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Sciences de la vie et de la Terre

Comparaison de doublets d’images : deux cas particuliers

25 / 10 / 2010 | Frédéric Lalevée

Objectifs méthodologiques

- Utiliser les fonctions de dessin d’un logiciel généraliste (Open Office Dessin, Word) dans un but scientifique
- Faire une analyse critique de doublets d’images
- Résoudre des problèmes particuliers concernant les doublets d’images

Présentation de l’activité

La profusion des images depuis le développement d’internet et le développement de la photo numérique nous permettent d’avoir à notre disposition ou de produire de nombreux doublets d’images et de les comparer. Plusieurs exemples ont déjà été présentés dans ce site

- Interpréter une image satellite avec une carte géologique
- Comparer des crânes d’Hominidés
- La signification de la Convergence InterTropicale
- Superposer 2 graphiques

Lorsqu’il s’agit de graphiques, de cartes, d’images satellites, de photos d’objets prises à la même distance, la comparaison se fait aisément, car les déformations angulaires sont soit absentes, soit les mêmes sur les deux images.

Par exemple, dans le cas suivant, Interpréter une image satellite avec une carte géologique, on a comparé une carte avec une image satellite en extrayant par le dessin des données de l’une vers l’autre, pour interpréter l’image satellite.

L’image satellite est une mosaïque de petites images satellites prises chacune avec un angle proche de 90°. Elle ne comporte donc pas en principe de distorsions par rapport à la représentation cartographique. On peut donc transférer les données d’un des documents vers l’autre. Si l’échelle des deux documents n’est pas la même, il suffit de redimensionner homothétiquement les données transférées.

Dans certains cas, la comparaison d’images d’un doublet nécessite un travail supplémentaire, en raison de la constitution particulière du doublet d’images. En voici deux exemples.

Avant et après le tsunami de 2004 : corriger un manque de rigueur dans la constitution du doublet

Le doublet d’images suivant a été très diffusé sur le net et peut se rencontrer dans certains manuels de collège.

Si on cherche à déterminer précisément l’effet du tsunami, on peut extraire les contours de l’île et des routes sur l’image « avant », pour les transférer sur l’image « après ». Après redimensionnement des données extraites, on abouti à :

On s’aperçoit alors que sur la deuxième image, le champ couvert est plus grand que sur la première image. Sur le doublet d’images tel que tout le monde le voit, l’île est donc plus petite pour deux raisons ! Elle a subit le tsunami et le travail d’un infographiste peu rigoureux qui n’a pas assemblé les images à la même échelle.

On peut corriger ce défaut en rognant les portions superflues de la deuxième image, puis en l’agrandissant aux mêmes dimensions que la première image. Voici les deux doublets, avant et après la correction.

Remarque : il a aussi fallu faire tourner d’un ou deux degrés une des images, car elles n’avaient pas exactement le même alignement nord-sud.

Comparer des images aériennes obliques prises avec des angles différents

Ce doublet est extrait d’un manuel de collège (Hatier 4°, 1998). Il montre une île Islandaise avant et après une éruption volcanique.

Sur la photo de 1972, on voit un volcan et peut-être même un second sur la droite. Sur celle de 1974, on voit nettement 2 volcans, et aussi que celui de gauche a produit de la lave en 1973. Les deux images sont disposées de telle façon qu’on a vraiment l’impression que c’est le grand volcan de 1972 qui s’est réveillé, alors que le volcan actif de 1973 est en fait totalement néoformé.

Si on veut comparer les images en transférant des contours de côtes, de quais, on va se heurter à la difficulté suivante : les images aériennes obliques ne sont jamais prises avec le même point de vue et le même angle d’observation.

Avec un logiciel sophistiqué, on pourrait essayer de déformer les contours extraits sur une des images avant de les superposer sur l’autre. Une solution plus simple consiste à tracer des lignes à partir d’objets linéaires (ici des quais) ou d’alignements de maisons présents sur les deux images. On aboutit au résultat suivant.

On voit alors nettement :
- que le volcan actif en 1973 est un nouveau volcan qui n’existait pas en 1972.
- que la coulée de laves a recouvert des habitations et a augmenté la surface de l’île.

Bilan

Ces opérations de critiques de doublets de d’images et de résolution des problèmes qu’elles posent peuvent faire l’objet d’activités pratiques plus ou moins détaillées avec les élèves, selon le temps dont on dispose. On peut se contenter de leur faire découvrir au vidéoprojecteur les problèmes et de leur indiquer les solutions. On peut aussi leur faire réaliser les comparaisons à l’écran. Cela peut en outre être l’occasion de valider tel ou tel item du B2i.

Ces comparaisons peuvent être faites dans des logiciels généralistes comme Open Office Dessin ou Word. Les techniques de dessin pour les réaliser sont indiquées dans les articles cités en début d’article. On peut aussi tracer des contours avec Mesurim ou tout autre logiciel de traitement d’images.

 

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