Abstract FR:

La reconstruction 3d de scènes urbaines à partir d'images aériennes constitue un enjeu important pour de nombreuses applications, mais qui soulève plusieurs problèmes. En effet, en milieu urbain, l'appariement stéréoscopique est perturbé par les discontinuités de la surface, les nombreuses parties cachées, ainsi que par la diversité et la complexité des modèles 3d. De plus, l'objectif-même de la restitution varie d'un thème a l'autre : le niveau de détail et la précision souhaites sont différents selon que l'on s'intéresse a un grand bâtiment isole, a une zone urbaine dense, ou à un bosquet. Ces remarques montrent l'intérêt de faire une première analyse générale de la scène avant d'aborder sa reconstruction fine, notamment pour permettre l'application de méthodes localement adaptées. Dans cette thèse, nous proposons une analyse globale de la scène, basée sur l'altimétrie et la radiométrie, pour définir et interpréter des zones d'intérêt correspondant aux objets du sursol (bâti et végétation). Plus précisément, nous proposons d'une part un algorithme de mise en correspondance stéréo adapte aux milieux urbains, d'autre part une méthode pour segmenter la scène en objets du sursol. La technique de mise en correspondance proposée est simple et rapide. Elle est constituée de trois étapes successives basées sur la programmation dynamique : les points de contour des deux images sont d'abord apparies pour fournir une description de la structure de la scène ; puis les couples d'intervalles définis par les contours apparies sont mis en correspondance par corrélation, d'abord avec une forte contrainte photométrique (seuls les couples les plus fiables sont sélectionnés), puis enfin avec une contrainte radiométrique plus souple mais une contrainte géométrique renforcée. Cette approche hiérarchique permet de fournir un modèle d'élévation (mne) peu bruite et préservant les discontinuités, qui sont caractéristiques des objets du sursol. Le modèle de sursol propose est générique et capable de gérer les situations typiques des zones urbaines : sursol étendu de toute taille et de toute forme, objets adjacents, pentes il repose sur une définition locale et relationnelle, impliquant non seulement la différence locale d'altitude avec le sol, mais également les dénivelées entre objets voisins. Une segmentation de l'image d'élévation en régions homogènes conduit à la création d'un graphe d'adjacence, dont les nuds sont classes sol ou sursol dans le cadre d'une modélisation markovienne ; une estimation de la surface topographique au sol (mnt) est intégrée dans le modèle. Enfin, les nuds du sursol sont classes bati ou végétation à l'aide d'une analyse radiométrique, et finalement regroupes en objets du sursol sur critères topologique et symbolique. Les résultats obtenus montrent que l'analyse proposée est fiable, et surtout robuste vis-à-vis de la variabilité de la scène et des images. Elle fournit une information altimétrique sur l'ensemble de la scène (mne, mnt), et une représentation symbolique de celle-ci réunissant différents types d'informations (géométriques, radiométriques et contextuelles), qui devrait permettre d'engager une reconstruction sélective, localement adaptée aux objets et à leur contexte.