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Géoréférencer une image

Philippe LÉPINARD Page 1 20/12/2008


Sommaire

A. Préambule............................................................3 1) Définitions ..........................................................3 2) Configuration matérielle .....................................4 3) Configuration logicielle ......................................4 4) Quelques remarques avant de débuter ................4

B. ArcGIS 9.2 ...........................................................5 C. GeoConcept .......................................................15 D. Fugawi 4.............................................................26 E. Global Mapper 9 ...............................................35 ANNEXE « Le logiciel Convertisseur » ..............42 ANNEXE Liens .....................................................44

A. Préambule Géoréférencement, géocodage, calage, chacun utilise un terme différent pour assigner des coordonnées spatiales à un raster plein de pixels. Quoi qu’il en soit, je ne vais pas rentrer dans le débat, le mot « géoréférencement » me convient bien et le but et de pouvoir enfin utiliser ce maudit plan trouvé on ne sait où dans notre SIG préféré ! Justement, j’ai choisi 4 logiciels assez originaux pour vous présenter différentes techniques et astuces afin de géoréférencer au mieux vos images. J’aurais pu vous en proposer beaucoup plus, mais il me semble que ceux abordés dans ce document suffisent à ce faire une idée générale des méthodes et à éviter les pièges qui ne manqueront pas d’apparaître… 1) Définitions

ArcInfo d’ESRI s'est depuis plusieurs années imposé comme le standard des

Systèmes d'Information Géographique Bureautique. Diffusé aujourd'hui à plusieurs centaines de milliers d’exemplaires dans le monde, il est utilisé dans une très large variété de secteurs d'activité. C’est le 3ème niveau de licence. ArcView et ArcEditor sont les autres et possèdent moins de fonctionnalités.

GeoConcept est un Système d’Information Géographique créé par la société

française GeoConcept SA. Il s’oriente de plus en plus vers les fonctions de géomarketing.

Global Mapper est tout d’abord un visualiseur et un convertisseur des plus

populaires formats Rasters, Vecteurs et MNT (Modèle Numérique de Terrain). Mais il possède aussi des outils très pratiques et performants pour la conversion, l’édition, l’impression et le suivi GPS. Enfin son moteur 3D est très facile à utiliser. Tout ceci pour un tarif de 279 dollars.


Fugawi est un logiciel PC pour la planification d'itinéraire, la programmation d'un

GPS et la navigation en temps réel sur terre, sur mer et dans les airs. Fugawi Global Navigator vous permet de planifier vos routes, waypoints et traces

sur vos cartes. En un seul clic de souris, ils peuvent être téléchargés dans votre GPS pour être utilisés sur le terrain. De même les waypoints, routes et traces créés au cours de vos voyages pourront être déchargés depuis votre GPS sur les cartes numérisées de Fugawi pour analyse.

Les définitions proviennent : Du site des éditeurs des logiciels Et de moi !

2) Configuration matérielle

1 PC Core 2 Duo 6300 avec 1Go de RAM et une carte vidéo GeForce 8800 GTS à 640Mo et 1 PC Dual-Core à 2.8Ghz avec 2Go de RAM et une carte vidéo GeForce 7950 à 512Mo. 3) Configuration logicielle

Windows XP pro SP2 GeoConcept 6.1 Sales & Marketing

ArcInfo 9.2 SP5 Fugawi 4 Global Navigator

Global Mapper 9 4) Quelques remarques avant de débuter - Nous ne verrons aucune procédure d’installation. - Toutes les données nécessaires se trouvent dans la partie « Téléchargements » du site. - Lisez l’annexe « Le freeware Convertisseur » afin de pouvoir jongler correctement

avec les différents formats de coordonnées utilisés dans ce document.

Let’s play now !

Licence libre Creative Commons

Paternité – Pas d’utilisation commerciale – Partage dans les conditions initiales au fichier original http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.0/fr/


http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.0/fr/

B. ArcGIS 9.2

L’intégration d’une image non-géoréférencée dans ArcMap est très simple dès lors que de petites astuces sont connues ! En effet, il faut prêter attention à certaines subtilités comme le caractère des décimales ou encore le bon format des coordonnées de géoréférencement. Rien de bien compliqué, mais des prises de tête en perspective qui seront donc maintenant évitées ! Etape 1 Ouvrez ArcMap et la barre d’outils de géoréférencement. Cette dernière s’appelle en cliquant droit sur un emplacement vide de la zone des menus en haut du logiciel. Puis, choisissez « Géoréférencement ».


Etape 2 Intégrez l’image de test via le bouton d’insertion de données.

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Recherchez l’image puis cliquez sur « Ajouter ».

Comme l’image ne possède pas d’attributs de géoréférencement, ArcGIS vous averti grâce à la fenêtre suivante. Cliquez simplement sur « OK ».

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L’image apparaît dès lors dans ArcMap.


Etape 3 Choisissez la couche contenant l’image à géoréférencer puis activez le bouton d’ajout de points de contrôle. Remarque : je vous présente la méthode de géoréférencement par coordonnées. Il est évidemment plus simple de se baser sur une autre image déjà calée ou mieux, placer des points qui serviront au calage de l’image. Mais, qui peut le plus, peut le moins !


Cliquez un fois sur un point remarquable de l’image dont vous connaissez les coordonnées puis cliquez de nouveau au même endroit. Remarque : le format des coordonnées pour le calage doit être en degrés décimaux, exemple : longitude 6,123456°, latitude 43,123456°

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Ouvrez la fenêtre « Table des liens ». Vous constatez que le premier point est présent, vous allez donc remplacer les coordonnées erronés (ou données par défaut) par les valeurs exactes de votre point.


Etape 4 Recommencez la manipulation pour un second point. Remarque : ne vous inquiétez pas si votre image disparaît, c’est simplement que la case « Ajustement auto » est cochée. Personnellement, je préfère voir les modifications en temps réel, donc je laisse cette fonction activée, néanmoins, pour continuer le calage, vous avez besoin de visualiser votre image !

Cliquez alors sur le nom de votre image dans la table des matières et choisissez la fonction « Zoom sur la couche » afin de recentrer ArcMap sur l’image correspondante.


Continuez à insérer des points (3 au minimum). Remarque : si vous souhaitez connaître les fonctions de transformation (affine, polynomiale, etc) et leurs nombres de points de calage nécessaire, vous trouverez toutes les informations dans la partie « Données prises en charge dans ArcGIS > Données Raster > Affichage et visualisation des rasters > Géoréférencement d’un jeu de données raster » de l’aide en ligne.

Etape 5 Si vous ne l’avez pas encore fait, vous pouvez indiquer le Datum au bloc de données ainsi que le format des coordonnées à afficher. Pour cela, cliquez droit sur son nom et choisissez « Propriétés ».


Dirigez-vous sur l’onglet « Systèmes de coordonnées » et sélectionnez celui que vous désirez.

Pour l’exemple j’ai pris WGS 84.

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Dans l’onglet « Application » des propriétés du bloc de données, vous pouvez aussi choisir le format d’affichage des coordonnées.

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Déplacez votre souris, les coordonnées s’affichent dans le format choisi.


Etape 6 Pour ajouter un nouveau point, vous n’avez pas besoin d’ouvrir la fenêtre « Table des liens », après le double-clic, vous pouvez cliquez droit sur votre nouveau point de calage et choisissez « Entrée X et Y… », c’est tout simplement plus rapide !

Modifiez les coordonnées et cliquez sur « OK ».


Afin de terminer le géoréférencement de l’image, vous pouvez soit : 1) choisir la commande « Mettre à jour le géoréférencement » du menu déroulant de la barre d’outils « Géoréférencement » 2) enregistrer votre carte Remarque : c’est cette seconde méthode que je vous conseille suite à un bogue de positionnement que j’ai rencontré avec la première solution (ArcInfo 9.2 SP5 Français).


C. GeoConcept

Je vous propose de découvrir avec GeoConcept une astuce permettant de faciliter le géoréférencement d’une image dans les SIG. En effet, vous pourrez utiliser cette technique dans n’importe lequel d’entre eux. L’idée est de créer 4 points avec un autre logiciel (gratuit par exemple) et de les importer ensuite dans GeoConcept afin de mieux visualiser la zone et le format des coordonnées à insérer lors du calage de l’image dans une carte vierge de toutes données. Dans l’exemple suivant, j’ai créé avec un GPS 4 Waypoints qui correspondent aux 4 points de calage. Ensuite, j’ai récupéré ces points et je les ai exporté en MIF/MID (mais n’importe quel type de format vectoriel accepté par GeoConcept ferait l’affaire). Etape 1 Ouvrez GeoConcept et créez une nouvelle carte en UTM par exemple. Remarque : faites attention dans ce cas à bien choisir le fuseau dans lequel votre image sera géoréférencer. En effet, il n’est pas possible de le préciser lors du géoréférencement et vous serez donc obligé de reprojeter votre image afin qu’elle se positionne dans le bon fuseau UTM.

Vous partez donc de rien !

Etape 2 Importer votre fichier contenant vos 4 points. Remarque : j’ai déjà créé un type « GPS » avec un sous-type « Waypoint » pour accueillir ces données.

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Choisissez le type/sous-type et cliquez sur « OK ». Remarque : si vous laissez la case « Utiliser le Type/Sous-type ci-dessous » cochée, un nouveau jeu « Type/Sous-type » avec les noms de vos données sera automatiquement créé.

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Cliquez sur « OK ».

Un appui sur la touche F4 permet d’ouvrir la liste de sélection (F3 si vous avez désélectionné vos points).

Cliquez sur un des points puis CTRL+A pour tous les sélectionner. Appuyer sur le bouton « loupe » afin de centrer la vue de la carte sur l’emprise des points.


Etape 3 Vous allez maintenant importer votre image à géoréférencer. Pour cela, choisissez la commande « Fichier > Importer > Raster sur polygones… »

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Sélectionnez votre image et appuyez sur le bouton « Ouvrir ».

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Choisissez le jeu « type / Sous-type » dans lequel vous allez intégrer votre Raster ou indiquez au logiciel d’en créer un nouveau avec soit les noms proposés par défaut, soit avec d’autres plus convenables que vous pouvez choisir.

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Cliquez ensuite sur le bouton « Placer à la main ».

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Etape 4 Utilisez les boutons de zoom et de déplacement afin de vous positionnez le plus précisément possible sur votre image.

Cliquez ensuite sur l’avant dernier bouton de la barre d’outils qui se trouve en bas à droite de l’image.

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Le curseur de la souris s’est changé en croix. Cliquez sur l’image à l’emplacement d’un des points de calage.


Une fenêtre s’ouvre. Cliquez alors sur un point de calage de la carte GeoConcept. Remarque : il n’est pas nécessaire d’être très précis puisque vous connaissez les coordonnées exactes des points de calage. C’est là tout l’intérêt de les avoir déjà importés : puisque GeoConcept rempli les champs X et Y de la fenêtre d’édition des points dans un format de coordonnées particulier, il ne vous restera plus qu’à remplacer les coordonnées des points par leurs valeurs exactes !

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Vous devez définir au minimum 4 points de calage. Vous pouvez à tout moment les modifier grâce au menu déroulant. Remarque : le bouton « Sélectionner à partir de la carte » peut parfois se désactiver. Pensez à le réenclencher si la « remonter » des coordonnées de la carte GeoConcept ne fonctionne plus. Cliquez ensuite sur « Calculer ».

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Comme pour la première partie de ce document (ArcGIS), consultez l’aide pour les outils de transformation… Cliquez ensuite sur le bouton « OK ».


Et de nouveau sur « OK ».

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Votre image est dorénavant géoréférencée !

Etape 5 Si vous avez choisi la projection UTM lors de la création de votre carte et que votre image ne se trouve pas géoréférencée dans le bon fuseau, vous devez sélectionner le polygone qui supporte votre image (ou plus simplement l’image, grâce à un outil de sélection fenêtré). Ensuite, choisissez la commande « Objets > Transformation > Modifier la projection ».

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Sélectionnez le bon fuseau dans le menu déroulant de droite et cliquez sur « Oui ». Remarque : si vous deviez de nouveau modifier le fuseau, vous constateriez, qu’après avoir réouvert la fenêtre de modification de la projection, l’objet n’a pas conservé le nouveau fuseau malgré son bon positionnement… GeoConcept vous propose en fait le fuseau par défaut de la projection de la carte. Par conséquent, si vous voulez déplacer votre image dans le fuseau de droite, ajouter simplement 1 au fuseau proposé. Exemple : vous avez déplacé une image du fuseau 32 vers le 31 (votre carte GeoConcept étant en UTM N32), si vous souhaitez repasser cette image en 32 vous devrez choisir le fuseau 33, c'est-à-dire le fuseau par défaut proposé de la carte (32) +1… Mais l’image se positionnerait bien dans le 32. Particulier, mais ça marche !


D. Fugawi 4

Logiciel leader pour beaucoup de pilotes, Fugawi permet de géoréférencer des images afin qu’elles soient intégrées dans les GPS couplés aux PDA. La manipulation est très simple mais, là encore, le format des coordonnées des points de calage est particulier… Etape 1 Ouvrez l’outil de géoréférencement propre à Fugawi : Map Calibrator.

Sélectionnez votre image et cliquez sur « Ouvrir ».

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Sélectionnez la projection, le Datum puis cliquez sur « OK ».


Sélectionnez le fuseau si vous avez choisi comme moi l’UTM WGS84.

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Etape 2 Double-cliquez sur la carte à l’emplacement d’un de vos points de calage.

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Vous pouvez améliorer sa position grâce à la loupe (fonctionne en simple-clic).

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Indiquez au logiciel les coordonnées exactes du point dans le bon format de coordonnées. Un masque de saisie empêche les erreurs. Cliquez sur le bouton « Change » pour valider le point.

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Exécuter la même procédure pour le second et troisième point.

Cliquez sur « Next » deux fois pour valider le géoréférencement puis indiquez un répertoire de sauvegarde de l’image. Remarque : si la fenêtre « calibration Checklist » n’est pas présente, choisissez simplement la commande « File > Save ».

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Etape 3 Ouvrez maintenant Fugawi.

Choisissez la commande « Maps > Open Map… ».


Sélectionnez votre image maintenant géoréférencée et cliquez sur le bouton « OK ».

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Votre carte s’ouvre dans Fugawi. Vous pouvez maintenant soit utiliser Fugawi sur votre PC couplé avec un GPS (NMEA) soit exporter votre image géoréférencée dans votre PDA grâce au menu PDA (voir Etape 4).

Etape 4 Sélectionnez « Use Pocket PC » puis « PDA Library » dans le menu PDA. Remarque : pensez à brancher votre PDA !


La connexion s’établit.

La fenêtre de sélection et de transfert apparaît. Choisissez l’image à transférer dans la partie gauche et appuyer sur le bouton de chargement du centre.

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La conversion s’exécute.


Puis le chargement dans le PDA.

Votre fichier apparaît maintenant dans la liste des fichiers Fugawi du PDA. Vous pouvez charger votre image dans Fugawi Pocket, mais ça c’est une autre histoire !


E. Global Mapper 9 Même si Global Mapper est placé en dernier dans ce document, ne vous y trompez

pas, c’est bien mon préféré ! En effet, pour éviter de me mélanger les pinceaux dans les différentes méthodes de géoréférencement, j’utilise désormais toujours Global Mapper pour exporter mes images en GéoTiff. Ensuite seulement, je les incorpore dans les SIG pour travailler… A vous de voir ! Etape 1 Ouvrez Global mapper et cliquez sur « Open Your Own Data Files ».

Sélectionnez votre image et cliquez sur le bouton « Ouvrir ».

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Une fenêtre s’ouvre pour vous avertir que votre image n’est pas géoréférencée. Choisissez « Oui ».

Puis « OK ».

Etape 2 La partie gauche vous permet sélectionner une zone par « drag & drop » ou simple-clic gauche. La partie centrale vous donne la possibilité de zoomer grâce à la molette et de positionner un point de calage par simple-clic gauche.


Zoom et positionnement du premier point de calage. Insérez les coordonnées dans le format « degrés décimaux » avec le point comme séparateur et cliquez sur le bouton « Add GCP to List ».

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Modifiez le nom du point de calage et choisissez ensuite « OK » pour valider.


Même si 3 points de calage suffisent, je vous conseille d’en placer 4.


Etape 3 Si la projection ne vous convient pas, vous pouvez en sélectionner une autre en cliquant sur le bouton « Select Projection… ».

Pour finaliser le géoréférencement, cliquez finalement sur le bouton « OK ».


Global Mapper se positionne à l’endroit de votre nouvelle image.

Etape 4 Comme je vous l’ai expliqué en début de ce chapitre, le but de cette procédure est d’exporter maintenant cette image dans un format standard afin que vous puissiez l’utiliser facilement dans n’importe quel SIG. Choisissez la commande « File > Export Raster and Elevation Data > Export GeoTIFF… ».


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Sélectionnez les paramètres d’exportation adéquat et cliquez sur « OK ».


Choisissez le répertoire et le nom de sauvegarde et cliquez sur « Enregistrer ».

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La conversion s’exécute, votre fichier GéoTiff est prêt pour n’importe quel SIG !

ANNEXE Le freeware Convertisseur

Réalisé par Eric SIBERT, ce freeware est tout simplement indispensable ! Il vous

permettra de convertir vos coordonnées dans les formats les plus courants. Etape 1 Téléchargez Convertisseur à cette adresse : http://eric.sibert.fr/article80.html Etape 2 Installez-le. Remarque : j’utilise la version Windows. Etape 3 Lancez le logiciel.


http://eric.sibert.fr/article80.html

Etape 4 Exemple de conversion de coordonnées « degrés, minutes et secondes » en « degrés décimaux ». Remarque : les symboles des minutes et des secondes sont des ‘, c'est-à-dire les apostrophes du chiffre 4 de votre clavier. Attention, pour les secondes, il faut en mettre 2 ‘’, les guillemets du chiffre 3 de votre clavier ne fonctionneront pas !

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Etape 4bis Exemple de conversion de coordonnées « degrés, minutes et secondes » en UTM. Remarque : Convertisseur vous donne le fuseau UTM concerné automatiquement.

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ANNEXE Liens

Quelques liens pour compléter ce didacticiel : Des sites sur ESRI (ArcGIS 9.2) Le site officiel France http://www.esrifrance.fr/ Le site officiel US http://www.esri.com/ Des sites sur GeoConcept Le site officiel http://www.geoconcept.com/fr/ Le site du club des utilisateurs http://geoconcept.com/gcm/ Un site sur Fugawi Le site officiel http://www.fugawi.com/web/index-in.htm Un site sur Global Mapper Le site officiel http://www.globalmapper.com/ Un site sur Convertisseur Le site officiel http://eric.sibert.fr/article80.html

Merci d’avoir lu et utilisé mon didacticiel

A bientôt pour de nouvelles aventures « sigistes »

Philippe LÉPINARD Pilote instructeur hélicoptère

Formateur SIG Passionné de géomatique !

www.sig-gps.net

http://www.esrifrance.fr/

http://www.esri.com/

http://www.geoconcept.com/fr/

http://geoconcept.com/gcm/

http://www.fugawi.com/web/index-in.htm

http://www.globalmapper.com/

http://eric.sibert.fr/article80.html

http://www.sig-gps.net/

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