Qu'est-ce que l'erreur de reprojection en photogrammétrie ?
L'erreur de reprojection est le premier chiffre que montrent la plupart des rapports de photogrammétrie, et le plus souvent mal lu. Elle mesure à quel point les caméras et les points 3D calculés concordent avec ce qui a réellement été vu sur les photos. Elle en dit long sur la santé de l'alignement et rien sur la position de la carte sur le terrain.
Comment se mesure l'erreur de reprojection
Pendant l'alignement, le logiciel retrouve le même détail sur plusieurs photos et calcule où se trouvait chaque caméra, comment son objectif déforme l'image et où se trouve chacun de ces détails en 3D. Prenez un point 3D calculé, reprojetez-le dans l'une des photos avec la position et l'objectif calculés de cette photo : il tombe près de l'endroit où le détail a été détecté, mais pas exactement dessus. La distance entre les deux, en pixels, est l'erreur de reprojection de cette observation.
L'ajustement par faisceaux est l'étape qui déplace les caméras, les paramètres de l'objectif et les points pour rendre la somme de ces distances au carré aussi petite que possible. Le chiffre d'un rapport est généralement la moyenne quadratique sur toutes les observations, parfois détaillée par caméra.
À quoi ressemble une valeur saine
Avec une caméra bien étalonnée et des photos nettes, une erreur de reprojection inférieure à environ un pixel est le signe habituel d'un alignement sain, et les bons blocs aériens sont souvent bien en dessous. Une valeur de plusieurs pixels signale un problème : faux appariements, flou, modèle d'objectif médiocre ou caméra qui ne s'accorde pas avec le reste du bloc.
Lisez toujours le chiffre avec l'échelle d'image à laquelle il a été mesuré. Si le moteur a aligné des photos réduites, une erreur mesurée à cette échelle paraît plus petite en pixels que la même erreur en pleine résolution. C'est pourquoi Stream Capture indique l'EMQ de reprojection à la pleine résolution de l'image, avec le nombre de points de liaison, la distance d'échantillonnage au sol et le recouvrement.
Ce qui la fait augmenter
De faux appariements sur des textures répétitives, comme les tuiles, les rangs de culture ou les pavés. Ce qui bouge entre les photos : l'eau, la végétation dans le vent, les véhicules, les ombres sur un long vol. Le flou de bougé et le bruit. Un modèle d'objectif inadapté ou une mauvaise focale de départ. Et sur beaucoup de caméras grand public, l'obturateur roulant, qui donne à chaque ligne de l'image une position de caméra légèrement différente.
Pourquoi une faible erreur de reprojection n'est pas la précision de la carte
L'erreur de reprojection est interne : elle compare le modèle aux photos qui ont servi à le construire. Un bloc peut s'accorder avec lui-même à une fraction de pixel et se trouver pourtant à plusieurs mètres de sa position réelle, avoir une échelle un peu fausse ou être courbé comme un bol peu profond. Cette courbure systématique, appelée effet de dôme (doming), peut apparaître avec des photos verticales presque parallèles et un objectif auto-étalonné, et elle se voit à peine dans l'erreur de reprojection.
Seuls des points mesurés indépendamment sur le terrain peuvent dire quelle est la précision de la carte. C'est pourquoi un rapport de qualité doit séparer trois chiffres et ne jamais présenter l'un pour l'autre.
| Mesure | Unité | Ce qu'elle dit | Ce qu'elle ne dit pas |
|---|---|---|---|
| EMQ de reprojection | Pixels | Les photos et le modèle calculé s'accordent entre eux | La position, l'échelle ou l'altitude sur le terrain |
| EMQ des GCP | Mètres | L'ajustement du modèle aux points d'appui de la compensation | La précision ailleurs ; elle est optimiste par construction |
| EMQ de contrôle | Mètres | L'erreur sur des points levés que la solution n'a jamais utilisés | L'erreur dans les zones éloignées de tout point de contrôle |
Comment l'utiliser
Servez-vous de l'erreur de reprojection comme d'un contrôle de santé et d'une comparaison. Comparez-la entre deux traitements des mêmes données pour voir si un changement de paramètres a aidé. Cherchez les caméras isolées dont l'erreur dépasse nettement celle des autres. Supprimez les points de liaison à forte erreur et laissez recalculer les caméras si le logiciel le permet. Puis jugez la précision là où elle se décide : sur des points de contrôle indépendants.
Questions fréquentes
Qu'est-ce que l'erreur de reprojection ?
La distance, en pixels, entre l'endroit où un point 3D calculé se projette sur une photo et l'endroit où le détail correspondant a réellement été détecté sur cette photo. Les rapports en donnent généralement l'EMQ sur toutes les observations.
Qu'est-ce qu'une bonne erreur de reprojection ?
Avec une caméra bien étalonnée et des photos nettes, moins d'environ un pixel est le signe habituel d'un alignement sain. Plusieurs pixels signalent un problème. Lisez-la à l'échelle d'image à laquelle elle a été mesurée.
Pourquoi mon erreur de reprojection est-elle élevée ?
Causes fréquentes : faux appariements sur des textures répétitives, eau ou végétation en mouvement, flou de bougé, modèle d'objectif médiocre ou mauvaise focale de départ, et obturateur roulant sur une caméra en mouvement.
Une faible erreur de reprojection signifie-t-elle que ma carte est précise ?
Non. Elle montre que le modèle s'accorde avec ses propres photos. Le bloc peut encore être décalé, mal mis à l'échelle ou légèrement en forme de bol ; seuls des points de contrôle indépendants mesurent la précision sur le terrain.
L'erreur de reprojection se mesure-t-elle en pixels ou en mètres ?
En pixels, sur l'image. Les erreurs aux points d'appui et de contrôle sont en mètres sur le terrain : c'est pourquoi elles répondent à une autre question.
Voyez côte à côte les erreurs de reprojection, des GCP et de contrôle dans un seul rapport
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