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ISO 19130-2:2014

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’aérotriangulation 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, la présente 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 ni comment les utilisateurs dérivent les données de géolocalisation, ni le format ou le contenu des données qu’ils génèrent.

Défense RENS JCGISR

État des travaux Défense / Renseignement : le JCGISR (ex- Air Group IV)

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).

Le JCGISR a produit les standards suivants pour répondre aux besoins militaires:

  • le 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).
  • le 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.
  • le STANAG 7023 NATO Primary Image Format donne l’ensemble des données auxiliaires liées à de l’imagerie aérienne pour de la reconnaissance.
  • le STANAG 4607 Ground Moving target Imagery Format (GMTIF) définit le contenu et le format de produits radar à cible mobile.
  • le STANAG 4609 NATO Digital Motion Imagery Format voudrait permettre l’interopérabilité lors des échanges de vidéos.

La communauté JCGISR et l’IMWG s’intéressent actuellement à GMLJP2 comme alternative au STANAG 4545 (NSIF) basée sur des standards civils et compatible des autres standards OGC mis en œuvre par les éditeurs logiciels.

ISO 19115-2

Extension de la norme ISO 19115 sur les métadonnées pour l’imagerie

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

  • un paquetage UML complet a définissant les métadonnées d’acquisition ;
  • des extensions de la partie généalogie permettent de décrire plus finement les processus de production ;
  • des extensions de la partie qualité permettent l’expression de résultats sous la forme de couches de qualification (couvertures au sens de la norme ISO 19123) raster ou vectorielles telles définies dans les métadonnées DNG (SGP/SGI).

Cette norme a été longtemps handicapée par des relations conflictuelles avec le projet de norme 19130 dont elle dépendait fortement. La modification des modèles UML de la norme ISO 19130 avec un travail de mise en cohérence avec les normes existantes, a permis de résoudre les problèmes d’incohérence, notamment avec 19115-2.

Cette norme a le statut de norme internationale (IS) depuis 2009. Elle est actuellement en cours de révision.

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

Thème « Imagerie et données maillées »

Introduction

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.

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 tendance 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 deviennent opérationnels, notamment pour les serveurs de données Coverage. Ce modèle traite des données géoréférencées ou permet également des données géoréférençables. Le modèle O&M (ISO 19156) pour les observations de capteurs d’imagerie est émergent pour des données brutes de capteurs d’imagerie, avec une mise en œuvre à l’aide du schéma OGC OMXML. Le modèle et schéma SensorML permet l’encodage des métadonnées du modèle géométriques de prise de vue par le capteur.
  • des services (voir la thématique service) : Web Coverage Service pour l’accès aux données Coverage, et Sensor Observation Service pour l’accès aux données observation.

L’OGC apparait aujourd’hui comme le moteur principal de la standardisation pour l’imagerie géospatiale. Pour l’encodage, l’OGC propose le standard GMLJP2 (données compressées JPEG2000), et a lancé une action de révision de GeoTIFF.

L’ISO TC211 assure 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). La révision des spécifications Coverage (19123) et Modèles de capteurs (19130) pourraient permettre de clarifier la mise en œuvre des informations relatives à l’imagerie et aux modèles de prise de vue par les capteurs.

Le DGIWG peut jouer 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.

Pour en savoir plus

Contexte standardisation civil

État des travaux imagerie de l’OGC

État des travaux imagerie de l’ISO TC 211 et le groupe de travail WG6

Contexte standardisation Défense

État des travaux Défense / Renseignement : le JCGISR (ex- Air Group IV)

État des travaux Défense / Environnement géographique : le DGIWG

État des travaux Défense / USA : le GWG