deux doivent être choisis aux quatre coins du modèle.

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point de liaison de la ligne inférieure

• point de liaison de la ligne supérieure

Lorsque, sur deux lignes successives, les modèles sont placés de façon symétrique, les points de liaison de la ligne du bas servent pour la ligne du haut.

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point de liaison

Dans la zone de recouvrement latéral de 30%, la position idéale du point de liaison est située à 2.5 cm du bord de la photographie, soit au centre du triple recouvrement longitudinal de 60%. Les points ne doivent pas être à moins de 1 cm du bord de la photographie.

Ils doivent être choisis, autant que possible, dans les zones plates et dénudées. Si le choix s'avère difficile (défaut de l'image, broussail-

les, boisé, etc), il est alors nécessaire d'ajouter deux points supplémen- taires situés en dehors du triple recouvrement.

Les points de liaison doivent être piqués, à l'aide d'un appareil de transfert de points, sur une seule des deux diapositives qui constituent le modèle. On effectuera également le transfert des identifications sur les lignes adjacentes.

2.1.3 Points de lacs

La répartition des points de lacs se fait en suivant le contour du lac. Le choix des sites exacts est fonction de la facilité de lecture et, par conséquent, est laissé à l'initiative de l'opérateur. Ce dernier

devra s'assurer de l'uniformité de la distribution dans le modèle. L'inter- valle normal entre les points choisis sur le contour du lac sera d'environ un centimètre, pour un maximum de 20 points par modèle.

Tous les lacs qui couvrent plus d'un quart de modèle sont utili- sés, quelle que soit l'échelle de la photographie.

2.1.4 Points de détails

Les points de détails sont piqués sur une seule des deux diaposi- tives qui constituent le modèle. S'ils sont situés dans une des zones de recouvrement, ils doivent également être transférés sur le ou les modèles adjacents

2,2

CONFECTION DE L'INDEX D'AEROTRIANGULATION

L'index d'aérotriangulation est une représentation schématique des modèles photogrammétriques qui recouvrent le futur secteur à cartographier.

11 situe et identifie par des numéros et des symboles appropriés les points qui subiront le processus mathématique de l'ajustement. Son utilité pre- mière est de faciliter l'analyse des résultats.

2.2.1 Caractéristiques générales

La réalisation de l'index d'aérotriangulation se fera sur un film polyester (épaisseur minimale 0.08 mm). L'échelle du document sera trois fois plus petite que celle des photographies de façon à ce que la dimension des modèles soit d'environ 3 cm X 6 cm.

La forme approximative des lacs ainsi que la limite des terres (blocs situés au bord du fleuve ou de la mer) seront les seuls détails

planimétriques représentés sur le plan. On inscrira les noms des lieux géographiques importants (villes, rivières, etc).

Le découpage cartographique du secteur qui sera restitué doit appa- raître sur l'index. Si le bloc est situé dans deux fuseaux du système de projection M.T.M., la ligne séparatrice doit être indiquée.

De façon générale, on indiquera du côté gauche de l'index, au début de chaque ligne de vol, le numéro de la ligne et le numéro du rouleau. Ces données seront indiquées respectivement en haut et en bas d'une flèche qui montre la ligne de vol en question.

21

L:01

Q 83332 0105 0106

Pour le traitement par ajustement polynomial, il est recommandé que les bandes n'excèdent pas une dizaine de modèles. Si les lignes de vol doivent être coupées, l'emplacement des différentes bandes doit être clairement indiqué sur l'index. De même, lorsque le bloc doit être décou- pé en sous-blocs, la délimitation de chaque sous-bloc devra être clairement visible.

2.2.2 Symbolisation et positionnement des écritures

Pour les spécifications qui suivront, le mot "horizontal" veut dire

"parallèle à l'axe de la ligne de vol" et le mot "vertical" signifie "per- pendiculaire à la ligne de vol".

2.2.2.1 Points de contrôle photogrammétrique

❑ points planimétriques

Ces points seront représentés par un triangle vide et seront immatriculés verticalement par le numéro de l'aérotriangulation et hori- zontalement par le numéro fourni lors de l'établissement du contrôle pho- togrammétri que.

(r) 0

CO 0

dnb

82H 1206

❑ points altimétriques

Ces points seront représentés par un cercle vide et immatricu- lés verticalement par le numéro de l'aérotriangulation et horizontalement par le numéro fourni lors de l'établissement du contrôle photogrammétrique.

rf)

0

o

82V 2439

❑ points altimétriques et planimétriques

Ces points seront représentés par un cercle vide centré à l'in- térieur d'un triangle vide. Ils seront immatriculés verticalement par les deux numéros de l'aérotriangulation et horizontalement par le numéro fourni lors de l'établissement du contrôle photogrammétrique.

- ôô

cv

a)a)

oo 82KP496

2.2.2.2 Points issus d'une aérotriangulation antérieùre

Ces points seront représentés par un hexagone vide et immatriculés verticalement par le ou les numéros de l'aérotriangulation actuelle et hori- zontalement par le numéro de l'aérotriangulation antérieure.

M

m)

^rn

— 00 reffl 55

025047

On inscrira, au bas de l'index, une note donnant le nom et le numéro de projet de l'aérotriangulation antérieure.

2.2.2.3 Points photogrammétriques

D points de liaison

a) Les points dont le numéro de genre est

"7"

(c.f. paragra- phe 2.2.4.2.5) seront représentés par un petit cercle vide et immatricu- lés horizontalement.

0 011087

b) Les points dont le numéro de genre est "6" (c.f. paragra- phe 2.2.4.2.5) seront représentés par un petit cercle vide et immatriculs verticalement. Par convenance, on inscrira sur l'index que le rang quan- tième du point (c.f. 2.2.4.2.3) et non pas le numéro en entier.

012

❑ points de détail

Ces points seront représentés par un cercle vide et une barre transversale et seront immatriculés verticalement par le numéro de l'aéro- triangulation et horizontalement par le numéro ou nom du point.

cr) r—

r7)

o

e

Nouvelle (N - D)

2.2.2.4 Centres de photographies

Ces points seront représentés par un carré vide et seront imma- triculés horizontalement (sous le symbole) par le numéro de séquence de la photographie (exemple pour la photographie Q82815-12).

112

2.2.3 Habillage de l'index

L'habillage de l'index d'aérotriangulation comprendra au moins les informations suivantes:

❑ le numéro du projet du Service

❑ le nom de la région

❑ le nombre de modèles

❑ l'échelle des photographies aériennes

❑ l'échelle de la carte

❑ l'échelle approximative de l'index d'aérotriangulation

❑ le numéro de zone du système de projection M.T.M.

❑ la légende de tous les signes conventionnels qui apparaissent sur l'index

❑ le nom de l'organisme responsable de la production cartographique.

P 129-81 KEGASHKA Nombre de modèles: 6 Échelle de la photo 1 /8 000 Échelle de la carte 1 / 2000 Échelle de l'index I/ 24000

ZONE 4

Point d'appui photogrammétrique horizontal_A Point d'appui photogrammétrique vertical___ID

Point de liaison__ _ _o

Centre de la photo_ D

Limite de la restitution ____________ -- Ministère de l'Énergie et des Ressources Service de la cartographie

2.2.4 Numérotation

Les principes de numérotation que nous détaillerons par la suite visent à uniformiser l'information de l'aérotriangulation en permettant une localisation et une identification rapide des points sur l'index et sur les photographies. Le système proposé est semblable à celui adopté par le gouvernement fédéral et est compatible avec les programmes de traitement (PRISIM, THREE-D, SPACE-M, etc).

2.2.4.1 Numérotation des lignes et des modèles

D

au niveau du modèle

Le numéro du modèle est constitué de deux groupes de deux chif- fres. Les deux premiers correspondent au numéro de la ligne de vol et sont, par conséquent, constants pour tous les modèles situés sur une même ligne. A partir de la ligne située au bas de l'index, ils vont en croissant vers le haut. Les deux derniers chiffres sont variables en fonction de la séquence du modèle sur la ligne. Ils vont en croissant de la gauche vers la droite de l'index.

AAaa

Où AA = numéro de ligne

aa = numéro séquentiel du modèle

0106 0107 0108 L:01

Q83500

Lorsque les premiers modèles de chaque ligne à l'extrémité gauche d'un bloc ne commencent pas tous sur une même verticale, le premier modèle de la ligne la plus longue à gauche doit por- ter le numéro 05, le deuxième 06. Les premiers modèles des lignes supérieures et inférieures devront, par la suite, être numérotées en regard des numéros de modèles de cette ligne.

27

L:03

Q83500 0307 0308

L:02 ,

Q83500- 0205 0206 0207 0208

L:01 Q83501

N48*

0205 0206

:1)2019

0210 L:02

Q 83501

Lorsqu'un ou plusieurs modèles ne sont pas utilisés à cause d'une surface d'eau, on doit cependant compter ces modèles dans la numérotation.

28

0306 0307 0308 0309

L:03 Q8350I

* Numéro du lac (c.f. 2.2.4.3)

Lorsqu'une ligne de vol prend fin (fin du rouleau) et est con- tinuée par une autre ligne (début d'un nouveau rouleau), on doit sauter un numéro de modèle entre la fin de la première et le début de la suivante pour éviter toute confusion dans la numéro- tation des points. On notera, dans ce cas particulier, que le même numéro de ligne est conservé et que les numéros séquentiels de modèles situés sur une même verticale ne sont plus identiques.

0305 0306 0307 0308

1 1 0209 0210

29

L:03 Q 83502

L'02

Q 83502 0205 L: 02

Q 83504 0211

0206 0207

, ...,

0105 0106 0107 0108

L:01 Q 83502

❑ au niveau des lignes

La numérotation des lignes parallèles croît du bas vers le haut de l'index. Pour les lignes qui sont obliques mais presque parallèles à l'ensemble des lignes du bloc, on choisira un numé- ro de ligne qui s'intercalera le mieux possible dans la séquence des lignes parallèles. Pour les lignes plus obliques, on pourra numéroter d'abord les lignes parallèles et terminer en assignant des numéros à ces cas particuliers.

La numérotation des modèles se fait d'abord sur les lignes parallèles pour ensuite terminer par les lignes obliques. On essayera de respecter le numéro séquentiel du modèle sur une même verticale. En aucun cas, cependant, on ne pourra omettre de numéros dans la séquence.

Pour les projets de cartographie plus linéaires comme la car- tographie de couloirs routiers, de rivières, etc., la numérota- tion se fera prioritairement du bas vers le haut et ensuite de gauche vers la droite.

Pour la numérotation de la séquence des modèles, on suivra le même principe énoncé précédemment pour les lignes obliques.

Dans ce cas particulier, il est possible que le numéro de séquence atteigne "97 1 *. Si tel est le cas, on commencerait pour les modèles suivants à 01, 02, etc.

* Les numéros 98 et 99 sont réservés comme séparateur et ne peuvent, en aucun cas être utilisés.

0105 0106 0107 0108 Oc"

C194 ///

LOI Q83510

❑ au niveau du bloc

Pour les grands blocs subdivisés en sous-blocs pour faciliter les calculs d'ajustement, la numérotation sera préparée pour tout le bloc. Dans le cas d'un survol, la numérotation sera ef- fectuée d'après l'index des modèles à basse altitude et les numé- ros des points communs seront conservés sur l'index à haute altitude.

2.2.4.2 Numérotation des points

La numérotation des points se fera d'abord sur les modèles qui composent les lignes parallèles en débutant par le bas de l'index. Les

lignes obliques seront traitées lorsque cette première étape aura été complétée. Sur une ligne, la numérotation se fait à partir des modèles situés à gauche et en progressant vers la droite. Sur les photographies,

le numéro du point devra être inscrit en entier; par contre, sur l'index, le systématisme de la numérotation permet de simplifier l'écriture en n'indiquant que la partie variable.

Généralement, les numéros des points qui font partie de l'aéro- triangulation sont composés de six chiffres subdivisés en quatre sections.

aa b cc d

où: aa est le numéro de la ligne de vol

b indique la position du point dans le modèle cc est soit: a) le numéro séquentiel du modèle

b) le rang quantième du point d est un numéro qui qualifie le genre du point

2.2.4.2.1 Le numéro de la ligne (aa)

Tous les points contiennent les deux chiffres qui composent le numéro de ligne. Ces numéros varient de 01 à 97 selon les principes énon- cés précédemment. Si le point est situé dans une seule ligne, il porte le numéro de cette dernière; par contre, s'il est commun à deux lignes, il portera le numéro de la ligne inférieure.

2.2.4.2.2 La position du point dans le modèle (b)

On imagine que le modèle est divisé en cinq zones:

5 4 3 2

Par conséquent, la plupart des points de liaison devraient por- ter le chiffre

"5"

puisqu'ils doivent être situés dans la zone de recouvre- ment latéral et que les points sont numérotés dans la bande inférieure.

Si dans une même ligne le rang quatrième atteignait

"99"

pour la numérotation des points dans la zone

"5",

on utiliserait alors le numéro de zone "6". Le même processus continuerait de s'appliquer en augmentant le numéro de zone d'une unité à chaque fois qu'on atteindrait à nouveau

"99".

2.2.4.2.3 Le rang quantième du point (cc)

Cette information est donnée exclusivement pour les points de liaison entre deux lignes parallèles, donc situés dans la zone de recou- vrement latéral. Le rang quantième représente le nombre de points déjà rencontrés à partir du début de la bande. On recommande que le rang quan- tième débute avec le chiffre "05" pour permettre, si la situation l'oblige, d'ajouter un modèle au début de la ligne.

2.2.4.2.4 Le numéro séquentiel du modèle (cc)

Tous les points sauf les points de liaison entre deux lignes parallèles contiennent cette information. Le numéro est choisi en suivant les prescriptions suivantes:

D

Si le point est situé dans un seul modèle, il porte le numéro séquentiel de ce modèle.

D

Si le point est situé dans deux modèles adjacents sur une même ligne, il porte le numéro séquentiel du modèle de droite.

D

Si le point est situé dans deux modèles situés sur deux lignes différentes, il porte le numéro séquentiel du modèle de la ligne inférieure.

Pour tous les points autres que les points de liaison entre deux lignes, il est possible, pour un même genre, qu'on en retrouve deux ou plus dans une même zone. Si on applique à la lettre les spécifications de numérotation énoncées précédemment, ces points porteraient le même numéro. Pour palier à cet inconvénient, il a été convenu de changer de numéro de zone. Ainsi, par exemple, pour une ligne unique, si deux points de liaison sont situés dans la zone "1", le plus bas portera le numéro de zone "I" et le plus haut le numéro de zone "2". Un raisonnement semblable s'appliquerait pour les points situés dans les autres zones.

012077 011077

Pour les points autres que les points de liaison, on pourra tout simplement choisir un numéro de zone autre que les chiffres "l à 5", soit: 6, 7, 8, 9 ou 0.

in w

o o o

• <D ►-

Ln in Ln

AAA

1508

2.2.4.2.5 Le genre du point (d)

Ce numéro sert à qualifier le genre de point et doit être choisi selon les spécifications suivantes:

Point de contrôle planimétrique.

2 Point de liaison ou point de détail (en planimétrie) issu d'une aérotriangulation antérieure et qui sert de point de contrôle pour une nouvelle aérotriangulation.

3 Point de contrôle altimétrique.

4 Point de liaison ou point de détail (en altimétrie) issu d'une aérotriangulation antérieure et qui sert de point de contrôle pour une nouvelle aérotriangulation.

5 Ce numéro est disponible pour identifier des points quelcon- ques selon la volonté de celui qui est responsable des tra- vaux d'aérotriangulation.

6 Point de liaison situé dans le recouvrement entre deux lignes de vol parallèle ou oblique.

7 Point de liaison propre à une seule ligne.

8 Point de lac.

9 Point de détail dont la position planimétrique et altimétrique sera déterminée par l'aérotriangulation.

0208 0207

0206 0205

WC

¹⁴⁹⁸

0106 0107 0108 0109

2.2.4.3 Numérotation des points de lacs

Les points de lacs seront numérotés selon le diagramme suivant:

bbb

où: bbb est le numéro du lac

c est le genre du point, donc

"8"

Ce numéro (bbbc), composé de quatre chiffres, doit être inscrit sur les photographies aériennes et sur l'index.

2.2.4.3.1 Numéro du lac

Pour chacun des lacs, on attribuera un numéro unique. Si le lac couvre plusieurs modèles et que les photographies ont été prises vers la même date, on conservera le même numéro dans tous les modèles. Pour le‘, nappes d'eau sujettes aux fluctuations de la marée, on devra vérifier l'heure de la prise de photos. Tous les points d'un lac particulier por- teront donc le même numéro lors de la prise des mesures. Cependant, ces

numéros sont recodifiés par le programme TRICODE et leur présentation finale pour l'ajustement avec le programme SPACE-M sera la suivante:

bbb dd c

où: dd est un numéro séquentiel (01 à 99) qui identifie individuellement chacun des points mesurés sur le contour d'un lac.

2.2.4.4 Numérotation des centres de perspective

Les centres de perspectives (non indiqués sur l'index) sont numé- rotés selon les spécifications suivantes:

1- Dans un modèle quelconque, le centre de perspective de gauche porte le numéro du modèle.

2- Le centre de perspective de droite porte le numéro du modèle de droite.

Ainsi, par exemple, pour le modèle 1536, les coordonnées du centre de perspective de gauche seront assignées au numéro 1536, celles du centre de perspective de droite au numéro 1537.

Lorsque ces données seront recodifiées avec le programme TRICODE, elles seront transformées pour les rendre compatibles avec le programme SPACE-M. Les nouveaux numéros seront déterminés selon le diagramme suivant:

aa c bb d

où: aa est le numéro de ligne

bb est le numéro séquentiel de modèle attribué à chaque centre de perspective lors des mesures

c et d sont égaux à zéro "Ou.

Ainsi les numéros de centre de perspective de l'exemple précédent deviendront:

150360 (gauche) 150370 (droite)

2.2.4.5 Numérotation finale pour SPACE-M

En plus de recodifier de façon adéquate les points de lac et les centres de perspective, le programme TRICODE reprend la numérotation de base telle que décrite dans le présent chapitre et accole au début du numéro actuel, le chiffre spécifique à SPACE-M

A numéro du point (6 chiffres)

où: A est le chiffre spécifique à SPACE-M

Le chiffre spécifique à SPACE-M est attribué de la façon suivante:

1 pour tous les points photogrammétriques tels que:

- point de liaison - point de détail - centre de projection

2 pour tous les points de contrôle photogrammétrique mesurés sur le terrain ou les points issus d'une aérotriangulation antérieure et qui serviront de point de contrôle

3 pour tous les points de lacs.

Le fait de laisser libre l'espace prévu pour le numéro spécifi- que à SPACE-M consiste à enlever le poids donné à la mesure. Le point ne participe donc pas à l'ajustement de l'aérotriangulation, il ne fait que subir les transformations imposées aux modèles.

Le numéro spécifique à SPACE-M n'est utilisé que pour l'ajuste- ment de l'aérotriangulation pour la formation de bande, on conserve le numéro de base composé de six chiffres.

P129-81 KEGASHKA Nombre de modbleo, 6 Échelle de la photo 1/8000 Échelle de la carte I/ 2000 Échelle de l'index 1/ 24000

ZONE 4

Point d'appui photogramindtrique horizontoLA Point d'appui photogromdttiquo vorticol___D Point de liaison -

Centre de la photo JJ

Limite de ta restitution_

4111111.11.

kstinisMre de rÉneree et des Ressources Service de le carlographie

0206

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L:02 Q 81855

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0107

CHAPITRE III : MESURES D'AEROTRIANGULATION

En 1981, le Service débutait un projet de recherche sur les restituteurs analytiques en usage au Québec. Les conclusions de ce rapport confir- maient l'avantage marqué de ce nouveau type de technologie assisté de composantes électroniques externes:

❑ Diminution du temps de mesure de moitié

❑ Diminution des coûts par modèle

❑ Formation simultanée de la bande

Li Possibilité de corriger mathématiquement certains phénomènes (distortions, courbure de la terre, etc).

Depuis 1982, toute la production est réalisée en utilisant la méthode ana- lytique. Dans le présent volume, nous traiterons cependant des deux mé- thodes puisque la majorité des utilisateurs au Québec ne possèdent que des restituteurs analogiques.

3,1

LES APPAREILS DE MESURE

3.1.1 Les appareils analogiques

En général, l'aérotriangulation est réalisée sur des stéréorestitu- teurs. dits "de premier ordre" ou "universel". Cependant, certains appa- reils destinés principalement à la restitution peuvent être utilisés sous certaines conditions.

Les appareils de la première catégorie sont acceptés sans restric- tion par le Service. Les appareils de la deuxième catégorie pourront être acceptés par le Service après étude de chaque cas particulier et avec toutes les réserves qui s'imposent.

Les appareils utilisés pour l'aérotriangulation doivent être munis d'un système d'enregistrement automatique des données. Les valeurs doi- vent être obligatoirement:

a) imprimées sur papier

b) enregistrées automatiquement sur des cartes perforées

- Le Service pourra demander que les données soient placées sur un ruban magnétique ou sur un autre support. Cette exigence serait alors détaillée dans le devis particulier.

3.1.2 Les appareils analytiques

Ce type d'instrument étant relativement nouveau et très versatile, principalement à cause des multiples possibilités de l'informatique, le Service exige que tout nouvel appareil soit testé et approuvé avant d'avoir accès à la réalisation de contrats de service en aérotriangulation.

Les résultats des recherches effectuées jusqu'à maintenant, nous ont permis de faire ressortir certaines caractéristiques qui varient selon

les types d'appareils analysés.

❑ la construction

Celle-ci peut être très précise par la qualité de l'usinage et répondre aux normes de qualité recherchée. La robustesse et la stabilité permettent alors un usage prolongé sans besoin de calibration.

D'autre part, elle peut être moins précise et demander une calibration périodique afin de satisfaire les attentes de précision. L'instabilité de l'appareil est alors contreba- lancée par l'utilisation de corrections fournies et tenues à jour par l'ordinateur.

D l'ordinateur

Les composantes informatiques peuvent être complètement dédiées à l'assistance du stéréorestituteur ou constituées d'un système externe standard qui offre un potentiel d'uti- lisation non restreint à l'aérotriangulation seulement.

Habituellement, le premier type utilise des logiciels réa- lisés par la compagnie-mère. 11 est alors impossible ou très difficile d'y avoir accès en vue de les modifier.

Le deuxième type est beaucoup plus versatile puisqu'il laisse pratiquement toute la liberté voulue à l'adaptation ou à la création de logiciels pour répondre aux besoins spé- cifiques de l'utilisateur. Contrairement au premier type, une certaine période de rodage s'avère nécessaire pour que toutes les composantes soient bien fonctionnelles.

3,2

LA MESURE DES COORDONNEES

3.2.1 La méthode semi-analytique

Avec la méthode semi-analytique, la mesure des coordonnées des points photogrammétriques est effectuée directement dans le modèle. Il est donc nécessaire de réaliser l'orientation intérieure ainsi que l'orien- tation relative. La base devra être choisie la plus grande possible.

Pour les besoins du Service, de façon à standardiser les opérations d'aérotriangulation, l'Exécutant devra installer les modèles sur le sté- réorestituteur en conformité avec la figure suivante:

N.B.: Les types de données à remettre au Service lors de travaux d'aéro- triangulation en utilisant la méthode semi-analytique seront énumé- rés au paragraphe 5.2.1.

3.2.2 La méthode analytique

Avec la méthode analytique, les coordonnées des points sont mesu- rées directement sur les diapositives. Cette particularité permet l'appli- cation mathématique de certaines corrections relatives à la situation qui prévalait lors de la prise des photographies aériennes.

3.2.2.1 Application de corrections

Bien que la plupart des erreurs n'aient pas une magnitude assez grande pour affecter la qualité de la production cartographique standard, il peut s'avérer important de ne rien négliger lorsque l'objectif recher- ché est la précision maximale comme pour les travaux de photogéodésie.

L'application de la plupart de ces corrections nécessite cependant le pré- lèvement de mesures spécifiques sur les diapositives ou l'obtention de paramètres relatifs à la calibration des caméras aériennes. Vous trouve- rez, à la suite, une énumération et une brève description des principales possibilités de correction disponibles sur les restituteurs analytiques.

❑ Correction pour la déformation de l'émulsion

Le matériel photographique est sujet à se déformer avec le temps.

La correction de cette déformation est définie comme la résultante de deux facteurs-échelle parallèles aux axes du système de coordon- nées de la photographie.

❑ Correction pour l'ondulation du plan du film

La surface du film n'étant pas parfaitement plane, cette correction permet de ramener la position de tous les points-image sur un plan image moyen.

❑ Correction pour la position du point principal

Si nous considérons un rayon perspectif qui passe par le centre de la lentille et qui est perpendiculaire au plan de cette dernière, celui-ci rencontre le plan image en un point appelé "point princi- pal". Théoriquement, ce point devrait coincider avec l'intersec- tion des droites qui joignent les marques fiducielles diamétrale- ment opposées. En réalité, ces points ne coincident pas.

❑ Correction pour la distortion des lentilles

Les lentilles de caméra aérienne, bien que manufacturées avec le plus grand soin, ne sont pas parfaites. La direction des rayons perspectifs lorsqu'ils traversent ce milieu peut être modifiée.

On définit ce déplacement comme étant une composante des distor- tions radiales et tangentielles. La première est symétrique par rapport au point principal, la deuxième est symétrique par rapport à une droite qui passe par le point principal.

❑ Correction pour la réfraction atmosphérique

Les rayons perspectifs traversent des couches d'air d'inégales den- sités et subissent les effets de la réfraction atmosphérique qui

impose à leur trajectoire une légère courbure. La connaissance des paramètres qui définissent le milieu ambiant permet de corriger ce phénomène.

1

Correction pour la courbure terrestre

Cette correction tient compte de la différence d'altitude entre la surface courbe de la terre et le plan tangent à la surface terres- tre en son point d'intersection avec la verticale qui passe par la lentille de la caméra. L'amplitude de cette correction augmente en fonction de la distance radiale et de l'altitude de l'avion.

Pour les besoins spécifiques du Service, les corrections pour la courbure de la terre et la réfraction atmosph6rique seront requises

uniquement pour les photographies aériennes aux échelles 1/20,000 et inférieures. Les corrections pour la déformation du film ne seront appliquées que lorsque spécifiées sur le devis particulier.

Le Service fournira alors, soit les coordonnées calibrées des fonds de chambre, soit les coordonnées calibrées d'une grille pho- tographiée en même temps que le terrain. La correction de la dis- tortion radiale pourra être exigée dans des cas très spéciaux. Le Service fournira alors une table des distortions en fonction des distances radiales.

Pour tous les cas d'application de corrections, l'Exécutant devra au préalable faire approuver par le Service les formules mathémati- ques qu'il entend utiliser ainsi que ses méthodes de travail et de traitement.

3.2.2.2 L'orientation relative

Sur les restituteurs analytiques, la position des points dans le modèle est réalisée mathématiquement à partir des mesures de coordonnées ou de parallaxes photographiques. Pour définir adéquatement le modèle, le Service exige la mesure d'un minimum de huit points répartis conformément au schéma suivant:

0 02 0 3

08 04

0 7 06 0

5

Si on utilise un nombre de point supérieur à

8,

on devra s'assu- rer de la répartition régulière sur le pourtour du modèle. Lorsque de grandes masses d'eau entravent l'application des directives précédentes, on s'assurera que les sites choisis soient aussi près que possible de la distribution théorique.

La solution de l'orientation relative requiert un minimum de cinq observations. Les paramètres d'orientation seront calculés suivant

la méthode des modèles indépendants: K I , K2, (1) 2, Au. Les observations surabondantes permettent d'atteindre un nombre de degrés de liberté 'suffi- sant pour valider la solution finale. Elles permettent également l'appli- cation de la méthode d'ajustement par moindres carrés.

Les tests statistiques réalisés par le Service ont permis de préciser les tolérances acceptables au niveau des mesures et de la forma- tion du modèle:

U résiduelle maximale tolérée sur la mesure de la parallaxe d'un point:

20 pm (à l'échelle de la photographie)

résiduelle maximale tolérée sur la position d'un point dans le modè- le: 10 pm (à l'échelle de la photographie).

Le non respect de ces critères exige la reprise immédiate des observations fautives et la reformation du modèle. Si la reprise n'amé-

liore pas la qualité, on transmettra les résultats obtenus en prenant bien soin de conserver une distribution uniforme des points sur le con- tour en périphérie du modèle. Les points situés aux quatre coins sont essentiels et, par conséquent, ne doivent jamais être enlevés.

3.2.2.3 Sortie des résultats après l'orientation relative

La sortie des résultats de l'aérotriangulation est une liste sur papier qui comprend les éléments suivants:

D

le numéro du modèle

D

les coordonnées photographiques des points mesurés pour l'orientation relative

D

les coordonnées-modèles et les parallaxes résiduelles sur les points mesurés

D

les éléments d'orientation du modèle K K2,(1) (1)

1 1 2

D

les coordonnées des centres de perspective.

Les angles doivent être exprimés en grades, les coordonnées en millimètres avec trois décimales (précision du micromètre) upm". L'Exé- cutant doit s'assurer que les coordonnées mesurées dans le modèle soient toujours positives. Pour ce faire, il est nécessaire que l'origine du système de coordonnées soit placée à l'extérieur du modèle.

3.2.2.4 Mesure des nouveaux points

Dès que l'orientation relative satisfait les normes de précision énumérées précédemment, l'opérateur peut débuter la mesure des points qui apparaissent dans le modèle. Grâce à la matrice de transformation prédé- finie, le système calcule automatiquement les coordonnées-modèle.

La numérotation des points indiquée sur les listes fournies par le Service devra être respectée pour toutes les catégories de points con- formément aux spécifications, du chapitre V. Il est également recommandé

de suivre la séquence des numéros sur les listes.

3.2.2.5 Vérification des liaisons entre les modèles

Le calcul de liaison d'un modèle sur le précédent est réalisé immédiatement après la prise de mesures et permet de reprendre les mesures sur un point avant d'enlever les diapositives des porte-clichés.

Le calcul sera réalisé avec un programme basé sur les mêmes prin- cipes que le programme PRISIM. Si la théorie mathématique est différente, elle devra être approuvée par le Service.

Les résultats de ce programme devront être transmis au Service sur papier et devront contenir les informations suivantes, pour chaque modèle:

- les coordonnées-modèle de tous les points avant le calcul de formation de la bande

- les résiduelles sur les points communs, pour les trois coor- données

- les reprises (les nouvelles coordonnées-modèle pour le point remesuré et les nouvelles résiduelles pour les point. commun,).

Les tolérances maximales acceptables sur les points de liaison entre les modèles sont les suivants:

dx = 10 mp (à l'échelle de la photo)

dy et dz = 25 mp (à l'échelle de la photo)

Les résiduelles dx, dy et dz sont définies comme la différence entre la coordonnée moyenne et la coordonnée calculée.

3.2.3 Présentation des coordonnées finales

Les coordonnées-modèles finales des points devront être présentées en suivant les spécifications du chapitre V. Le format de ces données sera le suivant:

14, IX, 16, F9.3, 2F10.3 (analytique) 14, IX, 16, F9.2, 2F10.2 (semi-analytique)

14: numéro du modèle 16: numéro du point

F9.2 ou F9.3: coordonnée X (en millimètres avec point décimal) 2F10.2 ou 2F10.3: coordonnées Y et Z (en millimètres avec point

décimal).

CHAPITRE IV - TRAITEMENT DES DONNEES

Les coordonnées des points mesurés à l'intérieur de chacun des modèles doivent être transformées pour passer du système de référence du modèle au système de référence du terrain. Les coordonnées des points de con- trôle photogrammétrique étant connues dans les deux systèmes, elles per- mettent l'établissement des relations mathématiques de transformation.

L'ensemble de ce processus est régi pour la méthode de compensation par moindres carrés et est communément appelé "ajustement de l'aérotriangula- tion".

Les trois méthodes les plus usuelles utilisées au Québec sont les sui- vantes:

1- Ajustement polynomial avec itérations 2- Ajustement par la méthode des faisceaux 3- Ajustement par modèles indépendants.

Nous les expliciterons plus en détail plus loin dans le présent chapitre.

4,1

FORMATION DES LIGNES

Cette opération consiste à établir les liens entre les points com- muns à deux modèles adjacents situés sur une même ligne de vol. Elle per- met la vérification de la qualité de la plupart des mesures photogrammé- triques en fournissant les résiduelles entre la valeur ajustée à la jonc- tion inter-modèle et les coordonnées observées.

La formation de la bande est réservée presqu'exclusivement à la mé- thode d'aérotriangulation semi-analytique. Avec la méthode analytique, cette vérification se fait immédiatement lors de la prise des mesures.

Cependant, il est possible, lorsque certaines faiblesses sont détectées au cours de l'ajustement de l'aérotriangulation que quelques modèles

soient réobservés. On procède alors à une formation de bande locale avant de remettre les nouvelles mesures dans les données d'ajustement.

Pour produire la formation des bandes, le Service utilise un logi- ciel appelé PRISIM. L'utili ,iation de tout autre programme devra d'abotd faire l'objet d'une analyse avant d'être approuvée par le Service.

Les tolérances à respecter lors de la formation de la bande sont les mêmes qu'énoncées précédemment (3.2.2.5), soit:

dx = 10 um (à l'échelle de la photo)

dy et dz = 25 pm (à l'échelle de la photo).

4.2 METHODES D'AJUSTEMENT DES DONNEES D'AEROTRIANGULATION

4.2.1 Ajustement polynomial avec itérations

Cette méthode d'ajustement fut développée par G.M. Schut du Conseil National de Recherche du Canada. Pour répondre à ses besoins, le Service adapta un logiciel codifié en langage fortran (THREE-D) qu'il modifia afin de le rendre plus souple et plus complet. Ce programme fut utilisé de façon intensive jusqu'à l'arrivée des programmes d'ajustement par modèles indépendants au milieu des années 1970.

De façon généra', la méthode d'ajustement polynomial se réalise