UTILISATION DE LA PHOTOGRAPHIE AERIENNE POUR LES LEVERS

Cénéra!ités. — Les procédés que nous allons exposer permettent de reconstituer au moyen de photographies prises dans l’espace, le plan des terrains photographiés. Bien que la théorie de la restitution soit basée sur les propriétés des figures perspectives, leur application pratique n’exige aucune connaissance particulière dé géométrie descriptive et n’entraîne aucun tracé complexe.

D'ailleurs les propriétés dont il est question sont d'ordre élémentaire et nous allons brièvement les énoncer en rappelant tout d'abord quelques définitions.

Définitions. — [La figure perspective d'un objet est la figure plane que l'on obtient en coupant par un plan le faisceau conique des ravons issus de l'œil de l’observateur et dirigé vers les divers points de l’objet.

Le sommet du cône de rayons s'appelle : point de vue ; le plan sécant : tableau ; la distance du point de vue au plan du tableau : distanre principale. Enfin on désigne par cenlre où point principal le point où la distance prinapale rencontre le tableau.

Propriétés. — De la définition même des figures perspestives, il résulte aue la perspective d'une droite est une droite. Cette droite ne se prolonge pas indéfinimont à travers le plan du tableau, elle s'arrête en un point aui est appelé paint de fuite. Ce point est l'image perspective du paint à l'infini de la droite et il correspond à l'intersection du plan du tableau avec le rayon mené par l'œil parallèlement à la droite.

Comme conséquence de cette propriété du point de fuite, on voit qu’un faiseau de droiles parallèles a pour projection un faisceau de droites concouranltes et que le point de concours est le point de fuite commun à toutes ces droites. -

Parmi les droites de l’espace, il en est deux séries qui jouissent en perspective de propriétés. spéciales. Ce sont Is droites horizontales et les droites vertirales Tes premières ont es persnertives se terminant toutes en des points de fuite situés sur la même horizontale du tableau. Cette ligne particulière porte le nom de ligne d'horizon.

Les secondes ont pour perspectives des droites concourantes. le point de conrours {point de fuite) est situé à l'intersection du tableau avec la verticale du point de vue.

Un cas partirulièrement intéressant en ce qui concerne l'emploi pratique des persnertives est le cas du tahleau vertical. Dans ce cas, la ligne d'horizon passe par le centre du tahleau et le p#int de fuite des verticales est rejeté à l'infini.

identité de l'image perspective et de l’image photozraoñique, — Tolles sont les propriétés élémentaires de perspective qu'il est nécessaire et suffisant de connaître. Ces prônriétés s'appliquent intégralement aux images photographiques aui ne sont autre chose aue des figures perspectives où le point de vue est représenté nar le centre nptique de l'objectif et le tableau par le plan de la nlaaue. Ta distance principale devient dans ce cas la distance focale.

Principes du lever photographique. — Considérons un observateur stationnant dans l’espace et disposant d'une vue photographique du terrain exécutée précisément du point de stationnement. Supposons que l'observateur place cette photographie devant lui à une distance égale à la distance focale de l'objectif, c'esl-àdire à la distance qui séparait, dans l'appareil, la plaque, de l'objeclif. Il est évident que si l'épreuve est convenablement crientée, tous les plans verlicaux pas-

(M Nous publions aujourd’hui la fin de l'important

travail du capitaine Sacconey. Pour les 2 premières parties, voir l’Aérophile du 1°* novembre et du 1" décembre 1909.

eh

sant par l'œil et les divers points du terrain coupent la photographie suivant des droites passant par les images de ces points (fig. 16).

Projetons l'ensemble formé par l'observateur, l’épreuve photographique et le terrain sur le plan horizontal. Nous oblenons un tracé où les plans verticaux en question, vus par leurs tranches, sont représentés par

bn

Fig. 16.

un faisceau de droites concourantes, le point de concours étant la projection de l'observateur. Ces droites suffisamment prolongées viennent rencontrer les projections horizontales des points du terrain.

Si maintenant nous transporlons l'observateur en un autre point de l’espace et si nous le munissons d’une seconde photographie prise de cette station, nous obtenons, par projection horizontale, un second faisceau de lignes aloutissant aux mêmes points que les lignes du premier faisceau. Les intersections des lignes des deux faisceuux définissent donc, point par point, la projection horizontale où plutôt le plan du terrain.

En somme, pour déterminer le plan d’un terrain au mcyen de ? photographies aériennes il suffit de savoir construire au moyen de chaque photographie le faisceau des lignes qui lui correspondent, de connaître la position relative des stalions et l'orientation des faisceaux qui en sont issus.

Nous allons examiner successivement comment l'on réalise pratiquement cette construction et comment l’on retrouve les positions et orientations en question.

Pratique des opérations de restitution.

1° Construclion d'un faisceau. — On peut considérer le « faisceau » comme l’ensemble des traces laissées sur le plan horizontal de projection par les plans verticaux passant par l'œil et les images des divers points du terrain. Le faisceau n'est donc autre chose que l'ensemble des angles plans des dièdres formés par ces plans verticaux.

Pour construire ces angles plans, il suffit de couper les dièdres par le plan horizontal qui passe par l'œil ; ce plan rencontre la photographie suivant la ligne d'horizon. Si l’on connaît l& distance qui sépare l'œil de la ligne d'horizon et si l'on mesure sur la photographie, suivant la ligne d'horizon, les éartements des traces laissées par les plans ‘verticaux, on possède les éléments qui fixent la valeur de chaque angle.

Pratiquement, on ne mesure pas les écartements des traces entre elles, mais leur écartement par rapport u la trace du plan principal, c'est-à-dire par rapport à l'axe vertical du cliché.

Remarauons de suite que si le cliché est vertical, les traces laissées par les plans verticaux sont parallèles ct que leurs écartements horizontaux peuvent être pris n'importe où sur la photographie sans que la valeur de l'angle plan “orrespondant soit modifiée. La distance de l'œil à l'horizon est d'ailleurs, dans ce cas, égale à la distance focale de l'objectif.

Si le cliché est incliné, les traces des plans verticaux concourent au point de fuite des verticales, c’est-à-dire au point de rencontre de la photographie avec la verticale menée par l'œil. Les écartements varient donc suivant la hauteur à laquelle ils ont été pris. C’est pour cette raison qu'il a été spécifié de prendre toujours les écartements à hauteur de l'œil (ligne d'horizon). Il résulle du fait de l’inclinaison du cliché une complication pour la construction de chaque angle plan. Il est, en effet, nécessaire de déterminer, tout d'abord, le point de concours des traces verticales, puis de joindre, sur le cliché, l’image de chaque point à ce point de concours et de prolonger la ligne, ainsi obtenue jusqu'à l'horizon sur lequel doit se mesurer l'écartement.

Repères d'axes et niveau Jardinet. — Pour marquer sur un cliché l’axe vertical par rapport auquel doivent être pris les écartements, on a recours aux indications fournies par les repères d’axes et le niveau Jardinet.

Repères d'axes (fig. 17). — Les répères d'axes sont constitués par 4 dents métalliques disposées symétriquament sur les bords du cadre arrière et à l’intérieur

Coupe MN

de la chambre photographique. Les lignes idéales qui joignent les dents de bords opposés doivent se couper au point principal, c’est-à-dire au point où se projette le centre optique, de l'objectif. On voit, en particulier, que pour un objectif décentré les dents des bords latcraux doivent être déplacées {descendues) par rapport à l'axe de symétrie du cadre.

Les ombres de ces dents sont projetées sur la plaque sensible et se trouvent imprimées sur le cliché automaliquement (fig. 18).

Chaque photographie possède ainsi des repères permettant de définir le point principal et les axes de symétrie de l'épreuve (1).

(1) Parmi les divers tvpes de repères nous donnons la préférense aux dents à bords inversés,

566 15 Décembre 1909

Niveau (fig. 17 et 18). — Pour pouvoir mener par le point principal l'axe vertical du cliché, il faut connaitre la direction de l'horizon. Celle-ci est donnée par un niveau à mercure disposé à l'intérieur de l'appareil et dont l’image est projelée sur la plaque sensible de la même manière que pour les repères d'axes.

Ce niveau, imaginé par le commandant Jardinet, se compose d'un cadre tubuluire en verre à moitié rempli de mercure et disposé à l'arrière de la rhambre, juste au contact du châssis. Une garniture en tôle d'aluminium prolège le tube. Cette garniture est percée de 2 fenêtres qui démasquent le tube aux points où se forment les ménisques du mercure (1).

2° Détermination de la position des deux stations et orientation des faisceaux.

1” cas. — La région pholographiée est partillement connue, c’est-à-dire est telle que l'on puisse reconnaitre sur l'épreure un minimum de 3 points dont les positions relalives sont déjà connues.

Ce cas correspond à un lever photographique dans une région parcourable à travers laquelle on a déjà établi une triangulation reliant entre eux les principaux points, tels que clochers, bâtiments isolés, croisements de routes, têtes de ponts, rochers ou arbres isolés aux formes caractérisques, elc. C'est également le cas d'une reconnaissance militaire destinée à placer sur une carle existante des ouvrages nouvellement édifés. que l'on a pu photographier à grande dislance (fig. 19).

On trace sur un papier calque rigide deux axes rectangulaires se coupant en un point O. Sur l'un d'eux

Carte

Fig. 19.

on prend un point S tel que sa distance au point de rencontre O soit égale à la distance forale. On porte à droite et à gauche de O des segments Oa, Ob, Oc mesurés sur la photographie et représentant les écarte-

1) Afin d'éviter les causes d'erreur dues aux oscillations des appareils suspendus dans l'espace, nous avons apporté un léger perfectionnemeni au cadre ini- {jai en constituant les tubes horizontaux, qui servent uniquement à établir la communication entre les deux branches verticales, au moyen de tubes très fins qui freinent les oscillations provoquées par les brusques mouvements de l'appareil.

ments des images de 3 points connus, A. B. C., par

rapport à l'axe vertical de l'épreuve. (Cet axe a été. bien

entendu, mené par le noint principal perpendiculaire- Ha à la ligne qui joint les ménisaues du niveau Jarinet.)

Si l’on trace sur le calque les lignes Sa, Sb, Sc, les angles a S c, b S c ainsi ronstruits sont les angles sous lesquels on voit de la station S les points A B C du terrain. I suffit alors de porter le calque sur la carte (fig. 19) (ou sur un dessin où les 3 points À B C sont déjà représentés) et de le déplacer jusqu’à ce que les 3 lignes Sa Sb, Sc passent par les points correspondants. Au moment où la coïncidence se produit, le point $ :narque l'emplacement de la station. Pratiquement il convient d'employer 4 points au lieu de 3 afin d'établir une vérification.

Dans ce qui précède, on a supposé implicitement que la photographie avait été prise avec plaque verticale. Nous verrons tout à l'heure les corrections qui résultent de l'erreur de verticalité. Dans la pratique, il est impossible d'ohlenir par des moyens mécaniques la verticalité absolue.

Orientation. — T'orienlation du faisceau se trouve réalisée au moment même où les lignes du calque passent par les paints A B C de la carte. Il suffit de piquer en même temps le sommet S du faisreau et le centre O pour enregistrer sur Je dessin la distance focale SO et la trace ‘du ‘cliché qui permetlent de reporler successivement toutes les lignes qui correspondent aux points à lever.

Les opérations effectuées pour l’une des épreuves se recommencées avec un autre calque pour la seconde.

2° cas. — Le terrain photographié est complètement inconnu inarcessible, il est de plus impossible d'établir une trianquialion méme sommaire à lravcrs la région que domine l'appareil (A).

Ce cas est celui d'un lever de côte photogranhiée du large. c'est également le cas d’une reconnaissance dans un pavs nouveau sans le serours d'aucune carte.

Pour résoudre ce cas particulier du problème des levers photographiques, nous avons imaginé un niveau (2) spécial placé à l'intérieur de l'appareil et dont le rôle est de faire connaître automatiquement l'inclinaison longitudinale et le déversement de l'appareil.

Ce niveau romprend deux cadres fubulaires en verre disnosés verticalement, le premier à la plare du radre Jardinet, le second contre la planrhetle porte-objectif.

Tes sections des hranches verticales du cadre arant sont 10 fois plus grandes que celles Au radre arrière. Deux tubes de canutchoue réunissent entre elles les branrhes horizontales inférieures et supérieures des cadres de manière à établir une circulalion permanente du mercure aui remplit le niveau.

Si l'on considère le plan horizontal formé par les 4 ménisaues de mercure dans les # branches vertirales, il est farile de voir aue, lorsque l'anpareil s'incline longitudinalement ou tranrsversilement, ce plan reste horizontal en oscillant autour d'un point fixe (fig. 20). Ce point se trouve sur l'axe de symétrie longitudinal du plan des niveaux à une distance du cadre avant égale û T de la distance qui sépare les ? cadres. Si les 4 branches étaien! de sertion égale. le point fixe se trouverait, bien entendu. au centre du plan des niveaux : la variation de section des hran“hes rapproche le point fixe du cadre de plus forte seclion.

Si maintenant. l'appareil étant parfaitement horizontal, l'on nraijefte le point fixe sur la plaque, on remarque que Je point ainsi ohtenu se trouve sur la ligne aui joint les images des ménisques du cadre arrière (fig. 20).

Si l'anpareil se déverse, sans s’'incliner longitudinalement. la livne des ménisques du cadre arrière passe toujours par la projection du paint fixe: si l'annareil dévorsé s'ineline, la licne des ménisrmes s'ahaisse ou s'élève parallèlement à elle-même suivant le sens de

(1) Si cette triangulation était possible. on emnlnierait un petit apnareil auviliaire à pointage vertiral fixé sous la chambre nrincinale, (Voir Revue du Génie de mai 1997, pages 437 et 411.)

(2) M. Wenz, de Reims, a également étudié un niveau basé sur un principe analogue.

sn dti lis

VPPSINNEES TT Te RTS TT]

Ro abs

PE 2 AE Mens PAPER SATA ES >, # aDEUr ne ARRET u 15 Décelnbre | 1909 DSRREH

D DE TRS FR \

EE —————E—E—EZEZEZEZEaEaEaELaEaEaEaEaELE EE

HA trés

les aéroplanes des célèbres constructeurs

VOISIN FRÈRES

restent les ROIS des biplans