L’extension de géoréférencement

L’extension de géoréférencement est un outil permettant de renseigner les coordonnées de rasters en générant les fichiers “world” (fichiers de référence indiquant les paramètres de translation, rotation et mise à l’échelle) ou de les transformer dans un nouveau système. La première étape pour le géoréférencement d’une image est de localiser, sur le raster, des points dont vous pouvez déterminer les coordonnées avec précision.

Fonctionnalités

Bouton

Description

Bouton

Description

       
mActionAddRasterLayer

Ouvrir un raster

mActionStartGeoref

Commencer le géoréférencement

mActionGDALScript

Générer le script GDAL

mActionFileOpen

Charger les points de contrôle

mActionFileSave

Sauvegarder les points de contrôle

mActionOptions

Paramètres de transformation

mActionCapturePoint

Ajouter un point

mActionDeleteSelected

Effacer un point

mActionMoveFeature

Déplacer un point

mActionPan

Se déplacer

mActionZoomIn

Zoom +

mActionZoomOut

Zoom -

mActionZoomToLayer

Zoom sur la couche

mActionZoomLast

Zoom précédent

mActionZoomNext

Zoom suivant

mActionLinkGeorefToQGis

Lier le géoréférenceur à QGIS

mActionLinkQGisToGeoref

Lier QGIS au géoréférenceur

   

Table Géoréférenceur 1: Outils de géoréférencement

Procédures courantes

Pour déterminer des coordonnées X et Y (notées en DMS (dd mm ss.ss), DD (dd.dd) ou en coordonnées projetées (mmmm.mm)) qui correspondent au point sélectionné sur l’image, deux procédures peuvent être suivies :

  • Par le raster lui-même : quelquefois les coordonnées sont littéralement écrites (p. ex., les graticules). Dans ce cas, vous pouvez les saisir manuellement.

  • par des données déjà géoréférencées ; cela peut être des données vecteur ou raster où figurent les mêmes objets/entités que sur le raster que vous désirez géoréférencer. Dans ce cas, il vous faudra renseigner les coordonnées en cliquant les données de référence qui auront été chargées dans la carte principale de QGIS.

La procédure standard pour le géoréférencement d’une image implique la sélection de plusieurs points sur le raster, en spécifiant leurs coordonnées et en choisissant la transformation appropriée. En se basant sur les paramètres entrés et les données, l’extension calculera les paramètres du fichier “world”. Plus il y a de coordonnées fournies, meilleur sera le résultat.

La première étape consiste à lancer QGIS puis à charger l’extension (voir la section Activer une extension principale) puis cliquer sur le bouton georeferencer Géoreferencer qui apparaît dans la barre d’outils de QGIS. La fenêtre de géoréférencement se présente sous la forme montrée dans la figure figure_georeferencer_1.

En guise d’exemple, nous allons utiliser une carte topographique du Dakota du Sud publiée par le SDGS. Elle pourra par la suite être affichée avec les données du secteur GRASS spearfish60. Cette carte topographique peut être téléchargée à l’adresse suivante : http://grass.osgeo.org/sampledata/spearfish_toposheet.tar.gz.

Figure Georeferencer 1:

../../../_images/georefplugin.png

Georeferencer Plugin Dialog nix

Saisir des points de contrôle (GCP)

  1. Pour commencer le géoréférencement d’un raster, nous devons le charger via le bouton mActionAddRasterLayer. Le raster apparaît alors dans la surface principale de travail de la fenêtre. Une fois qu’il est chargé, nous pouvons commencer à entrer des points de contrôles.

  2. En utilisant le bouton mActionCapturePoint Ajouter des Points, ajouter par un clic des points dans la surface de travail et saisissez leurs coordonnées (voir figure figure_georeferencer_2). Pour ce faire, il y a deux manières de procéder :

    • En cliquant en un point de la carte raster et entrant les coordonnées X et Y manuellement.

    • En cliquant en un point de la carte raster puis sur le bouton pencil Depuis le canevas pour ajouter les coordonnées X et Y à l’aide d’une carte géoréférencée déjà chargée dans le canevas principal de QGIS.

    • Avec le bouton mActionMoveFeature, vous pouvez déplacer les points de contrôle dans les deux fenêtres au cas où ils seraient mal placés.

  3. Continuez d’entrer des points jusqu’à en avoir au moins quatre. Des outils additionnels situés dans la partie supérieure de cette fenêtre permettent de zoomer et de se déplacer dans l’espace de travail.

Figure Georeferencer 2:

../../../_images/choose_points.png

Add points to the raster image nix

Les points qui sont ajoutés sur la carte sont enregistrés dans un fichier texte distinct (nomdufichier.points) qui est stocké avec le fichier raster. Il permet de rouvrir l’extension à une date ultérieure et de rajouter de nouveaux points ou d’effacer ceux existants pour améliorer le résultat sans devoir tout refaire. Le fichier de points contient les valeurs suivantes : mapX, mapY, pixelX, pixelY (soit les coordonnées cartographiques et les coordonnées du pixel). Vous pouvez aussi utiliser mActionFileOpen Charger des points de contrôle et mActionFileSave Sauvegarder des points de contrôle dans des répertoires différents si vous le désirez.

En cliquant sur l’en-tête d’une colonne de la table des points, vous pouvez les trier numériquement. Cette liste est automatiquement mise à jour.

Configurer la transformation

Après avoir ajouté vos points de contrôle, vous devez sélectionner la méthode de transformation qui sera utilisée pour le géoréférencement.

Figure Georeferencer 3:

../../../_images/transformation_settings.png

Defining the georeferencer transformation settings nix

Algorithmes de transformation disponibles

Selon le nombre de points que vous saisissez, vous aurez à utiliser différents algorithmes de transformation. Le choix d’un algorithme dépend aussi du type et de la qualité de vos sources de données et du niveau de distorsion géométrique que vous êtes prêt à accepter dans le résultat final.

Actuellement les algorithmes suivants sont disponibles :

  • L’algorithme Linéaire est utilisé pour créer un fichier “world”. Il est différent des autres algorithmes en ce sens qu’il ne transforme pas le raster. Cet algorithme ne sera vraisemblablement pas suffisant pour géoréférencer des données scannées.

  • L’algorithme Helmert applique de simples translation, rotation et mise à l’échelle.

  • Les algorithmes Polynomiaux de degré 1 à 3 sont parmi les algorithmes les plus utilisés pour le géoréférencement et chacun diffère par le degré de distorsion qu’il introduit pour faire correspondre au mieux la source aux points de contrôles. La transformation polynomiale la plus utilisée est celle d’ordre deux qui autorise quelques courbes. La transformation polynomiale d’ordre un (aussi appelée transformation affine) préserve la colinéarité et permet seulement les translation, rotation et mise à l’échelle (comme la transformation de Helmert).

  • L’algorithme Thin Plate Spline (TPS) est une méthode plus moderne qui est capable d’introduire des déformations sur des secteurs précis de l’image. Il est très pratique quand des sources de faible qualité sont utilisées.

  • L’algorithme Projective est une rotation linéaire puis une translation des coordonnées.

Définir la méthode de rééchantillonage

Le type de ré-échantillonnage à effectuer dépendra de votre donnée en entrée et de l’objectif de l’exercice. Si vous ne voulez pas changer les statistiques de l’image, vous devriez sélectionner la méthode du plus proche voisin tandis que le ré-échantillonnage cubique produira un résultat plus lisse.

Il est possible de choisir entre 5 méthodes de ré-échantillonnage.

  1. Au plus proche voisin

  2. Linéaire

  3. Cubique

  4. Cubic Spline
  5. Lanczos

Définir les paramètres de transformation

Plusieurs paramètres doivent être renseignés afin de créer un raster géoréférencé.

  • La case checkbox Créer un fichier de coordonnées est uniquement disponible lorsque la méthode de transformation linéaire est choisie, et ce, parce que votre image ne sera alors pas transformée en sortie. Dans ce cas précis, le champ raster de sortie ne sera pas activé, car seul le fichier de coordonnées sera créé.

  • Pour tous les autres types de transformations, vous pouvez saisir un Raster de sortie. Par défaut, le nouveau fichier s’intitulera ([nomdefichier]_georef) et sera enregistré dans le même répertoire que le raster original.

  • L’étape suivante est la définition du SCR cible pour le raster géoréférencé (lire section Utiliser les projections).

  • Si vous le désirez, vous pouvez demander à générer une carte PDF ou générer un rapport PDF qui inclut tous les paramètres définis ainsi qu’une image avec tous les résidus et une liste des points de contrôles et leurs erreurs RMS.

  • Vous pouvez cocher la case checkbox Définir la résolution de la cible et préciser la résolution de pixel du raster généré. La résolution horizontale et verticale par défaut est de 1,

  • Lorsque la case checkbox Employer 0 pour la transparence si nécessaire est cochée, cela indique que la valeur 0 sera transparente lors de la visualisation. Dans notre exemple, toutes les zones blanches seront transparentes.

  • Pour finir, la case checkbox Charger dans QGIS lorsque terminé assure le chargement automatique du raster quand la transformation est achevée.

Afficher et modifier les propriétés raster

En cliquant sur Propriétés du raster dans le menu Paramètres s’ouvre la fenêtre des propriétés du raster que vous voulez géoréférencer.

Configurer le géoreferenceur

  • Vous pouvez choisir d’afficher les coordonnées de points ou leur identifiant.

  • Les résidus peuvent être exprimés en unités de la carte ou en pixel.

  • Vous pouvez modifier les marges et la taille de papier du rapport PDF.

  • Enfin, vous pouvez aussi activer la case checkbox Afficher la fenêtre de géoréférencement dans la fenêtre principale.

Lancer la transformation

Lorsque tous les points de contrôle ont été posés et les paramètres de transformation saisis, appuyez sur le bouton mActionStartGeoref Commencer le géoréférencement pour créer le raster final.