Pourquoi utiliser les images satellitaires ?

Les satellites, en orbite permanente autour de la Terre, prennent régulièrement des images, offrant ainsi une surveillance étendue de n'importe quelle zone de la planète. Ces images servent aujourd'hui dans de nombreux domaines, tels que l'évaluation des catastrophes, la cartographie de l'utilisation des sols, ainsi que dans les secteurs de la défense et des infrastructures civiles. Avec des résolutions de plus en plus importantes, il est possible aujourd’hui d’atteindre une résolution proche de 1cm pour des satellites basses orbites et proche de 30 cm pour des satellites haute orbites. Une question légitime que l’on pourrait se poser est : à quel moment vais-je réellement avoir besoin d’une telle résolution ?

Prenons l'exemple des catastrophes naturelles : les séismes, les inondations et les glissements de terrain sont des événements extrêmes et de plus en plus fréquents à l'échelle mondiale. Après de tels incidents, l'envoi d'équipes sur le terrain pour évaluer les dégâts est souvent impossible en raison de l'accès limité, de l'isolement des zones touchées, ou des risques encourus. Heureusement, nos capacités à observer, surveiller, et même anticiper et réagir rapidement à ces phénomènes continuent de progresser. L'imagerie satellitaire et les cartes basées sur cette technologie sont devenues des outils essentiels pour la gestion des urgences et des catastrophes. Ces données permettent non seulement d'identifier les zones à risque, mais aussi de prévoir les événements et de prendre des mesures pendant les moments de crises. Si l'imagerie 2D a été largement utilisée jusqu'à présent, l'ajout d'une dimension supplémentaire est désormais possible grâce à ArcGIS Reality for ArcGIS Pro.

Adressons maintenant un autre thème : le jumeau numérique du territoire. Nous cherchons aujourd’hui à représenter dans l’outil numérique le monde physique qui nous entoure afin de visualiser, gérer et planifier les opérations du quotidien. Un tel projet permet de centraliser les informations afin de construire l’avenir autour d’un socle commun. Grâce aux images satellites, ArcGIS Reality for ArcGIS Pro propose des solutions pour générer rapidement et efficacement des modèles numériques de surface (MNS) et des photomaillages 3D. Depuis la version 3.3 d'ArcGIS Pro, il est également possible de créer des "Orthophotos Vraies" à partir de ces images. Ces types d'orthophotos sont particulièrement utiles pour la cartographie et la surveillance, car elles offrent une vue aérienne parfaitement orthogonale, corrigé de toute distorsions et garantissant ainsi une précision pixel par pixel en 2D.

Ces dernières années, l'accès aux données satellitaires s'est considérablement démocratisé. Pendant des décennies, l'imagerie satellitaire était analysée de manière contextuelle, en extrayant des informations basées sur les valeurs des pixels. Aujourd'hui, grâce aux avancées des algorithmes et à la puissance accrue des ordinateurs, il est possible de réaliser des calculs géométriques (photogrammétrie) à partir de multiples vues satellitaires d'une même zone.

Localement, il est ensuite possible de compléter la production des données 2D et 3D produites à partir d’images satellites par des données aériennes traditionnelles ou des vols de drones.

Comment générer des résultats de qualité à partir d'images satellite ?

Les satellites de nombreux fabricants de capteurs renommés, tels qu'Airbus, Maxar, BlackSky, et autres, effectuent une surveillance périodique de la surface terrestre. Ces fournisseurs permettent de commander des données à la demande en programmant les satellites pour capturer des images d'une zone spécifique. Cela permet aux utilisateurs de personnaliser la collecte de données selon leurs besoins, tout en réduisant les écarts entre les images afin d'optimiser les résultats. Certains capteurs offrent même la possibilité de recueillir simultanément des paires ou triplets d'images stéréoscopiques.

Outre la possibilité de commander l’acquisition d’image, une autre option consiste à accéder aux catalogues d’archives des fournisseurs et à sélectionner les images disponibles les plus appropriées pour générer des résultats de haute qualité.

Afin de garantir un résultat optimal avec Reality for Pro, il est important de respecter certains critères :

1. Utiliser des images primaires/standard, non traitées, jusqu'à 4 canaux, accompagnées des RPC (Coefficients Polynomiaux Rationnels) respectifs en entrée.
2. S'assurer que la totalité de la zone d'intérêt est couverte par l’imagerie et qu'elle présente une redondance suffisante.
3. Choisir la meilleure résolution disponible, en fonction de vos besoins.
4. Sélectionner des images avec des différences radiométriques et temporelles minimales (jusqu'à 1-3 ans recommandés).
5. S'assurer que les images ne comportent pas de zones couvertes par des nuages.
6. Utiliser des masques pour les surfaces planes comme les zones d'eau.
7. Optez pour des valeurs d'élévation du soleil avec un angle supérieures à 60 degrés afin de minimiser les zones d’ombres dans vos résultats.
8. Sélectionnez à la fois des images de type nadir (1-5 degrés) et des images plus obliques (jusqu'à 20-25 degrés) pour garantir une qualité nette et éviter les occlusions et les lacunes dans les données.

Analysons chacune de ces exigences et les recommandations que nous proposons pour obtenir des résultats optimaux :

Type d'image

Reality Mapping prend en charge les données d'imagerie non traitées ainsi que les informations RPC qui les accompagnent. Bien que les fournisseurs d’imagerie soient capables de fournir des images déjà orthorectifiées ou projetées en tant que produit, ce type d'images traitées n'est pas approprié pour ArcGIS Reality for ArcGIS Pro. Il est important de plutôt opter pour de l’imagerie primaire / standard. Le format GeoTiff (8 ou 16 bits) est recommandé, bien que d'autres formats soient également supportés (JPEG2000). Reality Mapping peut fonctionner avec des images multispectrales (avec 3 ou même 4 bandes) et panchromatiques. Si les deux types d'images sont disponibles, il est possible de générer un produit Pansharpen afin de bénéficier de la résolution de l’image panchromatique et de la plage colorimétrique de l’image multispectrale. 

Outre les images unitaires, les fournisseurs d’imagerie offrent souvent la possibilité d'acheter des images stéréo ou tri-stéréo. Si ces images sont disponibles pour votre zone d'intérêt, elles peuvent être utilisées et sont d’ailleurs recommandé afin de limiter les erreurs de reconstruction.

Chevauchement et redondance

Une exigence fondamentale pour une reconstruction réussie est de garantir une couverture correcte de la zone d'intérêt et un chevauchement adéquat entre les images. La reconstruction photogrammétrique repose sur le principe géométrique selon lequel un point dans l'espace 3D doit être visible sur plusieurs images à partir de perspectives différentes pour être reconstruit. Le minimum absolu est de deux images (stéréo), mais il est toujours recommandé d'en avoir plus. En d'autres termes, il faut des images redondantes de la même zone et capturer la scène à partir de différents points de vue. En adaptant ce principe aux données satellitaires et en tenant compte de la disponibilité typique des données archivées, il est conseillé d'avoir au moins 5 à 10 images se chevauchant fortement. Il est certain qu'un plus grand nombre d'images réduit la probabilité de lacunes dans l'information. Le chevauchement recommandé entre les images doit être aussi élevé que possible. Idéalement, la zone d'intérêt devrait être entièrement couverte par chaque image.

 Empreintes des images et chevauchement au-dessus de notre zone d'intérêt. Capture de données avec le capteur
Pleiades Neo d'Airbus. Traitées avec ArcGIS Reality for ArcGIS Pro.

Résolution

La qualité des résultats est directement liée à la résolution des données d'entrée. La résolution d'entrée doit donc être choisie en fonction des exigences de chaque application. En règle générale, les capteurs commerciaux modernes de plusieurs fournisseurs ont une résolution de 30 à 50 cm.

Temps d'acquisition

Avec les constellations de satellites disponibles, des endroits à la surface de la Terre sont visités régulièrement et les images correspondantes peuvent être trouvées dans les archives du fournisseur. Cependant, il faut souvent des mois pour revisiter la même zone et il y a de fortes chances que la zone ait subi des changements entre deux captures consécutives (par exemple, en raison de chantiers de construction en cours, de modifications du paysage, de catastrophes naturelles, d'effets saisonniers). Pour obtenir des résultats optimaux, la période d'acquisition des données doit être aussi courte que possible, idéalement entre 1 et 3 ans. Il s'agit de minimiser les changements significatifs de la scène, à moins que le projet nécessite spécifiquement des données à des fins de détection des changements, par exemple à la suite d'une catastrophe naturelle. Pour réduire l'impact des effets saisonniers, il est conseillé de sélectionner des images de la même saison de l'année afin d'atténuer les changements radicaux tels que les variations de l'apparence de la canopée. Ceci est à prendre en compte en particulier dans les régions où ces changements sont plus prononcés et plus fréquents.

Couverture nuageuse

La couverture nuageuse est un autre facteur à prendre en compte lors de la sélection des images d'entrée. Idéalement, la couverture nuageuse devra être minimale (proche de 0%) afin d'éviter les manques d'information ou le bruit dans nos résultats.

Exemple d’artefacts lié à la présence de nuages dans les images. Ici le bruit généré dans le photomaillage 3D rend la zone
 inexploitable. Capture de données avec le capteur Pleiades Neo d'Airbus. Traitées avec ArcGIS Reality for ArcGIS Pro.

Gestion des masses d'eau

Les zones aquatiques (telles que les mers, les lacs, les rivières, etc.), en particulier les plus grandes, jouent un rôle crucial dans la qualité des résultats et les temps de traitement. Leur mouvement continu, combiné aux conditions de réflexion changeantes, peut introduire du bruit dans les résultats. Cependant, nous proposons une solution : en utilisant des polygones 3D qui attribuent une valeur d'élévation à ces zones d'eau (« Waterbody Features » dans Reality for Pro), nous pouvons améliorer les performances et éliminer le bruit potentiel.

Angle d'élévation du soleil

Il est recommandé d'utiliser des images avec un angle d'élévation du soleil de 60° ou plus afin de réduire les zones d'ombre dans les résultats.

Angle de visualisation

Pour maximiser la précision et l'exhaustivité des données et obtenir des résultats visuels attrayants, il est essentiel de sélectionner une combinaison appropriée d'angles d'incidence et de décadrage entre les images. Par définition, l'angle d'incidence/off-nadir est formé entre la normale au sol et la direction d'observation, souvent appelée « direction de visée ». Par conséquent, plus l'angle est faible, plus l'image est « nadir ». Les images « nadir » nous fournissent des informations sur la géométrie des objets vu d'en haut - par exemple, l'image d'un hangar d'aviation ressemblera à un rectangle – alors que des images avec une direction de visée plus oblique nous fournissent des informations importantes pour la reconstruction des éléments verticaux comme les façades de bâtiments ou encore les falaises ou pans de montagne abrupte. La sélection de la combinaison optimale d'angles d'incidence peut s'avérer complexe. D'une manière générale, nous recommandons une combinaison de plusieurs images de type nadir (angle d'incidence inférieur à 5 degrés) et de quelques images obliques (jusqu'à 20-25 degrés). Cela dit, les vues obliques extrêmes ne sont pas bénéfiques, car elles ne sont pas combinées de manière optimale avec les vues de type nadir dans le flux de travail photogrammétrique. Il est donc important de sélectionner soigneusement les images pour couvrir toutes les directions du regard lorsque cela est possible (par exemple, les quatre façades des bâtiments) afin d'éviter les zones sombres et les lacunes en matière d'information.

Exemples de résultats obtenus à l’aide de ArcGIS Reality for ArcGIS Pro en utilisant les produits Ortho Vraie et Photomaillage 3D !

Marseille

Voici la ville de Marseille en France, nous avons utilisé ici 9 scènes issue de trois images tri-stéréo avec leurs RPC respectifs. Les données ont été capturées par les capteurs Pléiades Neo d’Airbus entre mai et juin 2024.

Tokyo

Regardons à présent la ville de Chuo à Tokyo. Pour ce processus de Reality Mapping, nous avons utilisé 11 scènes avec leurs RPC respectifs. Les données ont été capturées par les capteurs Pleiades Neo d'Airbus entre 2021 et 2023 et téléchargées à partir des archives OneAtlas d'Airbus.

La réussite d’un bon récit ne tient jamais du hasard. Derrière chaque histoire marquante se cachent des choix éditoriaux réfléchis, aussi bien sur le fond que sur la forme. ArcGIS StoryMaps facilite l’assemblage de cartes, textes, photos, vidéos et autres éléments multimédias pour créer des récits ancrés dans un contexte géographique. Mais sans une structure narrative claire et engageante, même les plus beaux contenus peuvent peiner à captiver votre audience.

Cette problématique ne concerne pas uniquement les récits géographiques. Un film avec un casting prestigieux peut vite décevoir s’il repose sur un scénario confus. À l’inverse, en s’inspirant des techniques éprouvées du journalisme, de la scénarisation ou encore de la stratégie éditoriale, on peut bâtir des récits plus solides, plus fluides et surtout plus percutants.

Dans cet article, je vous propose de découvrir trois grandes structures narratives que vous pouvez facilement réutiliser dans vos récits ArcGIS StoryMaps : la pyramide, la pyramide inversée, et la structure "brochette". Issues de traditions séculaires du storytelling, elles restent des repères pour organiser votre contenu de façon à maintenir l’attention du lecteur.

Chaque structure a ses forces, ses limites et ses cas d’usages privilégiés. L’idée n’est pas de les suivre à la lettre, mais de s’en servir comme d’un guide pour mieux concevoir vos récits, en évitant les digressions inutiles ou les ruptures de rythme. En fin d’article, nous vous proposons également deux structures hybrides pour aller plus loin.

La pyramide inversée est une structure narrative qui place les informations les plus importantes au tout début du récit. Cette structure privilégie l'immédiateté, permettant aux lecteurs de saisir immédiatement les messages ou idées clés. Les détails et le contexte suivent, tandis que les informations les moins critiques (mais néanmoins pertinentes) sont placées à la fin du récit.

Les StoryMaps ci-dessous sont en anglais mais elles illustrent cette structure narrative :

N°198 - Intégrer des diagrammes dans vos StoryMaps

Depuis 2019, Esri a engagé une transition des outils de création de récits cartographiques (StoryMaps) vers ArcGIS StoryMaps. J'avais eu l'occasion de l'évoquer il y a presque 4 ans avec notamment cet article arcOrama expliquant que les modèles d'application Story Maps Esri Classiques (Map Journal, Map Tour, Series, Cascade et Swipe) devaient être migrés vers le générateur unique ArcGIS StoryMaps. Afin de vous alerter sur l'approche des échéances annoncées à l'époque, cet article contient des rappels importants sur le retrait des Story Maps Esri Classiques.

Ce qu'il faut retenir à propos du retraits des StoryMaps Classiques :

Bien entendu, vous pouvez également vous rapprocher des équipes techniques d'Esri France pour être accompagnez sur certains points critiques de cette migration.

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 44 paru en mars 2025. Celui-ci présente, en quelques étapes, comment prendre en main le nouveau mode "Express" disponible dans ArcGIS Experience Builder.

1. L’application que nous allons recréer permet aux utilisateurs de consulter les données de l’Annuaire Numérique de Santé de Metz Métropole mises à disposition par Data Grand Est. Dans le bandeau inférieur, plusieurs widgets permettent à l’utilisateur d’explorer les données : une fonctionnalité de zoom/dézoom, une recherche d’adresse, la légende de la carte, un filtre sur la spécialité du professionnel de santé et la possibilité de calculer un itinéraire. Un bouton "information" lui permet également d’en apprendre plus sur l’application. Vous pouvez la consulter ici. 

 

2. Commencez par lancer Experience Builder depuis votre portail. Pour passer en mode Express, vous devez cliquer sur le bouton à bascule en haut à droite de l’interface d’accueil. Vous avez désormais accès aux expériences que vous aurez conçues en mode Express. Toutes les expériences que vous avez déjà créées en mode Complet seront à nouveau accessibles dans l’interface d’accueil si vous rebasculez en mode Complet en utilisant le même bouton. De la même manière qu’avec le mode Complet, cliquez sur "+ Créer" en haut à droite pour accéder à l’interface de conception d’expériences.

 

 

3. Le mode Express vous fait alors sélectionner un modèle d’application. Les modèles disponibles sont équivalents à ceux proposés dans Web AppBuilder. Vous pouvez consulter les différents modèles avant de choisir celui qui vous convient le plus. Ici, choisissez le modèle "Flèche", correspondant au modèle utilisé dans Web AppBuilder pour l’ancienne application. Une fois le modèle sélectionné, cliquez sur "Créer une nouvelle application".

 

4. Vous arrivez alors dans l’interface de conception de l’expérience, qui est très épurée dans le mode Express afin de faciliter et d’accélérer la prise en main. Dans le bandeau de gauche, vous pouvez définir le style et les paramètres généraux de l’application, tandis que le bandeau de droite permet de configurer les widgets. Commencez par nommer l’expérience "Annuaire Numérique de Santé - Metz Métropole" en cliquant sur son nom en haut à gauche. Ensuite, en cliquant sur la palette de couleur à gauche, vous allez modifier le thème en cliquant sur "Personnaliser". Modifiez la couleur principale en indiquant le code hexadécimal #629b79 pour correspondre au style utilisé dans l’application initiale. 

 

 

5. Il est temps d’ajouter la carte à l’Expérience. Dans le bandeau de droite, qui est par défaut ouvert sur la configuration du widget "Carte ", cliquez sur "Sélectionner une carte" puis sur "Ajouter de nouvelles données" tout en bas du bandeau. Dans les contenus ArcGIS Online, recherchez "ANS Metz Métropole" , sélectionnez la carte qui apparaît et cliquez sur "Terminé". Cliquez ensuite sur la donnée qui vient de s’ajouter dans l’onglet de sélection des données puis refermez le bandeau. La carte apparaît dans l’expérience. Vous apercevez peut-être quelques différences avec la carte présente dans l’ancienne application, dont notamment l’étiquetage des agrégats permettant à l’utilisateur de savoir combien de professionnels de santé sont disponibles à chaque emplacement en un coup d’œil. Il s’agit bien de la même carte, mais contrairement à Web AppBuilder, Experience Builder se base sur la nouvelle génération de Map Viewer. Cela permet d’afficher les configurations présentes dans cette dernière qui n’existaient pas forcément dans Map Viewer Classic.  

 

6. Vous allez maintenant modifier le titre qui s’affiche dans l’application. Double cliquez sur l’emplacement de titre et inscrivez "Annuaire Numérique de Santé - Metz Métropole". Dans le bandeau à droite, configurez la taille du texte sur 22px, et choisissez une couleur blanche. Vous pouvez ensuite sélectionner le sous-titre et le supprimer avec la touche "Suppr" de votre clavier, car il n’y avait pas de sous-titre dans l’application initiale. 

 

 

7. Le modèle d’expérience propose des widgets par défaut. Dans la carte, vous retrouverez des outils de recherche et de zoom/dézoom. Nous allons les laisser en place. Notez que si vous le souhaitez, vous pouvez ajouter ou supprimer des outils de la carte en cliquant sur la carte puis en déployant l’onglet "Outils" dans le bandeau de droite.  

Dans le bandeau vert, trois widgets supplémentaires sont disponibles : une légende, les couches cartographiques et une bibliothèque de fond de carte. Ces widgets sont inclus dans un contrôleur de widget. Cliquez entre deux des widgets pour accéder à la configuration du contrôleur. Dans le bandeau supérieur, vous voyez apparaître deux icônes. Cliquez sur celui de gauche "Gérer les widgets", puis supprimez Couches cartographique et Bibliothèque de fonds de carte en cliquant sur les croix. 

 

8. Vous allez maintenant ajouter et configurer les widgets manquants pour proposer les mêmes fonctionnalités que l’ancienne application. Cliquez sur le second bouton ayant apparu dans le bandeau supérieur, "Ajouter un widget " et sélectionnez le widget "Feuille de route ". A droite, vous pouvez le configurer en choisissant une source pour le localisateur ainsi qu’un service d’itinéraire. L’option "utiliser la localisation actuelle " permettra à l’utilisateur de se géolocaliser pour renseigner le point de départ ou d’arrivée. 

 

9. De la même manière, ajoutez le widget "Filtrer ". Pour la configuration, cliquez sur "+ Nouveau filtre ". Dans "Sélectionner des données ", sélectionnez la couche de points "Annuaire Numérique de Santé " qui apparaît lorsque vous cliquez sur le "+ " à côté de la carte ANS Metz Métropole. Dans le générateur d’expressions SQL, cliquez sur "+ Ajouter une clause " et choisissez le champ "lib_profession ", puis le test "est" puis « Uniques (prédéfinies) ". Cliquez ensuite sur la roue crantée à droite pour modifier l’étiquette par "Sélectionnez une spécialité " puis cliquez sur "OK ".  

 

 

10. Le dernier widget manquant est le widget "A propos ". Pour le recréer dans Experience Builder, vous pouvez simplement ajouter un widget Texte. Dans la fenêtre qui apparaît sur la carte, double cliquez sur le texte servant d’emplacement et remplacez-le par le texte présent dans l’application d’origine. Ensuite, dans la configuration à droite, modifiez l’icône du widget par le i encerclé et le titre du widget par "A propos ".

 

11. La configuration est terminée ! Vous pouvez désormais enregistrer, prévisualiser, publier et configurer les paramètres de partage de votre expérience grâce aux boutons présents en haut à droite de l’interface. Le mode Express vous laisse également la possibilité de basculer en mode Complet à tout moment. Cela vous permet, une fois votre expérience créée, d’accéder à l’intégralité des fonctionnalités d’Experience Builder. Vous pourrez ainsi enrichir votre application avec une mise en page très configurable, la capacité à ajouter plusieurs pages et fenêtres, et l’accès à un très grand nombre d’actions permettant de connecter vos données et vos widgets entre eux pour proposer à vos utilisateurs une expérience dynamique et personnalisée.