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Pas à Pas - Exploiter vos images orientées dans ArcGIS

Depuis les premiers numéros du magazine SIGMAG, arcOrama collabore chaque trimestre à la rédaction d'un article didactique focalisé sur une fonctionnalité ou une application clé du système ArcGIS. Je reprends ci-dessous l'article publié dans le numéro 32 paru en mars 2022. Celui-ci présente en quelques étapes intégrer et explorer des images orientées dans ArcGIS. Les données d'imagerie orientées peuvent être d'origines et de natures très diverses en provenant par exemple, de vos propres services (photos obliques de drone, photos terrestres 180° ou 360°, photos prises avec ArcGIS QuickCapture, vues immersives réalisées par un prestataire et exploitées en local ou en Saas, ...).    



Depuis longtemps, on utilise dans les SIG des images collectées par des satellites, des avions ou des drones de manière verticale (nadir) afin d'obtenir, après correction, des images orthorectifiées calées dans un système de coordonnées cartographique. Il existe cependant de nombreuses autres sources d'images intéressantes à exploiter dans un SIG. Ces images dites "orientées" (non-nadir) sont des images prises selon des directions différentes et avec champs de vision variables. On peut par exemple évoquer les images aériennes obliques, les images panoramiques, les images sphériques 360°, des prises de vue depuis des rues, des photos d'inspection d'équipement, des vidéos, ... Dans ce Pas à Pas, je vous propose de voir les principales étapes de leur intégration dans ArcGIS. J'utilise ici un jeu de données d'images 360° "Cyclorama" collectées et commercialisées par la société Cyclomedia. Vous pouvez le transposer sur des images orientées collectées par vous-même ou par un fournisseur du marché.

1. La première étape consiste tout d'abord à installer les outils de gestion des catalogues d'imagerie orientée d'ArcGIS Pro. Il s'agit d'une boîte à outil permettant de créer ses catalogues d'imagerie orientée et de gérer leurs contenus (ajouter des images, réparer les chemins d'accès, ajouter des champs de métadonnées, …). Vous téléchargerez le fichier ZIP ici (https://arcg.is/1DSTr) puis vous le décompresserez afin de lancer l'exécutable d'installation. Après installation vous ajouterez la boîte à outils "Manage Oriented Imagery" dans votre projet ArcGIS Pro.


2. L'étape suivante consiste à vérifier que vous avez les données nécessaires. Vous devez disposer de vos différentes images (ou vidéos) et d'un fichier de métadonnées décrivant les caractéristiques spatiales de chaque image, à minima le nom de l'image, le chemin d'accès à l'image, le x,y de la prise de vue, le code EPSG du système de coordonnées des x,y, l'angle de vision horizontal et vertical de la caméra, et enfin, l'orientation de l'image. Si vous disposez des informations de tangage (pitch) et de roulis (roll) de la caméra, vos images seront encore mieux calées géographiquement. Le schéma détaillé des champs de métadonnées se trouve ici : https://bit.ly/33Xi1tP  


3. Après cette validation des données et des métadonnées, vous retournerez alors dans ArcGIS Pro pour la création du catalogue d'imagerie orientée. Pour cela, vous ouvrirez l'outil "Create Oriented Imagery Catalog". Il vous faudra notamment indiquer le nom, la Géodatabase de stockage et le système de coordonnées de ce catalogue. Concrètement un OIC (Oriented Imagery Catalog) correspond à un fichier *.OIC contenant les informations générales sur le catalogue. C'est aussi 2 couches ("Exposure Points" et "Coverage Map") stockées dans une Géodatabase et contenant respectivement les points des prises de vue (et leurs métadonnées) et les emprises au sol de la zone couverte par chaque photo.


4. L'étape suivante consiste à ajouter les images dans le catalogue (ou plus exactement à les référencer car aucune copie des images n'est réalisée). Pour cela, vous ouvrirez l'outil "Add Images to Oriented Imagery Catalog". Vous choisirez votre OIC, puis indiquerez que vous souhaitez référencer les images à partir d'une table (option "FrameTable") en sélectionnant la table dans la zone "Image list". Vous choisirez ensuite un MNT (pour le calcul des emprises au sol), puis vous spécifierez le type des images ajoutées (dans mon "Terrestrial 360 Camera"). 


5. En fonction, du type d'image, les champs de métadonnées indispensables (et leurs valeurs par défaut) sont ajoutés dans la couche "Exposure Points". Après l'ajout des images, la couche "Exposure Points" s'actualise et les points de prise de vue s'affichent sur la carte. Il est alors possible d'accéder à la table attributaire et potentiellement de modifier certaines valeurs si nécessaire. Vous pourrez utiliser différents outils de la boîte à outils pour ajouter des champs manquants, réparer les chemins d'accès aux images, ajouter de nouvelles images, calculer les orientations (si vous ne l'avez pas au départ dans les métadonnées par exemple).


6. Maintenant que votre catalogue d'imagerie orientée est prêt, vous allez pouvoir tester qu'il fonctionne correctement. Pour pouvoir l'utiliser dans ArcGIS Pro, les utilisateurs doivent disposer d'un complément (Add-In) nommé "Oriented Imagery". Vous le téléchargerez gratuitement ici : https://arcg.is/0GiKmW0. Pour l'installer, vous procéderez comme pour n'importe quel complément dans ArcGIS Pro à partir de la rubrique "Compléments".


7. Vous pouvez maintenant consulter votre catalogue d'imagerie orientée. Il vous suffit d'activer une des deux couches de l'OIC dans la liste des couches (a.) puis d'afficher le ruban "Data". Le seul et unique bouton (b.) permet de cliquer sur la carte le point cible (c.) que vous souhaitez visualiser dans la visionneuse d'imagerie orientée. L'image la plus proche de la cible est par défaut affichée, mais l'utilisateur peut afficher le bouton de navigation (d.) et sélectionner les images correspondant aux autres points de vue (e.).


8. Avant de publier votre OIC sur un portail ArcGIS Online (ou ArcGIS Enterprise), il vous faudra choisir une stratégie pour le stockage des images. Elles pourront être hébergées sur le portail ArcGIS en tant que pièces-jointes de la couche d'entités ponctuelles "Exposure Points". Elles pourront aussi être stockées sur un serveur web que vous gérer dans votre organisation ou sur un espace de stockage Cloud (Amazon, Azure, Google, …). Pour vous aider à déplacer vos images locales vers des espaces de stockages Cloud, vous pourrez utiliser l'outil "Copy Images to Web". Pour plus d'information sur cet outil, vous pouvez vous reporter au fichier PDF de documentation.


9. Nous allons maintenant rendre accessible notre catalogue d'imagerie orientée au-delà des utilisateurs ArcGIS Pro en le publiant sur notre portail ArcGIS. Si vous optez pour le stockage des images sur un serveur tiers, vous vérifierez que les URL d'accès aux images sont correctes. La publication se fait à l'aide de l'outils "Publish Oriented Imagery Catalog". Vous indiquerez l'OIC à publier ainsi que les autres propriétés habituelles d'un élément de contenu sur un portail. Dans cet exemple, je choisi d'héberger les images en tant que pièces-jointes sur un portail ArcGIS Online.


10. Une fois le catalogue publié, 3 éléments ont été ajoutés dans vos contenus hébergés. Le premier correspond au catalogue d'images, il correspond au fichier .OIC et décrit les propriétés générales du catalogue d'imagerie orientée. Les deux autres correspondent à la couche d'entités. Cette couche contient les points de prise de vue, les métadonnées et (dans notre cas) les images associées en tant que pièce-jointe. Cette couche peut potentiellement être modifiée sans repasser par le catalogue d'image orientée local créé avec ArcGIS Pro.


11. Pour pouvoir consulter votre catalogue avec un navigateur vous disposez de différentes options. Vous disposez d'un widget pour le générateur ArcGIS Web AppBuilder, un pour ArcGIS Experience Builder, un pour ArcGIS Pro (voir étape 6). Pour les développeurs, il est également possible d'utiliser une API JavaScript Open Source fournie par Esri pour développer leur propre widget. Enfin, 2 applications web prêtes à l'emploi (une 2D et une 3D) permettent d'utiliser immédiatement votre OIC sans aucun paramétrage. Vous les trouverez à ces 2 URL : https://bit.ly/3BW39IT  et  https://bit.ly/3ItGOos


12. Le widget de consultation des images orientées propose différentes options. Par exemple, vous pourrez incruster dans l'image les points de prise de vue précédents et suivants qui permettent également de voir le point cible. D'autres outils permettent d'améliorer le rendu de l'image en modifiant la luminosité ou le contraste de la photo. On notera enfin qu'il est possible d'afficher ou de créer des entités d'une couche SIG de la carte directement dans le widget d'imagerie orientée.


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