Date de mise en ligne: 13/07/10 - Visé par le Comité de Lecture

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La géolocalisation (également appelée géocodage ou plus rarement géographing) consiste à inclure des coordonnées géographiques dans les métadonnées des photos numériques. On peut localiser endroit où une photo a été prise.
La géolocalisation est possible pour toutes les données, car elles ont forcément été acquises à un endroit. Ainsi, les fichiers son, les vidéos ou les pages web (peuvent aussi être géolocalisés, ainsi que des vidéos ou pages internet (grâce à l'auteur et au serveur d'hébergement) en raison de leurs auteurs ou des serveurs de localisation.

Les métadonnées

Affichage des métadonnées Exif d'une photo avec l'outil ExifTools de GeoSetter Source : www.geosetter.com

Les métadonnées d'une image numérique comprennent un certain nombre d'informations techniques sur la photo comme le nom du fichier, le modèle d'appareil photo ou l'obturateur, le temps d'exposition, le mode d'exposition, l'ISO ou la longueur focale (voir la liste complète sur www.exif.org) mais elles peuvent aussi inclure des coordonnées géographiques.
Les métadonnées sont stockées dans l'en-tête Exif (Exchangeable Image File Format) des images numériques. Elles sont générées par le logiciel de l'appareil photo et peuvent être éditées et modifiées.
L'Exif est une norme qui s'applique notamment aux photos de type JPEG et qui permet de stocker à l'intérieur même de l'image des informations concernant la prise de vue du type date, heure, appareil, focale, ouverture, sensibilité, ...

Comment fonctionne la géolocalisation ?

La géolocalisation fonctionne par comparaison du timecode de l'image et de celui des données GPS données. Elle se fait en ajoutant les coordonnées GPS (latitude et longitude) dans les données Exif des images.
Les données de type latitude et longitude font partie des informations Exif mais elles ne sont en général pas renseignées dans les images, faute d'un récepteur GPS utilisé dès la prise de vue. Ces informations peuvent toutefois être ajoutées postérieurement.
Aux classiques informations de date, heure et référence de l'appareil enregistrées dans l'image numérique viennent donc s'ajouter celles de latitude et longitude qui permettent de relier une photo à son lieu de prise de vue. Une fois cette information de lieu connue, il devient possible de localiser l'image sur une carte, localement ou en ligne.

Equipements et logiciels

Le récepteur GPS Garmin Gecko 301 (commander sur Amazon)

Il existe un nombre croissant de produits disponibles effectuant une géolocalisation automatique ou semi-automatique. Mais A. Erpenbach propose une solution pour ceux qui ne veulent pas changer d'équipement, qui possèdent déjà une base de données d'images qui doivent être rétroactivement géolocalisées et/ou disposent d'informations GPS stockées lorsque les photos ont été prises.
A. Erpenbach utilise un simple GPS manuel (par exemple le Garmin Gecko) qui peut être connecté à un PC pour télécharger ses données. Il utilise aussi un appareil photo numérique standard (par exemple un Nikon D70).
Il est important de régler l'horloge interne de l'appareil photo pour être dans le même fuseau horaire que l'appareil GPS. Mais dans le cas contraire, la correction des données EXIF via différents outils logiciels est également possible, par exemple avec ExifTool ou directement via un logiciel spécialisé comme GeoSetter (www.geosetter.de).
A noter que certains téléphones portables avec appareil photographique intègrent un dispositif GPS, ainsi que des appareils photo comme le Nikon Coolpix P6000, ce qui simplifie bien sûr les choses. Pour certains appareils photo non équipés de GPS (comme les Nikon D3, D2Xs ou D700), il est possible de connecter un GPS grâce à leur prise 10 broches sur laquelle on branche un câble qui prend en charge l'interface NMEA 0183 et qui est reliable à un câble récepteur MC-35 d'un GPS compatible. Les informations délivrées par le GPS sont alors intégrées en direct dans les Exif de l'appareil photo.

Trackpoints et waypoints

Trace constituée de trackpoints dessinée sur Googlemaps Source : Garmin Developer

Tout en prenant vos photos, votre GPS enregistre des "trackpoints" à une fréquence donnée (toutes les secondes, 10 secondes, ...). A noter que la plupart des récepteurs GPS GARMIN ne stockent des informations temporelles que pour les "trackpoints", pas pour les "waypoints".
Un "trackpoint", ou point de trace, est un point par lequel l'utilisateur est passé physiquement.
Une trace est un itinéraire enregistré par le GPS sur le terrain qui consiste en une suite ordonnée de trackpoints (généralement plusieurs centaines). Un "waypoint", ou point de route/de passage, est un point caractérisant un endroit physique donné (sommet, pont, ...) défini par sa position, un nom, et éventuellement un symbole et une description.
Vous avez donc besoin d'un GPS qui stocke des trackpoints. La quantité de points stockés est normalement limitée par l'espace mémoire disponible. Le téléchargement des données devra être fait régulièrement si vous effectuez un voyage de plusieurs jours, ou bien vous aurez besoin d'un stockeur de données GPS (comme le GPS Travel Logger GT-600).
Une autre méthode consiste à enregister des "waypoints". Après le téléchargement des données GPS sur votre ordinateur, le "timestamp" (valeur représentant la date et l'heure) de chaque "waypoint" pourra être défini à partir du champ "time" des trackpoints grâce à une correspondance spatiale (la latitude, longitude et altitude du waypoints seront calculées en effectuant la moyenne des latitudes, longitudes et altitudes des trackpoints). Il n'est ainsi pas nécessaire de se déplacer avec un GPS constamment en marche, mais pour être sûr de réaliser à certains moments un repérage par satellite, il faudra recueillir des trackpoints à chaque enregistrement d'un waypoint.

Description étape par étape de la méthode

Tout d'abord, les photos sont prises et les waypoints sont établis (et/ou des trackpoints sont enregistrés en continu). Ensuite, les données sont téléchargées à partir de l'appareil photo et du et GPS. Pour cela, A. Erpenbach conseille l'utilisation du logiciel gratuit G7ToWin (www.gpsinformation.org/ronh). Si les waypoints sont utilisés pour la géolocalisation des photos, définissez leur timestamp à partir de ceux des trackpoints via le menu du GPS.
Ensuite, le fichier trackpoint/waypoint est enregistré sur votre ordinateur au format approprié. La plupart des logiciels acceptent les formats gpx et nmea. Si les données GPS sont enregistrées dans un format, elles pourront être lues avec G7ToWin puis converties (un il vous faudra enregistrer un fichier au nouveau format).
Pour effectuer la géolocalisation, utilisez un logiciel comme Geosetter pour traiter les données GPS. Choisissez le répertoire où votre image est stockée, puis effectuez la synchronisation ("linking") grâce au champ "time". Pour la plupart des logiciels, cette étape se fait manuellement par un glisser-déposer.
Outre Geosetter, il existe d'autres logiciels disponibles comme Downloader Pro de Breezer : www.breezesys.com/Downloader/features.htm.

Visualiser ses photos géocodées sur une carte

Photos géolocalisées placées sur une carte Source : www.topofusion.com

Il est possible de visualiser ses photos géocodées sur une carte accessible en local (avec Google Earth par exemple) ou en ligne (via www.trippermap.com, Picasa Web Album ou Flickr par exemple).

Applications en biologie

La géolocalisation des photos pour un usage civil comporte encore un certain degré d'imprécision, à cause de la topographie en particulier, mais elle constitue toutefois une vraie avancée. La prise en compte de l'altitude barométrique (influencée par l'altitude) et le manque d'informations sur l'orientation de la plupart des données GPS compliquent aussi les choses.
Pour les biologistes, l'avantage de la gélocalisation des photos est clair. Par exemple, la description d'une nouvelle espèce doit être accompagnée d'éléments justificatifs, notamment les coordonnées géographiques du spécimen-type collecté. Mais il n'est pas toujours possible de collecter un spécimen sur le terrain, et il suffit donc de prendre une photo géolocalisée pour une éventuelle visite future.
La géolocalisation ajoute de précieuses informations spatiales aux images et constitue un complément utile aux données recueillies. Elle enrichit les informations traitées par les logiciels de Système d'Information Géographique (SIG), comme ESRI ArcGIS ou GoogleEarth.
Les photos peuvent parfois être aussi utiles que des sujets réels, pourvues qu'elles comprennent le maximum d'informations exploitables ultérieurement. On pourra ainsi comparer des séries photos prises à différents moments pour étudier certains phénomènes biologiques évoluant avec le temps (âge, modifications climatiques, ...).
Il est aussi possible de combiner la géolocalisation avec d'autres technologies comme la télé-détection ou la reconnaissance automatisée d'objets.

En ornithologie

Les applications de la géolocalisation des photos en ornithologie sont de plus en plus fréquentes. Cette technologie permet de compléter les bases de données existantes avec des éléments de localisation et de déplacements.
Les chercheurs peuvent aussi mobiliser les observateurs en leur demandant de géolocaliser leurs photos et de les leur transmettre. Par exemple, des scientifiques de l'Université du Queensland (Australie) étudiant le Casoar à casque (Casuarius casuarius), une espèce rare vivant dans des régions isolées, ont développé une application pour mobiles Android et iPhone dans le cadre du Project Cassowary afin de collecter des photos gélocalisées de l'espèce.
Les amateurs peuvent aussi illustrer leurs rapports de voyage en associant à leur trajet (tracé par GPS) des photos géolocalisées. C'est par exemple le cas de ce séjour sur les bords du lac Manyara au nord de la Tanzanie au cours duquel 300 espèces avaient été vues : http://tariquesani.net/blog/2010/06/01/lake-manyara-gps-trails-geotagged-photos/.
L'Audubon Society propose un guide pour téléphone portable permettant de gélocaliser ses photos : http://androidfeens.com/?p=2291

A découvrir

- Sony propose un traceur de photos, le GPS-CS3KA incluant le logiciel Picture Motion
- Les logiciels de communication GPS pour PC ou organiseurs : http://www.umr-lisah.fr/CrSig/Documents/etc/GPSsofts.htm
- Il existe des applications (payantes) sur Iphone permettant de géolocaliser des photos, comme Geotag Photos.

Sources

- A. Erpenbach (2008). Geotagging: a brief introduction for naturalists. Institute for Ecology, Evolution and Diversity, University of Frankfurt, Germany
- Clubic.com (2008). Comment géolocaliser mes photos ? http://www.clubic.com/article-156214-1-geolocalisation-photo-guide.html
- Skitour.fr (2009). GPS : meilleur choix de temps entre trackpoints". http://www.skitour.fr/forum/read_115820.html


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