Générer une ortho-image Pléiades

Les images Pléiades sont acquises à bord du satellite à 70 cm de résolution (au nadir) pour le mode spectral panchromatique (noir et blanc) et à 2,8 m de résolution (au nadir) pour le mode multispectral (couleur : Rouge, Vert, Bleu et proche infrarouge). Elles sont ensuite ré-échantillonnées au sol pour rendre les produits robustes aux différents traitements informatiques qui seront réalisés ensuite. La résolution des produits Pléiades distribués par Airbus DS est de 50 cm en mode panchromatique et de 2 m en mode multispectral. Le traitement appelé Pansharpening consiste à fusionner la bande haute résolution panchromatique avec les bandes plus basse résolution multispectrale pour obtenir une image multispectrale à haute résolution spatiale.

Les images Pléiades sont distribuées avec différents niveaux de traitement géométrique dont le plus proche de l’image telle qu’acquise par le capteur est le format PRIMARY. Une ortho-image est une image géoréférencée et corrigée des effets d’angles et de relief, optimale pour une utilisation simple et directe de l’image et l’ingestion dans un SIG. L’orthorectification est donc l'étape de correction géométrique qui permet de passer de l'image PRIMARY à l'ortho-image.

Ce tutoriel décrit les étapes à réaliser pour réaliser la fusion et l'orthorectification à l'aide de l'Orféo Toolbox. Ce tutoriel décrit les lignes de commande de l'OTB CLI (Command Line Interface) mais les étapes peuvent également être réalisées depuis l'application OTB Monteverdi.

Choix de l'image

Si vous êtes dans le cas d'une acquisition stéréo ou tri-stéréo, vous avez plusieurs images pour la même scène. Afin de choisir quelle acquisition va servir pour générer l'ortho-image, on récupère les angles d'incidences de chaque image (ici le panchromatique). On va travailler sur l'acquisition dont l'angle d'incidence est le plus faible c'est-à-dire la plus proche d'une prise de vue nadir.

Dans chaque dossier on exécute la commande suivante qui va récupérer la valeur d'angle d'incidence dans le fichier DIMAP et on garde la valeur minimale :

grep "INCIDENCE_ANGLE>" DIM*

Pansharpening

Le traitement "Pansharpening" consiste à fusionner les bandes XS et PAN en les passant toutes à la résolution du panchromatique.

Pour chacune des images :

otbcli_BundleToPerfectSensor -inp <path>/<pan.[tif|jp2]> -inxs <path>/<rgb.[tif|jp2]> -out <pxs.tif>

Affinage du modèle géométrique (optionnel)

Afin d'améliorer la localisation de la future ortho-image, on peut affiner le modèle géométrique. Pour ce faire, il faut commencer par calculer les points homologues entre notre P+XS et une ortho de référence :

otbcli_HomologousPointsExtraction -in1 <pxs>.tif -in2 <ortho_ref>.tif -mode geobins -elev.dem <DEM e.g. SRTM> -algorithm sift -out homologous.txt -outvector homologous.shp

Une fois que l'on a récupéré les points homologues, on peut affiner le modèle :

otbcli_RefineSensorModel -ingeom <input>.geom -outgeom <output>.geom -elev.dem <DEM e.g. SRTM> -inpoints homologous.txt -outstat <stats>.txt -outvector <refined>.shp -map epsg -map.epsg.code <CODE_EPSG>

Si vous ne possédez pas de fichier `<input>.geom`, vous pouvez utiliser la commande suivante pour le générer :

otbcli_ReadImageInfo -in <DIMAP_PAN>.xml -outkwl <input>.geom

Ortho-rectification

Dans le cas où l'on possède un MNT pour la zone étudiée on peut exécuter la commande suivante :

otbcli_OrthoRectification -io.in <path>/<pan+XS.tif> -io.out <ortho.tif> uint16 -elev.dem <DEM e.g. SRTM>

Sinon par défaut, l'OTB utilisera le Géoïde comme référence :

otbcli_OrthoRectification -io.in <path>/<pan+XS.tif> -io.out <ortho.tif> uint16

Astuces

Si un MNT plus haute résolution que le SRTM (MNT Pléiades, MNT Pléiades-Neo, etc.) est disponible pour la zone étudiée, il est préférable de l'utiliser lors de l'orthorectification.
Pour l'affinage géométrique, si on recherche une ortho-image de référence, on peut aller sur le site de l'IGN qui propose en open-access la BD Ortho.

Résolutions des problèmes fréquents

Lors de l'affinage géométrique, dans l'étape de l'extraction des points homologues, il faut vérifier que les bandes que l'on compare sont bien les mêmes (Rouge-Rouge par exemple). Dans le cas contraire, il faut mapper les bandes dans la commande OTB (par défaut, la commande compare la bande 1 de chaque image)
Il peut arriver qu'on observe une erreur de localisation avec les images Pléiades lors de l'ortho-rectification. On peut utiliser une source externe (par exemple OpenStreetMap) pour vérifier si ce biais de localisation est présent.