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 mise à jour d'Experience Builder de février 2025 dans ArcGIS Online et en version 1.17 (mars 2025) pour la Developer Edition inclut 3 nouveaux widgets et de nombreuses améliorations pour vous permettre d'aller plus loin dans la configuration de vos expériences web. Dans cet article, je vous propose de découvrir ensemble les principales nouveautés de cette mise à jour.

 

Dans ArcGIS, il est possible de définir des modèles de traitement (ou modèles de fonction raster) permettant d'appliquer des fonctions de visualisation ou d'analyse sur vos couches d'imagerie. Dans Experience Builder, ce widget permettra à l'utilisateur d'accéder à des fonctions raster spécifiquement prédéfinies en amont par le concepteur de l'application qu'il pourra appliquer à la couche d'imagerie. Notez que la configuration des modèles de traitement doit se faire dans le Map Viewer. 

 

Ligne avec débordement automatique

 

Ce nouveau widget de mise en page permet de positionner du contenu dans une colonne, sans être contraint par les 12 colonnes présentes dans le widget ligne auquel vous êtes habitués. Cela signifie que chaque élément inclus dans votre widget pourra prendre exactement la largeur de votre choix.  

 

En haut : le widget ligne classique ; en bas, le widget ligne avec débordement automatique

Vous pouvez désormais configurer plus finement les options d'export de vos données avec la nouvelle fonctionnalité Paramètres d'exportation de l'onglet données. Si votre application est par exemple destinée à un public peu familier avec les SIG, vous pouvez choisir de ne laisser que le format CSV disponible à l'export. Vous pouvez définir cela à l'échelle de chacune des couches individuelles, mais vous avez aussi la possibilité de le paramétrer pour toutes les couches simultanément, ce qui peut être particulièrement utile si votre application contient de nombreuses données.

 

 

 

Le widget Autour de moi inclut désormais la possibilité de générer des rapports grâce à la nouvelle option d'export au format PDF. 

 

 

Beaucoup d'améliorations ont été apportées au widget Couches Cartographiques avec cette mise à jour. La première est de pouvoir activer ou désactiver toutes les couches simultanément. De la même manière, il est maintenant possible de développer ou réduire toutes les couches en même temps. Ces nouveaux paramètres sont accessibles en activant l'option "Activer les options de traitement par lots des couches" dans la configuration du widget.

 

Les autres améliorations incluent la possibilité d'afficher les tables, d'ajuster l'opacité d'une couche à l'aide d'un slider, et d'afficher des couches ajoutées lors de l'exécution de l'application avec le widget Ajouter des données.

 

 

Vous pouvez désormais  définir des plages d'échelles pour vos cartes 2D, empêchant l'utilisateur de trop zoomer ou dézoomer sur la carte. Ce paramétrage peut se faire via un slider, ou en rentrant directement des plages personnalisées comme il était possible de faire dans Web AppBuilder.

 

 

Il est maintenant possible de gérer les pièces jointes directement dans une table (mise à jour, ajout, suppression et visualisation).  Les formats de pièce jointes prises en charge dans les tables sont consultables dans cette section de la documentation.

 

 

Le widget "Texte" permet désormais d'intégrer des images directement, et de les aligner avec le texte. Les formats d'image supportés sont PNG, GIF, JPG, JPEG, BMP et WebP.

 

Avant cette mise à jour, lorsque vous passiez d'une vue de données à l'autre à partir de la même source de données, le widget Liste perdait ses paramètres et sa mise en forme. Il fallait donc reconfigurer ces paramètres, et notamment reconnecter les données de texte dynamique. Avec cette mise à jour, le widget conserve désormais ces paramètres lors du passage d'une vue de données à l'autre. Cette amélioration est aussi incluse dans les widgets Diagramme et Texte.

 

 

 

Vous pouvez maintenant  ajouter plusieurs données simultanément à partir du widget Ajouter des données. Vous pouvez aussi redimensionner la fenêtre de sélection des données à ajouter pour parcourir les éléments plus facilement. 

 

 

Dans vos applications destinées au grand public, le menu déroulant permettant de sélectionner une source de recherche dans la barre de recherche peut s'avérer déroutant. Vous avez maintenant la possibilité de désactiver ce menu.

 

Si vous choisissez l'option Interagir avec un widget Carte dans le paramétrage de la source, vous pourrez également personnaliser encore davantage la recherche, en restreignant celle-ci à l'étendue actuelle de la carte ou en activant la recherche locale. 

 

 

Le widget "Feuille de route" vous permet maintenant de modifié l'itinéraire proposé en  ajoutant interactivement des arrêts et des interruptions.

 

Vous pouvez aussi  paramétrer les unités utilisées pour afficher les distances (système métrique ou impérial).

 

 

Dans les widgets "Mise à jour" et "Dessiner", vous pouvez désormais surimposer une grille à la carte à laquelle vous pouvez vous accrocher pour éditer des entités ou ajouter une couche de dessin. Cela vous permet un alignement précis des entités. Notez que pour le widget Mise à jour, vous devrez activer cette capacité dans les paramètres de capture lors du paramétrage du widget.

Vous pouvez également activer les infos-bulles pour obtenir des informations pendant le dessin (distance, surface, déflexion...).

 

 

 

Avant cette mise à jour, le chargement d'un grand nombre de couches dans le widget carte prenait un certain temps. Les performances ont été améliorées pour réduire celui-ci.

 

La dernière nouveauté dont nous allons parler est la possibilité de générer des QR codes permettant d'accéder au brouillon et à la version publiée de votre Expérience. Cette fonctionnalité est très pratique à la fois pour le partage avec le public, mais aussi pour accéder rapidement à votre expérience sur votre mobile pendant la phase de configuration pour examiner le comportement de l'application sur un portable.

 

 

Plusieurs améliorations liées à l'accessibilité ont été introduites : 

• Dans le paramétrage du thème, vous pouvez changer la couleur de l'indicateur de focus qui montre sur quel élément de l'application le focus du clavier est actif ;
• L'accessibilité est maintenant supportée dans le widget "Accordéon";
• L'accessibilité est maintenant supportée dans les filtres personnalisés configurés dans le widget "Filtre";
• Un nouveau modèle public disponible dans ArcGIS Online nommé Job Hunting (A11Y) est désormais disponible. Il est designé spécifiquement pour fournir une expérience accessible, avec une interaction via le clavier et des labels pour les lecteurs d'écran.
  
  

Comme à chaque nouvelle version, la matrice de fonctionnalité entre Web AppBuilder et Experience Builder a été mise à jour, et que la roadmap de l’année 2025 est disponible. Vous pouvez les retrouver sur cette application dédiée aux ressources Experience Builder. 

 

Pour plus d'informations sur les changements spécifiques à la Developer Edition (dont notamment les breaking changes), vous trouverez les notes de version complètes dans la documentation.

 

La dernière mise à jour de l'année 2024 d'Experience Builder dans ArcGIS Online est disponible depuis mi-novembre ! Celle-ci introduit de nouvelles fonctionnalités vous permettant d'aller toujours plus loin avec le concepteur d'expériences : un nouveau widget de mise en page, l'amélioration des capacités des widgets existants, ou encore un tout nouveau mode permettant de créer des applications de manière plus facile et rapide. Dans cet article, je vous propose de découvrir ensemble les nouveautés majeures introduites par cette mise à jour. 

 

 

Afin de rendre la conception d'expérience plus rapide et facile, vous pouvez désormais basculer en mode Express. Cela réduit le nombre de fonctionnalités et capacités de personnalisation accessibles dans l'interface de création d'expériences afin de proposer un workflow simplifié, se rapprochant davantage de ce qui était proposé dans Web AppBuilder. Si vous souhaitez en apprendre davantage sur ce nouveau mode, je vous conseille de consulter cet article dédié à sa prise en main.