Des photos anciennes pour étudier l’histoire du paysage et quantifier les changements

Depuis son invention au cours de la première moitié du XIXème siècle, la photographie a été utilisée pour enregistrer tous les aspects visibles de la vie quotidienne et les documenter à l’intention des générations futures. Les progrès de la technique ont permis de passer de la photographie à la photogrammétrie, grâce à laquelle des relevés et du matériel cartographique sont produits à partir de photos anciennes. Pour cela, l’opérateur doit disposer de photos de paysages sous forme de paires stéréoscopiques et doit connaître les coordonnées exactes de la position du photographe ainsi que la géométrie optique de l’appareil photographique. L’apparition de l’aviation puis des satellites a relégué au second plan la photogrammétrie à partir de photos terrestres.

Aujourd’hui, la puissance des outils informatiques modernes et les modèles numériques terrestres de plus en plus précis offrent de nouvelles possibilités. Même en l’absence de paires stéréoscopiques, des simples photos historiques faites avec des techniques courantes peuvent désormais servir à reconstruire de manière quantitative l’évolution du paysage (mono-photogrammétrie).

Concrètement, en connaissant les coordonnées d’au moins quatre points de contrôle visibles sur la photo, on commence par estimer la position exacte du photographe, l’orientation de la prise de vue, ainsi que les caractéristiques optiques de l’appareil photographique. Le but de cette première étape est de répondre avec un modèle mathématique à la question fondamentale «Où et comment la photo a-t-elle été prise?». Ensuite, en s’appuyant sur ce modèle, et en utilisant un modèle numérique de terrain assez précis, on peut assez facilement calculer pour chaque pixel de la photo les coordonnées en trois dimensions du point correspondant dans la réalité. On obtient donc un système de transformation entre coordonnées en pixels sur l’image et coordonnées métriques du monde réel qui permet de réaliser des mesures cartographies précises à partir de n’importe quelle photo ancienne.

Au Site du WSL à Bellinzone, nous nous sommes inspirés des idées, des intérêts et des applications qui foisonnent et se multiplient autour de l’analyse et du géo-référencement de photos de paysages. Afin de répondre au mieux à tous ces intérêts grandissants, nous avons développé un nouveau logiciel de mono-photogrammétrie et de cartographie, dédié à l’analyse de photos anciennes de paysages. Ce nouveau logiciel est caractérisé par sa convivialité, qui le rend accessible aux novices, ainsi que par la possibilité de matérialiser des éléments du paysage par des points, des lignes ou des polygones. Ceux-ci peuvent alors être géo-référencés et donc reportés sur des cartes actuelles (Fig. 1 à 4); inversement, des éléments actuels peuvent être reportés sur des photos anciennes (Fig. 5).

	Figure 1: L’examen attentif de cette carte postale ancienne, qui représente le pont reliant Melide à Bissone au début du XXème siècle, révèle avec un degré variable de certitude (vert: probabilité forte, rouge : probabilité faible) de nombreux chenaux à moitié naturels.
	Figure 2: Utilisés pour le transport du bois, ces chenaux étaient connus en dialecte sous les appellations d’«óva», «tracióo», «tröcc», «vandüll» ou «vestacc». Grâce au nouveau logiciel, ils peuvent être repérés sur la carte postale ancienne, puis géo-référencés et reportés avec précision sur une carte au 1:10 000ème.
	Figure 3: Les vignobles aux alentours de Loco en 1885 ont été numérisés directement à partir de la photo ancienne, géo-référencés grâce au nouveau logiciel de mono-photogrammétrie…
	Figure 4: … puis importées dans l’environnement SIG où elles ont été mesurées avec précision (surface, exposition, etc.) et superposées sur une carte géographique au 1:25 000ème.
	Figure 5: Le nouveau logiciel permet de reporter sur chaque photo des objets vectoriels géo-référencés. Sur cette illustration, il s’agit de courbes de niveau espacées de 10 mètres sur une photo ancienne de Loco (Val Onsernone) en 1885.
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