Le géoréférencement

Le géoréférencement est une procédure qui permet de positionner correctement une couche d'information géographique (comme une carte scannée ou une photo aérienne) qui ne possède pas de système de coordonnées de référence (SCR) connu, afin de la placer dans un SCR reconnu et partagé par tous. L'objectif principal est de pouvoir superposer et combiner différentes couches d'informations d'origines variées pour créer une carte ou mener une analyse thématique ou spatiale complexe.

Le principe du géoréférencement

Lorsqu'on dispose d'une image sans coordonnées géographiques, comme une photo aérienne scannée, on peut facilement lui associer un repère arbitraire, par exemple en traçant deux axes orthogonaux. Cependant, ce repère n'est pas connu des autres utilisateurs. Le géoréférencement consiste donc à remplacer ce repère arbitraire par un système de coordonnées de référence connu de tous, comme le Lambert II étendu.

Mathématiquement, il s'agit d'un changement de repère. On applique une transformation mathématique pour passer des coordonnées de l'image (souvent en pixels) aux coordonnées du système de référence cible (par exemple, en mètres).

• Pour des ajustements simples, on utilise des fonctions affines (transformations linéaires comme un déplacement ou une mise à l'échelle).
• Si l'image originale présente des déformations plus complexes, des fonctions plus évoluées (projectives, quadratiques ou cubiques) sont nécessaires.

Les étapes clés du géoréférencement

Le processus se déroule en plusieurs étapes principales :

1. Définir des points de contrôle (amers) : Il faut d'abord trouver une carte de référence déjà géoréférencée qui couvre approximativement la même zone que l'image à traiter, et ce, à une échelle compatible. Ensuite, on identifie des points remarquables, appelés amers, qui sont facilement repérables sur les deux documents (l'image à géoréférencer et la carte de référence).

2. Saisir les coordonnées des points de contrôle : Pour chaque amer identifié, on relève ses coordonnées dans les deux systèmes :

   • Les coordonnées dans le repère de l'image d'origine (par exemple, en pixels, avec une origine souvent fixée au coin supérieur gauche de l'image raster).
   • Les coordonnées correspondantes dans le système de référence cible (par exemple, en Lambert II étendu).

3. Estimer la fonction de transformation : Une fois les coordonnées des points saisies, le système calcule la double fonction de transformation (une pour les x, une pour les y) qui permettra de passer d'un repère à l'autre. Ce calcul est réalisé en appliquant la méthode des moindres carrés sur l'ensemble des points de contrôle saisis.

4. Reconstruire la nouvelle couche : Enfin, la nouvelle couche géoréférencée est reconstruite par une technique appelée rééchantillonnage. L'image d'origine est ainsi déformée et repositionnée pour correspondre au nouveau système de coordonnées.

La plupart des logiciels de Systèmes d'Information Géographique (SIG) intègrent des outils qui simplifient et accélèrent grandement ces opérations, notamment la saisie des coordonnées et le calcul de la transformation.