CH313591A - Procédé de photogrammétrie terrestre et dispositif pour sa mise en oeuvre - Google Patents

Description

  
 



  Procédé de photogrammétrie terrestre et dispositif pour sa mise en oeuvre
 On sait que la photogrammétrie terrestre a pour but l'établissement du plan ou de la carte d'un terrain en partant due mesures effectuées sur des photographies dudit terrain prises de points de vue fixes situés généralement au sol et dont la position est connue.



   L'inconvénient majeur rencontré en photogrammétrie terrestre est celui des   espaces morts  , zones de la surface du terrain qui ne sont pas visibles des points de prise de vue.



  Cet inconvénient a limité jusqu'ici le développement de cette technique aux levées de zones accidentées où   l'on    peut trouver des points de station qui permettent de voir de grandes étendues de terrain. Dans les régions plates ou moyennement accidentées, les ondulations du terrain, les haies, buissons, etc., peuvent masquer une partie importante de la surface du sol. Le rendement de la méthode photogrammétrique est alors très faible. Cette méthode est également en défaut lorsque le terrain, quoique visible, est recouvert par une végétation dense ou par de l'eau.



   De plus, dans beaucoup de cas, les détails importants du terrain, qui doivent figurer sur les plans, telles les bornes fixant la limite des propriétés, ne sont pas visibles.



   Ceci explique pourquoi les procédés de topométrie et de topographie directe, malgré la longueur des opérations sur le terrain, les calculs qu'ils imposent, le travail d'établissement du plan et le nombre relativement restreint des points dont ils permettent de définir la position, ont seuls été utilisés, jusqu'à ce jour, pour effectuer ces levées. Dans ces méthodes de topométrie directe, en effet, l'opérateur n'est pas astreint, comme dans la méthode photogrammétrique, à voir le sol même, mais des mires situées à une hauteur de deux à quatre mètres, mires qu'un aide déplace et pose verticalement sur le point du terrain dont on veut avoir la position. Ces mires sont visées ; les directions horizontales des lignes de visées sont repérées sur un cercle ou enregistrées sur une planchette horizontale, leurs directions verticales sont repérées sur une règle ou sur un cercle vertical.

   La distance des mires ou point de station est mesurée. En fait, l'opérateur détermine donc la position des points assez élevées au-dessus du terrain pour être visibles; mais cette détermination est longue, onéreuse, et ne présente pas toujours la précision des déterminations photogrammétriques.



   La présente invention a notamment pour but de remédier aux inconvénients ci-dessus, notamment ceux concernant d'une part les espaces morts de la photogrammétrie terrestre, d'autre part les imperfections des méthodes topométriques et topographiques directes,  notamment en ce qui concerne la longueur du temps nécessaire à ces relevés et à leur prix de revient élevé.



   La présente invention concerne à cet effet un procédé de photogrammétrie terrestre caractérisé parce qu'on utilise au moins une mire qu'on déplace dans le champ commun, au moins deux chambres photographiques, successivement à hauteur connue au-dessus des points dont on désire déterminer la position et qu'on enregistre cette position simultanément dans les chambres photographiques, ce qui permet de déduire les caractéristiques du terrain.



   Le dispositif pour la mise en oeuvre du procédé comprend au moins une mire et au moins deux chambres photographiques comportant chacune un masque mobile commandé par un viseur et masquant le champ de l'objectif sauf dans une faible étendue autour de la direction de visée.



   Ledit masque peut être situé à l'extérieur ou à l'intérieur de la chambre photographique.



   Le principe du procédé suivant l'invention et plusieurs formes d'exécution du dispositif pour sa mise en oeuvre sont représentés, schématiquement et à titre d'exemples, sur le dessin ci-joint dans lequel
 les fig. 1 et 2 illustrent respectivement en élévation et en plan le principe du procédé selon l'invention;
 la fig. 3 représente une mire utilisée pour la mise en oeuvre du procédé de l'invention;
 la fig. 4 représente en élévation une chambre photographique d'une première forme d'exécution
 la fig. 5 représente en perspective et en coupe partielle une chambre photographique d'une deuxième forme d'exécution;
 la fig. 6 représente en élévation et en coupe partielle une chambre photographique d'une troisième forme d'exécution.



   Pour la mise en oeuvre du procédé, on utilise de préférence deux appareils photographiques pour la prise de vues. Ces deux appareils photographiques sont mis en station en deux points S1,   52    (fig. 2).



   L'opérateur géomètre place ses aides porte-mires aux points qu'il juge convenables, par exemple, dans le cas de levés cadastraux, sur les bornes reconnues par les propriétaires riverains. Les aides qui se tiennent auprès de chacun des appareils annoncent par un signal convenu que la mire est visible. Au signal du porte-mire, ils actionnent le déclenchement de l'obturateur réglé au temps de pose assurant l'impression du signal lumineux; à leur   si-    gnal, le porte-mire éteint sa lampe et change de place. Pendant son déplacement pour aller occuper un autre point, un deuxième portemire peut, de même, faire enregistrer la position de la sienne. Plusieurs mires peuvent évidemment être photographiées simultanément.



   Par suite des oscillations possibles des mires, il est du plus grand intérêt que les prises de vues soient simultanées. Les chambres photographiques utilisées pourront donc avantageusement être munies d'un déclenchement électrique assurant leur synchronisme au 1/100e de seconde, déclenchement actionné par   l'un    des aides.



   Pour représenter les formes du terrain, le géomètre peut faire déplacer ses porte-mires soit en suivant approximativement des courbes du niveau, soit en décrivant des profils, selon qu'il jugera opportun, et en les faisant stationner aux points caractéristiques de relief comme dans le cas d'un levé au tachéomètre.



   Lorsque l'opérateur possède un croquis ou une vue aérienne du terrain, il est aisé de reporter approximativement la position des mires et noter leur hauteur au-dessus du sol.



  Au point de vue de la précision, il y a intérêt à utiliser la hauteur minimum compatible avec la visibilité.



   Dans le cas du levé de régions boisées, la mise en place des mires est plus délicate; il y a intérêt à pouvoir régler la hauteur de celles-ci de façon à éviter qu'elles soient masquées par les branchages, un soin particulier devra alors être apporté à la confection du  croquis et les variations de hauteur des mires devront être soigneusement notées.



   Pour faciliter la mise en place des mires en des points visibles, chaque station est signalée par une balise élevée située dans son voisinage immédiat.



   Pendant la durée de l'opération de prise de vue, la stabilité des chambres photographiques est contrôlée par chacun des aides qui leur est affecté (contrôle des niveaux et contrôle du pointé d'une lunette de visée sur un repère). Elle est rétablie si besoin est.



   Les lignes figuratives de la planimétrie et du nivellement sont tracées sur la restitution comme dans le cas d'un levé au tachéomètre.



   La fig. 3 représente une mire lumineuse plus visible que les mires habituelles.



   La mire lumineuse est constituée par une tige rigide légère 7 portant
 - une lampe électrique I de grande puissance située à sa partie supérieure et éclairant vivement, par exemple une fente en croix, en
T ou de toute autre forme géométrique formant le repère à photographier;
 - un commutateur 2 situé à hauteur de la main du porte-mire et permettant l'allumage de la lampe I;
 - une prise de courant permettant de connecter la mire à une batterie d'accumulateurs portée à dos par le porte-mire;
 - un filtre coloré ou polarisant 8 placé devant la lampe I;
 - une nivelle 3 permettant de contrôler la verticalité de la mire;
 - une paire de poignées 4 pour le maintien de la mire en position;
 - une embase 5 de repos sur le sol.



   Le filtre coloré ou polarisant 8 placé devant la lampe 1 de la mire a pour but de permettre d'augmenter le nombre de prises de vues sans surexposer la vue du paysage. A cet effet, un filtre coloré ou polarisant (non représenté), de même nature que celui de la mire est également placé devant les objectifs de prise de vues.



   La mire est démontable en plusieurs piè
 ces à la façon d'une canne à pêche par exem
 ple, l'emmanchement mâle-femelle assure le
 contact électrique. Des rallonges permettent
 de faire varier, d'une hauteur connue, la hau
 teur de la lampe au-dessus du sol, cette hau
 teur est étalonnée pour chacune des rallon
 ges. Au lieu d'une seule lampe située à sa
 partie supérieure, la mire peut porter plusieurs
 lampes intermédiaires. La partie inférieure de -la mire est télescopique pour permettre de
 plus faibles variations de hauteur. Ces varia
 tions de hauteur ont pour but de permettre
 d'assurer la visibilité de la mire dans les ré
 gions où elle risque d'être masquée par des
 branches d'arbres par exemple.



   Selon une variante du procédé on peut
 utiliser des mires ordinaires et limiter, à cha
 que prise de vue d'une mire, les surimpres
 sions du paysage par un masque mobile.



   Ce masque mobile est commandé par un
 viseur et réduit le champ utilisé de l'objectif à
 une faible étendue autour de la direction de
 visée.



   Selon la fig. 4, le champ de l'objectif de
 la chambre photographique est limité par un
 masque 54 situé à l'extrémité avant d'un tube
 53 mobile autour du centre de la pupille d'in
 cidence de l'objectif 0. Le tube est muni d'un
 viseur coudé dont la ligne de visée est paral
 lèle à son axe.



   A cet effet, la chambre photographique est
 munie   d'un    objectif O entouré par une calotte
 sphérique 52 ouverte à sa partie avant et dont
 le centre est sensiblement confondu avec le
 centre de la pupille d'incidence de   l ; objectif    0.



   Le tube 53 portant le masque de champ 54
 à sa partie avant, est terminé à sa partie ar
 rière par une demi-sphère 55 et est porté par
 un cardan 56 centré sur le centre de la pupille
 d'entrée.



   Sur ce tube est fixé un viseur comportant
 un guidon 51, un miroir 58 et un   ceilleton    ou
 cran de mire 9. L'équilibrage du tube est tel
 qu'il demeure en équilibre indifférent, quelle
 que soit son inclinaison.   I1    est en outre amovi
 ble pour permettre à volonté l'utilisation du
 champ total de l'objectif.  



   Chaque chambre repose sur un trépied 10 par des vis calantes 11. Elle peut pivoter autour de l'axe   vertical V-V.    Elle porte deux niveaux croisés 12,   12' et    une lunette de visée 23 mobile, dans un plan parallèle à la plaque, autour d'un pivot 14 dont l'axe est centré sur celui de l'objectif O et perpendiculaire au plan de la plaque. Le plan de rotation de la lunette 23 occupe une même position par rapport aux chambres, ce qui permet par pointage réciproque des deux lunettes l'une sur l'autre de fixer les deux plaques dans un même plan de l'espace, ce qui simplifie la restitution.



   Dans la forme d'exécution de la chambre photographique représentée en perspective et coupe partielle à la fig. 5, le tube porte-masque 15 est situé à l'intérieur de la chamrbe et pivote autour de deux axes a-a et b-b dont les prolongements se croisent à angle droit au voisinage de la face arrière de l'objectif 0.



   Le viseur, situé à l'extérieur, est constitué par un levier 16 pivotant autour de l'axe a-a, et d'un axe b'-b' parallèle à b-b. La liaison entre le levier 16 et le tube porte-masque 15 est assurée par une bielle 17 qui assure le parallélisme du viseur et de l'axe du tube.



   Pour démasquer complètement l'objectif en vue d'une photographie complète du paysage, l'équipage 15-16-17 est tiré au-dehors du champ de cet objectif suivant l'axe a-a.



   A cet effet, la bielle 17 coulisse   verticale-    ment dans un manchon 30 solidaire d'un curseur 31 pouvant se déplacer le long d'une rainure arquée 32.



   Les appareils des fig. 4 et 5 s'utilisent de la manière suivante
 Pour opérer une prise de vues, deux aides   manoeuvrent    chacun une des chambres, chaque chambre est calée de façon que, d'une part, les bulles des deux niveaux soient entre leurs repères, et que, d'autre part, la visée réciproque des lunettes soit assurée. Ce calage est contrôlé après chaque visée d'une mire, avant la prise de la photographie de celle-ci. Il assure que les deux plaques photographiques soient dans un même plan de l'espace.



   La fig. 6 représente en perspective et coupe partielle une troisième chambre photographique dans laquelle le viseur est constitué par un guidon 27 porté par une crémaillère verticale 28 et par un cran de mire 29 porté par une crémaillère horizontale 23 parallèle à la plaque.



   Le champ utilisé est limité par deux fentes, l'une horizontale 36, l'autre verticale 37, de deux rideaux 38 et 39 parallèles à la plaque, non représentés.



   Le rideau 38 s'enroule sur trois cylindres horizontaux   38i,    382, 383, et le rideau 39 s'enroule sur deux cylindres verticaux   39L    et   392.   



  Ces rideaux sont placés à l'intéreiur de la chambre et au voisinage du plan de la plaque, la rotation des cylindres   381    et   39i    est commandée par deux boutons molettés 40 et 41 extérieurs à la chambre. Ces boutons molettés 40 et 41 entraînent chacun respectivement la rotation des pignons droits 42 et 43 qui engrènent respectivement avec les crémaillères 28 et 33 correspondantes.



   On voit qu'en visant la mire par le viseur on modifie en même temps que la position du viseur la position du masque qui limite le champ utile dans un étroit espace autour de l'image de la mire 50.



   Le procédé ci-dessus décrit comporte de nombreux avantages et notamment les suivants
 a) possibilité de détermination des formes de détails du terrain non visibles des stations de prises de   vues   
 b) réduction considérable, par rapport au procédé classique de topométrie directe, de la durée des opérations sur le terrain. Ces opérations sont pour chaque point réduites à la mise en station de la mire et à la prise de vues;
 c) réduction, par rapport au procédé classique de topométrie directe, de la durée d'établissement du report graphique par suite de la suppression de toutes les. opérations de calcul, exception faite de la soustraction de la hauteur de la mire, les points étant enregistrés sur les appareils de restitution à l'instant même de la visée de leur image.



   Tous ces avantages sont particulièrement  sensibles dans le cas de sondages hydrographiques par suite de la suppression des opérations de détermination directe de la position planimétrique du point. Dans le cas d'un sondage en eau profonde nécessitant l'emploi d'une sonde à fil ou autre, le signal lumineux pourra être placé à une hauteur fixe au-dessus de l'embarcation, la profondeur étant lue sur la sonde. Dans ce cas de sondages hydrographiques, on pourra utiliser des filtres polarisant la lumière dans une direction perpendiculaire à celle de la lumière réfléchie par la surface de l'eau.



   La présente invention comporte de nombreuses applications et notamment les suivantes
 - levés cadastraux, levés d'urbanisme (dans ce cas, on pose les mires sur les bornes limitant les propriétés);
 - levés de travaux publics (les mires sont placées aux points caractéristiques de changement de forme du terrain);
 - sondages hydrographiques (les mires sont transportées par embarcation).



   La restitution des clichés peut être effectuée en particulier par voie stéréoscopique dans les appareils connus et suivant les méthodes connues de la photogrammétrie, ce qui permet de fournir la position planométrique et altimétrique des mires.
  

Claims (1)

1. REVENDICATION I: Procédé de photogrammétrie terrestre caractérisé par ce qu'on utilise au moins une mire qu'on déplace dans le champ commun à au moins deux chambres photographiques, successivement à hauteur connue au-dessus des points dont on désire déterminer la-position, et qu'on enregistre cette position simultanément dans les chambres photographiques, ce qui permet de déduire les caractéristiques du terrain.

   REVENDICATION Il: Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication I, caractérisé en ce qu'il comprend au moins une mire et au moins deux chambres photographiques comportant chacune un masque mobile commandé par un viseur etemasquant le champ de l'objectif sauf dans une faible étendue autour de la direction de visée.

   SOUS-REVENDICATIONS : 1. Procédé selon la revendication I, caractérisé en ce qu'on utilise des mires à brillance plus élevée que celle du paysage environnant, la brillance des mires permettant d'enregistrer sur la même plaque un nombre considérable de positions de mires sans surexposer le paysage.

   2. Procédé selon la revendication I et la sous-revendication 1, caractérisé par ce que la position des mires est enregistrée dans des chambres photographiques dont les obturateurs sont ouverts - simultanément pendant un temps d'exposition assez long pour que l'image des mires soit impressionnée sur les plaques et beaucoup trop court pour que celle du paysage le soit, les positions des mires étant ainsi successivement enregistrées sur les mêmes plaques, de manière qu'elles apparaissent en surimpression sur le paysage pour lequel le temps de pose total est égal à la somme des durées des expositions de chaque mire.

   3. Procédé selon la revendication I et la sous-revendication 1, caractérisé par ce qu'on utilise des mires éclairées électriquement.

   4. Procédé selon la revendication I et la sous-revendication 1, caractérisé par ce qu'on place des filtres colorés de même nature devant les objectifs de prise de vues et devant les mires, ce qui permet d'augmenter le nombre de prises de vues des mires sans surexposer la vue du paysage.

   5. Procédé selon la revendication I et la sous-revendication 1, caractérisé en ce qu'on utilise des mires munies de filtres polarisants et en ce qu'on place devant les objectifs de prise de vues des filtres polarisants de même orientation que ceux des mires, ce qui permet d'augmenter le nombre de prises de vues des mires sans surexposer la vue du paysage.

   6. Procédé selon la revendication I, caractérisé en ce qu'on masque le champ de l'objectif sauf dans une faible étendue autour de la direction de la visée de chaque mire, de manière à éviter la surimpression du paysage sur les diverses images de la mire, ce qui permet ainsi d'utiliser des mires courantes.

   7. Procédé selon la revendication I et la sous-revendication 6, caractérisé en ce qu'on limite automatiquement le champ utile de l'objectif à une faible étendue autour de la direction de visée à l'aide d'un masque mobile (54) muni d'un viseur (51).

   8. Dispositif selon la revendication II, caractérisé en ce que chaque mire comporte à son extrémité une lampe électrique d'éclairage, pour augmenter le contraste entre la mire et le paysage.

   9. Dispositif selon la revendication II, caractérisé en ce que le masque de chaque chambre photographique est situé à l'extérieur de celle-ci.

   10. Dispositif selon la revendication II, caractérisé en ce que le masque de la chambre photographique est situé à l'intérieur de cette chambre.

   11. Dispositif selon la revendication II et la sous-revendication 9, caractérisé en ce que le masque est situé à l'extrémité avant d'un tube pouvant pivoter sensiblement autour du centre de la pupille d'incidence de l'objectif (O), ledit tube étant muni d'un viseur (57) dont la ligne de visée est parallèle à son axe.

   12. Dispositif selon la revendication II et les sous-revendications 9 et 11, caractérisé en ce que le tube porte-masque est articulé par un dispositif à rotules (55) de façon à pouvoir être dirigé dans toutes les directions suivant un angle solide important.

   13. Dispositif selon la revendication II et la sous-revendication 10, caractérisé en ce que le masque est porté par un tube pivotant autour de deux axes (a-a, b-b) qui se croisent à angle droit au voisinage de la face arrière de l'objectif.

   14. Dispositif selon la revendication II et les sous-revendications 10 et 13, caractérisé en ce que la liaison entre le viseur et le tube porte-masque est assurée par une bielle articulée au viseur et au porte-masque suivant deux axes parallèles à l'axe horizontal (b-b) de rotation du tube porte-masque, de façon à assurer le parallélisme du viseur de l'axe du tube porte-masque.

   15. Dispositif selon la revendication II, caractérisé en ce que le masque est constitué par deux rideaux à fentes (36), (37), se dépla çant chacun à la façon d'un obturateur focal, dans un sens perpendiculaire aux déplacements de l'autre.

   16. Dispositif selon la revendication II et la sous-revendication 15, caractérisé en ce que les déplacements des fentes (36), (37) sont commandés simultanément à ceux d'un viseur relié cinématiquement aux rideaux, de telle façon que l'image du point de visée se forme sensiblement au centre de l'ouverture découverte par les deux fentes croisées.

   17. Dispositif selon la revendication II, caractérisé en ce que les chambres photographiques sont munies chacune d'une lunette mobile autour d'un axe perpendiculaire au plan de la plaque, cet axe occupant une même position par rapport aux chambres, ce qui permet par pointage réciproque des deux lunettes l'une sur l'autre de fixer les deux plaques dans un même plan de l'espace, ce qui simplifie la restitution.