Archives du mot-clé Imagerie

P2 – Programme Imagerie et Données Grid

Présentation

Ce panel technique, piloté par la France, est chargée des tâches de coordination (inter DGIWG et avec les autres organismes de normalisation) et de la maintenance des standards Imagerie et données Grid (IGD) du DGIWG. Ces missions sont  :

  • entretenir la Feuille de Route Imagerie du DGIWG,
  • assurer une action de coordination en interne au DGIWG, en apportant le support nécessaire aux différents projets du DGIWG, notamment avec les Panels Métadonnées et Services web ;
  • assurer un support aux différentes organisations militaires (notamment OTAN dont JISR et MASINT) et une coordination sur le thème de l’Imagerie ;
  • capitaliser les connaissances, mettre en place des guides de bonnes pratiques (wikis) ;
  • coordonner et influencer les travaux des différentes organisations de normalisation (ISO, OGC) ;
  • maintenir les standards Imagerie du DGIWG.

Sous-groupes de travail

Publications

Standards publiées

    Néant

Standards en cours de révision

    Néant

Standards en développement

    Néant

3D Tiles (OGC)

Présentation

3D Tiles est un standard OGC destiné à la diffusion et le rendu de contenus géospatiaux 3D (très) volumineux tels que l’imagerie 3D (photogrammétrique), les bâtiments 3D, le BIM (Building Information Model), et autres objets vecteur et les nuages de points.

3D Tiles définit une structure de données hiérarchique et un ensemble de formats de tuiles fournissant un contenu destiné à être rendu / représenté.

3D Tiles ne définit pas de règles explicites pour la visualisation du contenu ; un client peut visualiser les données 3D Tiles comme bon lui semble.

Un ensemble de données de tuiles 3D, appelé tileSet, contient toute combinaison de formats de tuiles organisés en une structure de données spatiales.

Exemples de mise en œuvre

3D Tiles est notamment utilisé par des globes virtuels tels que CESIUM (d’AGI Interactive).

AGI Interactive (qui a soumis cette spécification comme standard OGC) gère un github pour 3D Tiles, cf. https://github.com/AnalyticalGraphicsInc/3d-tiles

Avis technique

3D Tiles est utilisé par la plateforme iTowns de l’IGN.

3D Tiles est une spécification en concurrence avec I3S (Indexed 3D Scene Layers) également standard OGc soumis par ESRI.

ISO 19130-2:2014 Modèles de capteurs d’images de géopositionnement — Partie 2: SAR, InSAR, lidar et sonar

Présentation

L’ISO/TS 19130-2:2014 prend en charge l’exploitation des images de télédétection. Elle spécifie les modèles de capteurs et les métadonnées pour la géolocalisation des images de télédétection des capteurs radar à synthèse d’ouverture (SAR), radar interférométrique à synthèse d’ouverture (Interferometric Synthetic Aperture Radar – InSAR), télédétection par laser (lidar) et sonar. Elle définit également les métadonnées nécessaires à l’aéro-triangulation des images aéroportées et spatioportées.

L’ISO/TS 19130-2:2014 donne les informations détaillées qui doivent être fournies pour la description des capteurs de SAR, InSAR, lidar et sonar, ainsi que les informations physiques et géométriques associées nécessaires à la construction rigoureuse d’un modèle physique de capteur. Pour les cas où des informations de géolocalisation précises sont nécessaires, cette spécification technique identifie les formules mathématiques permettant la construction rigoureuse de modèles physiques de capteurs qui mettent en relation l’espace-image en deux dimensions et l’espace-sol en trois dimensions en intégrant le calcul de l’erreur de propagation associée.

L’ISO/TS 19130-2:2014 ne précise pas comment les utilisateurs dérivent les données de géolocalisation.

Notes de version

La norme a été réexaminée et confirmée en 2017.

ISO/TS 19139-2

Présentation

Cette spécification technique applique les règles d’implémentation XML définie dans ISO 19139 : Implémentation XML des métadonnées  à l’ISO 19115-2 (ancienne révision) et définit une implémentation XML des extensions de métadonnées pour l’imagerie.

Note de version

Cette spécification technique est actuellement annulée. L’implémentation XML de la révision de la norme ISO 19115-3 a été dérivée par l’ISO.

ISO 19115-2

Présentation

Extension de la norme ISO 19115 sur les métadonnées pour l’acquisition et le traitement

Cette norme vise à étendre la norme ISO 19115-1 dont elle conserve l’esprit, afin de prendre en compte les métadonnées utiles à à l’acquisition et au traitement. Les principaux apports sont :

  • un paquetage UML complet définissant les métadonnées d’acquisition ;
  • des extensions de la partie généalogie permettent de décrire plus finement les processus de production ;

Implémentations

La norme ISO 19139-2 définit une implémentation XML standard pour cette norme.

Note de version

Cette norme a le statut de norme internationale (IS) depuis 2009.

Travaux en cours

Une révision est en cours notamment afin de corriger des erreurs mineures. Il a été notamment proposé de donner des bonnes pratiques pour l’encodage des dates dans un document annexe, afin d’harmoniser leur modélisation (dans 19115, elles sont basées sur 19103 et non sur 19108, ce qui laisse trop de possibilités pour l’encodage).

Thème « Imagerie et données maillées »

Présentation

Les données géospatiales d’imagerie et maillées concernent essentiellement les types de données suivantes :

  • les cartes scannées (raster en anglais) ;
  • les données images issues de capteurs, dans la géométrie de prise de vue ;
  • les orthoimages, issues des précédentes par traitements géométriques ;
  • les modèles numériques de terrain (données maillées altimétriques) et les modèles numériques d’élévation (prenant en compte le sursol) ;
  • des données thématiques maillées, telles que l’occupation du sol.

Les données nuages de points (Point Cloud), notamment lorsqu’ils sont porteurs des informations d’acquisition par leur capteur (Lidar) et d’information d’intensité ou de colorimétrie sont parfois considérés comme des données d’imagerie (lorsqu’ils sont denses ils peuvent être utilisés comme des modèles numériques de surface), bien que leur information de base est la coordonnée X, Y, Z de chaque point.

Cette thématique est focalisée sur les données images fixes (acquises à un moment donné), mais peut aussi s’intéresser aux données images animées (issues de capteurs).

Deux filières principales de production fournissent les données de cette thématique : la cartographie et l’observation / renseignement (Géo-intelligence ou GeoINT en anglais). Les données peuvent également provenir de systèmes producteurs de données d’imagerie ou maillées à valeur ajoutée.

À ces données sont associées les métadonnées, certaines étant spécifiques des données imagerie et maillées, et, dans certains cas, des données complémentaires (données qualité, renseignement…) sous forme numérique, graphique, textuelle ou vectorielle.

Les données doivent fournir le géo-référencement (fonction de mise en correspondance de chaque pixel avec les coordonnées géographiques), ou le modèle géométrique de géo-positionnement (aussi appelé de prise de vue), avec la précision géométrique autorisée par les technologies mises en œuvre.

Les données d’imagerie étant particulièrement volumineuses, des technologies de compression sont fréquemment mises en œuvre dans les formats de stockage.

Les instances de standardisation civiles (ISO et OGC) et militaires (DGIWG et JCGISR) ainsi que les divers acteurs des 2 filières cartographique et GeoINT ont, par le passé, contribué au développement de nombreux standards géographiques de données d’imagerie, soit basés sur des standards existants (tels que GeoTIFF), soit spécifiques, en particulier les acteurs militaires. À noter qu’au sein même de l’ISO, divers groupes traitent des standards pour l’imagerie (dont ISO/IEC JTC1 SC24 et SC29). Les producteurs de données et industriels ont aussi contribué à l’émergence de formats spécifiques pour l’imagerie géospatiale, parfois largement utilisés.

La mise à disposition de ces données (cartographiques et/ou GeoINT) à des utilisateurs d’origines diverses sur réseau oblige à une meilleure convergence des standards, notamment d’encodage, basée sur les principes généraux de mise en œuvre et d’encodage définis par l’ISO TC211, et la définition de services interopérables permettant la découverte, la prévisualisation, l’accès et l’exploitation de ces données. Si les sources, filières de production et d’exploitation peuvent être variées, les technologies au cœur de cette thématique sont communes ; la convergence de la standardisation doit faciliter l’accès et l’exploitation à ces données, simplifier leur mise en œuvre dans les systèmes et diminuer les coûts.

Pourquoi standardiser les données d’imagerie et maillées ?

La standardisation des données géospatiales d’imagerie et maillées répond aux principaux besoins  suivants :

  • faciliter les échanges et l’accès aux données, et harmoniser les modèles d’accès aux données et leurs encodages, en privilégiant des normes et standards civils et performants ;
  • faciliter le développement et la mise en œuvre de services d’accès et de traitement ;

et ceci en gérant de manière cohérente les métadonnées, informations de géoréférencement ou modèles géométriques de prise de vue par le capteur qui sont associées.

Elle concerne tous les domaines, acteurs et systèmes produisant, mettant en œuvre ou exploitant des données d’imagerie ou maillées, notamment dans les domaines de l’observation et la télédétection, la cartographie, la géomatique.

Généralités et constats

Les présentations suivantes donnent un aperçu (orienté par les travaux normalisation Défense) de l’état de l’art de la normalisation pour ce thème, plus particulièrement focalisé sur les organismes Défense et organismes civils où intervient la Défense.

Cet état de la standardisation fait apparaître l’existence d’une multiplicité de standards pour l’information géospatiale « imagerie et données maillées », mais aussi des tendances à aller vers une harmonisation :

  • des formats et de l’encodage : ajout d’une composante ou extension « Géo » aux standards existants pour les données image / raster : par ex. GeoTIFF ou GMLJP2.
  • des modèles et schémas de données : le modèle Coverage (ISO 19123) et son implémentation OGC GML Coverage (maintenant CIS 1.0 ou ISO 19123-2) sont opérationnels, notamment pour les serveurs de données Coverage avec le service WCS 2.0. Ce modèle traite des données géoréférencées ou permet également des données géoréférençables. Le modèle O&M (ISO 19156) pour les observations de capteurs est émergent pour des données brutes de capteurs, avec une mise en œuvre à l’aide du schéma OGC OMXML. Les standards abstraits de modèles de capteurs pour le géopositionnement (ISO 19130) et le modèle et schéma SensorML permettent l’encodage des métadonnées du modèle géométriques de prise de vue par le capteur.
  • des services (voir la thématique service) : Web Coverage Service (WCS) pour l’accès aux données Coverage, et Sensor Observation Service pour l’accès aux données observation.

À l’ISO/TC 211

Le thème de l’imagerie et des données maillées est traité par le groupe de travail n°6 de l’ISO/TC 211.

L’équipe normalisation Eden assure la coordination technique avec ce groupe de travail sur ce thème pour le DGIWG (dans le cadre des travaux normalisation Défense) et pour la Commission nationale AFNOR Info Géo.

L’ISO TC211 assure notamment la maintenance et l’évolution des normes relatives aux modèles de données pour l’imagerie (à savoir Coverage (19123) et O&M (19156)), ainsi que l’extension métadonnées pour l’imagerie (19115-2 et 19139-2). Les révisions des spécifications Coverage (19123) et Modèles de capteurs (19130-1) devraient permettre de clarifier la mise en œuvre des informations relatives à l’imagerie et aux modèles de prise de vue par les capteurs.

Normes publiées

  • le Modèle de référence pour les données image : 19101-2 ;
  • l’extension Métadonnées pour l’imagerie : 19115-2 pour le modèle et 19139-2 pour le schéma d’implémentation XML ;
  • la définition d’un cadre d’application (structure de données) pour l’imagerie et les données maillées : 19129 ;
  • les modèles géométriques de capteurs pour l’imagerie : 19130-1, avec une partie 19130-2 pour les capteurs InSAR, LIDAR et Sonar, comprenant également un modèle pour l’aéro-triangulation ;
  • la calibration et validation géométrique et radiométrique de capteurs d’imagerie : 19159-1 (capteurs optiques), 19159-2 (capteurs LIDAR), 19159-3 (capteurs SAR/InSAR).
  • la spécification technique 19163-1 : modèle de contenu pour l’imagerie et les données maillées et règles d’encodage : cette spécification a été restreinte dans la partie 1 au modèle de contenu avec son modèle conceptuel UML. Ces travaux sont orientés télédétection (Earth Observation).

NB : la norme 19123 concernant le modèle et schéma pour les couvertures (Coverage) a été développée et publiée en 2005 par le groupe WG2 (modélisation) du TC211 (aujourd’hui dissous).  Cette norme est endossée par le groupe WG6, et est en cours de révision dans le projet ISO 19123-1.

A noter également : la norme ISO 19156 – Observations et Mesures est aussi dans le périmètre de l’imagerie, même si c’est une norme et un modèle de données transverse, intégrant d’autres observations que l’imagerie ou les données capteurs.

Travaux en cours

  • la révision du modèle Coverage : projet 19123-1, qui doit prendre en compte les spécifications OGC CIS 1.0 et CIS 1.1 et les besoins d’évolution du modèle conceptuel.
  • le projet de schéma d’implémentation des normes ISO 19130 sur la base du standard SensorML : projet ISO TS 19130-3.
  • le projet de schéma d’implémentation ISO TS 19163-2 du modèle de contenu faisant l’objet de la partie 1 ; parmi les règles d’encodage, sont notamment prévus GeoTIFF, JP2K/GMLJP2, HDF.

À l’OGC

L’Open Geospatial Consortium OGC a lancé à l’orée du troisième millénaire une large réflexion sur l’imagerie et les données maillées qui a permis quelques avancées dans ce domaine longtemps laissé pour compte par la normalisation de l’information géographique.

L’OGC apparaît aujourd’hui comme le moteur principal de la standardisation pour l’imagerie géospatiale.

Standards publiés

  •  spécification abstraite pour les couvertures (ou « Coverage », qui ont initié le travail de la norme ISO 19123 au sein de l’ISO), la télédétection (Earth Observation)  l’exploitation des images et les services de transformation pour l’imagerie ;
  • spécification d’implémentation pour les couvertures en données maillées, à savoir le schéma GML Coverage (rebaptisée CIS 1.0 et soumise à l’ISO TC211 comme ISO 19123-2), basé sur GML, mis en œuvre par le service web pour les couvertures (WCS) – cf. thématique Service ; ce schéma permet de traiter des données grilles  rectifiées (géo-référencées) ou géo-référençables (en géométrie de prise de vue), avec l’extension GMLCOVRGRID (cf. spécification et schéma).
  • modèle standard pour les observations et les mesures (O&M, devenu la norme ISO 19156), et le schéma d’implémentation XML correspondant (OMXML) ;
  • modèle d’encodage de métadonnées de capteurs (SensorML 2.0) ;
  • standard d’encodage GMLJP2 (GML in JPEG 2000) basé sur le format et la compression JPEG2000 et GML (pour les métadonnées et données de géoréférencement, voire des modèles géométriques de prise de vue de capteurs  depuis la version 2.1).
  • révision OGC GeoTIFF 1.1, apportant notamment :
    • un alignement avec le registre de codes géodésiques EPSG ;
    • un ajustement des extensions GeoTIFF (notamment extension verticale) ;
    • la mise en place de tests de conformité.
  • standard LAS 1.4 pour les données nuages Point Cloud.

L’OGC a mis en place une initiative Sensor Web Enablement pour standardiser la gestion des données (observations) fournies par les capteurs, notamment les services de gestion de collection de capteurs et des services web, dont les 2 standards suivants :

  • SOS (Sensor Observation Service) pour l’accès et la collecte d’observations ;
  • SPS (Sensor Planning Service) pour la programmation.

Au sein de cette initiative, on notera le standard relatif aux objets connectés (SensorThings) pour les micro-capteurs en réseau.

Travaux en cours

  • Travaux Perspective Imagery (DWG) visant à définir des services (et modèles de données) pour l’imagerie panoramique.
  • Travaux Point Cloud (DWG) visant à définir des services d’exploitation multi-résolution pour les données Point Cloud.

Au DGIWG

Le DGIWG, avec le standard DIGEST (Digital Geographic information Exchange STandard), a développé les profils de produits ASRP et USRP pour les produits cartes scannées (raster), mis en œuvre de manière très limitée (FRA et GBR) ainsi que des extensions géospatiales NSIF dans son annexe D, mises en œuvre de manière limitée dans la communauté ISR de la Défense.

L’ambition actuelle du DGIWG est de favoriser l’émergence des normes civiles ISO TC211 et OGC en essayant d’assurer la prise en compte des besoins et exigences de la communauté Défense. Il dispose des relations et de la reconnaissance nécessaire pour ce faire, étant représenté à l’ISO TC211 et à l’OGC.

Le DGIWG joue un rôle fédérateur pour orienter la standardisation dans le domaine de l’imagerie,  sur la base des travaux OGC et ISO TC211, pour permettre de répondre aux besoins d’interopérabilité de la Défense.

Le DGIWG est également en relation avec les organismes de normalisation hydrographiques et océanographiques, ainsi qu’avec le JCGISR qui maintient le STANAG d’imagerie NSIF, utilisé par la communauté ISR (Renseignement).

Les travaux du DGIWG pour l’imagerie sont coordonnés par le Panel technique Imagerie et cadrés par la feuille de route pour l’imagerie, mise à jour annuellement. Ces travaux mettent actuellement la priorité sur l’encodage, et le développement de profils des normes et standards civils pour la communauté militaire.

Standards publiés

  •  profil GeoTIFF standardisé développé par le DGIWG en 2009 et mis à jour fin 2017 dans une version 2.2.1 intégrant des besoins complémentaires soumis par l’US NGA (multi-bande) et le domaine météo (MILMET) avec l’ajout de l’extension des compressions TIFF (notamment RLE et JPEG), ainsi que l’ajout d’un tag TIFF TIFF_RSID permettant d’inclure un identifiant unique (par ex. UUID) pour la ressource fichier image / raster, suite à une demande OTAN. Une version 2.3 ajoutant le support de OGC GeoTIFF 1.1 est en cours de publication.
  •  profil GMLJP2 version 1 publié en 2014. Ce profil est un standard pour données compressées en JPEG2000, performant pour les données raster, orthoimagerie et d’élévation. Une version 2, basée sur la version 2 du standard GMLJP2 de l’OGC a été publiée en 2016. Une extension pour des données « Georeferenceable » comportant les modèles géométriques de capteurs (ou des modèles mathématiques de remplacement), sur la base de la version OGC GMJP2 v2.1, a été publiée en avril 2019.
  •  spécification de modèles de données altimétriques (ESM), avec un modèle de métadonnées compatible de produits altimétriques haute résolution et permettant un encodage multiple (par ex. GeoTIFF, BIIF ou JP2) a été publiée en juin 2013 et mise à jour en 2017.
  •  spécification de produits altimétriques DGED 1.0 (multi-niveaux du niveau 1 à un niveau 9 – à 12.5 cm) a été publiée en 2016. Une version 1.1 prenant en compte l’évolution DMF en version 2 a été publiée fin 2017, mais, à cause de problèmes d’alignement avec DMF 2.0, une version corrigendum DGED 1.2 a été publiée en mai 2018.

Travaux en cours

  • projet P2-03 de spécification de gamme de produits cartographiques raster (DRP, Defense Raster Product) est en cours. Une action de questionnaire a précisé le(s) besoin(s) et la France a proposé un document d’entrée sur la base des choix nationaux pour Geode4D et Geomaps. Le cadrage final du besoin a été effectué lors du DGIWG TP de Melbourne (mai 2018) et les USA et la Turquie on rejoint l’équipe projet (initialement constituée de AUS, FRA et SWE). L’Espagne a également rejoint le projet à l’automne 2019. Une version finale est supposée être soumise d’ici à vote DGIWG début 2020.
  • projet P2-04 de produits orthoimagerie (DPS), démarrant début 2020.
  • projet P2-05 de profils des standards OGC SWE, poussé par le NATO MASINT et les USA.

À l’OTAN

Ce groupe de la partie Air de l’OTAN (NAFAG) traite de la standardisation pour les systèmes de renseignement (Intelligence), surveillance et reconnaissance (ISR), en particulier des données d’imagerie issues de capteurs spatiaux, aériens ou terrestres, qu’ils soient actifs ou passifs, électroniques ou optiques.

Au sein du JCGISR, un groupe a été chargé de développer les outils nécessaires et les interfaces standards pour assurer l’interopérabilité des opérations de renseignement, surveillance et reconnaissance sur le théâtre des opérations militaires : c’est IMWG (Imagery Working Group).

Ce groupe de travail a mis en place l’architecture d’un système prenant en compte la collecte de données, le traitement des données, l’exploitation des données et la dissémination des données pour le renseignement, la reconnaissance ou la surveillance. La structure ci-dessous détaille les relations entre les différentes opérations et les endroits où interviennent les différentes spécifications, ou STANAGs (STANdard AGreement).

Standards publiés

  • STANAG 4545 NATO Secondary Imagery Format (NSIF) définit un format d’échange des données numériques d’images et de leurs données associées pour promouvoir l’interopérabilité au sein de l’OTAN. L’édition 2, comme profil de la norme ISO 12087-5 (BIIF), a été publiée en mai 2013. NISF est équivalent avec le standard US NITF (qui en est à l’origine).
  • STANAG 4559 NATO Secondary Imagery Library Interface (NSILI) permet des échanges entre des bases de données reconnaissance et des catalogues de produits qui leur sont nécessaires.
  • STANAG 7023 NATO Primary Image Format donne l’ensemble des données auxiliaires liées à de l’imagerie aérienne pour de la reconnaissance.
  • STANAG 4607 Ground Moving target Imagery Format (GMTIF) définit le contenu et le format de produits radar à cible mobile.
  • STANAG 4609 NATO Digital Motion Imagery Format voudrait permettre l’interopérabilité lors des échanges de vidéos.

Travaux en cours

La communauté JCGISR et l’IMWG s’intéresse actuellement à une évolution des standards d’imagerie ISR, dont le STANAG 4545 (NSIF), basée sur un standard unique basé sur un « Data container » compatible des contraintes Vidéo.  La priorité actuelle de ce groupe (notamment des USA) étant l’imagerie vidéo (Motion Imagery), cette communauté souhaite s’orienter vers d’autres standards (par exemple MXF ou H.265 ou IBMFF), et la mise en œuvre de KLV (Key-Length-Value) – cf. recommandation ITU http://www.itu.int/rec/R-REC-BT.1563-1-201103-I/en pour la gestion des informations relatives à la donnée imagerie (parfois appelées « metadata » par cette communauté).

Autres

INSPIRE

Standards publiés

Les principales spécifications INSPIRE relatives au thème imagerie sont :

  • Orthoimagerie (OI),
  • Elevation (EL).

GWG (USA)

Le GWG (GeoINT standards Working Group), sous l’égide du DoD (Department of Defense) a également pour vocation de fédérer, au niveau américain, la standardisation de l’imagerie dans le domaine GEOINT, c’est à dire imagerie et information géospatiale, avec notamment les « focus group » NTB (NITF Technical Board) et CSMWG (Community Sensor Model).

Le GWG dispose également de relations avec le JCGISR, mais également l’OGC et le DGIWG.

Ce groupe n’est pas suivi par l’équipe normalisation.

Les standards pour l’imagerie, les données maillées et nuages de points