Thématique

Cartographie mobile ou par drone ? Pourquoi pas les deux ?

Comparaison de deux méthodes de numérisation : Acquisition photogrammétrique par drone et cartographie mobile

Description des méthodes​

Photogrammétrie par drone

La photogrammétrie par drone est une technique de mesure qui permet de modéliser un espace 3D en utilisant des images 2D acquises depuis un drone. En connaissant la position et l’orientation de chaque image dans l’espace, une position tridimensionnelle peut être calculée pour chaque point du terrain visible dans plusieurs images, construisant ainsi un nuage de points. Ce processus de reconstruction 3D est analogue au fonctionnement de notre cerveau qui interprète en trois dimensions ce que nos yeux perçoivent depuis des points de vue différents. Les procédés d’Uzufly permettent de dériver d’autres produits à partir du nuage de points, tels qu’un maillage 3D photoréaliste, un modèle numérique de surface et une orthophoto.

Mobile mapping

Le mobile mapping ou cartographie mobile consiste à numériser l’environnement tout en se déplaçant le long d’un itinéraire grâce à divers capteurs embarqués. Le système de mesure d’Orbis360 est composé de deux scanners laser haute performance, d’une caméra panoramique, de caméras planaires, ainsi que de divers capteurs permettant de déterminer précisément la trajectoire suivie. Seul un bon calcul de la trajectoire assure un géoréférencement de qualité des divers produits, puisque tant les points mesurés par les scanners que les images sont projetés le long de cette trajectoire. Etant munis de scanners laser, le nuage de points est obtenu directement par LiDAR, acronyme de light detection and ranging (détection et estimation de la distance par la lumière). Les images panoramiques géoréférencées et orientées sont utilisées comme support visuel.

Forces et faiblesses

Photogrammétrie par drone

    ✅ Génération de données 3D par survol (pas de présence physique sur place)

    ✅ Modélisation d’éléments non-visibles depuis le sol

    ✅ Information visuelle grâce au maillage 3D texturé

    ❌ Eventuelles interdictions de survol sur certaines zones

    ❌ Modélisation uniquement des éléments visibles depuis le ciel

Mobile mapping

    ✅ Rapidité d’acquisition (jusqu’ 300km en corridor et 100km en zone urbaine)

    ✅ Qualité du nuage de points (éléments fins, faible bruit, haute densité)

    ✅ Information visuelle par les images panoramiques et/ou par l’intensité du laser même de nuit

    ❌ Données uniquement le long des itinéraires suivis

    ❌ Réception GNSS et géoréférencement direct parfois difficile (calage possible par la suite)

Cas d’utilisation

Photogrammétrie par drone

  • Modélisations 3d (urbanisme, tourisme, patrimoine, archéologie)
  • Etablissement d’orthophotos (géoréférencées et superposables à un plan)
  • Cartographie de l’occupation du sol
  • Cartographie diverses (dangers naturels, réseaux et énergie, cadastre, etc.)
  • Mesures d’objets (positions, hauteur des arbres, dimensions des constructions, etc.)

Mobile mapping

  • Analyse d’état de routes (modèle numérique, profils, orthophotos de chaussée)
  • Modélisation et cartographie des éléments visibles (marquage, signalisation, câbles, etc.)
  • Mesure dans le nuage de points ou depuis l’intérieur d’une image panoramique
  • Détermination de gabarits ferroviaires d’espace libre
  • Mesures précises des éléments à proximité (position et dimensions des objets)

Comparaison des nuages

Vues des nuages de points au centre du village de St-Saphorin : les éléments fins mesurés par le scanner (barrières, enseigne, mobilier urbain) ne sont souvent pas reconstruits par corrélation dense.

Vues des nuages de points au-dessus de la route cantonale : Les bords de toits sont des zones cachées pour le drone. Ils ne peuvent pas être déterminés proprement et les points y sont interpolés. A contrario, les toitures et le contrebas de la route ne sont pas visibles par le système mobile.

Profil d’un bord de route : Les nuages de points obtenus par corrélation dense ont tendance à lisser les éléments saillants (exemple ci-dessus avec la bordure du trottoir et la glissière). Ces même élément saillants, mesurés de manière directe par scanner mobile, sont restitués avec une grande précision et un faible bruit de mesure.

Surfaces couvertes par chacune des méthodes

L’image ci-dessus illustre l’emprise du nuage de points acquis par drone (en bleu) et de celui acquis par mobile mapping (en jaune).

La surface couverte avec le drone permet de générer des rendus large échelle photoréalistes et immersifs (le réalisme du modèle 3d dans la vidéo ci-dessus est particulièrement remarquable).

Dans le cas du mobile mapping, l’étendue se limite à ce qui est visible le long du chemin suivi. Par contre, les images panoramiques acquises sont un très bon moyen de visualiser un lieu tout en s’immergeant et se déplaçant dans la rue souhaitée. De plus, les images étant liées à la même trajectoire que le nuage de points, ce dernier peut y être superposé (exemple dans l’illustration ci-dessus, avec les points colorisés par leur intensité). Dès lors, il devient possible d’effectuer des mesures (tailles d’objets, surfaces, coordonnées, etc.) directement en immersion dans une image panoramique. Ces mêmes mesures peuvent également être réalisées directement en navigant en trois dimensions dans le nuage de points. Les publications au bas de cet article vous permettent de tester ces différents modes de navigation et de mesure.

Des produits différents et complémentaires

La photogrammétrie par drone est utile aux projets nécessitant une représentation 3D visuelle d’un secteur allant de la taille d’une maison à celle d’une ville entière. Elle offre un large panel d’applications telles que l’intégration d’un projet de construction dans son environnement virtuel, la mise à jour de certaines couches d’informations du cadastre, les simulations à échelle urbaine (par exemple : les simulations d’ombres et l’estimation du potentiel solaire).

Le mobile mapping convient particulièrement bien aux spécialistes de la mobilité, tant dans le domaine routier que ferroviaire. Le faible bruit de mesure, l’exactitude des angles et la finesse des objets numérisés permet de satisfaire les clients ayant des exigences particulièrement élevées en termes de précision et de mesure aux abords de la chaussée ou des rails. Les images panoramiques servent de source d’information visuelle en apportant des éléments interprétables par l’œil humain.

Ces deux produits sont complémentaires en apportant de l’information là où l’autre ne peut pas en amener. Le mobile mapping assure une grande qualité du nuage à proximité de la route et le drone complète le modèle sur le reste du territoire.

Visualisation 3d des données

Quelles que soient la source et la méthode d’acquisition utilisée, les données 3d peuvent être diffusées via des plateformes web.

Orbis360 et Uzufly vous offrent la possibilité de diffuser vos propres données à vos clients via un viewer web, personnalisable et ne nécessitant aucune installation. Les publications ci-dessous vous permettent de tester par vous-même différents modes de navigation. N’attendez pas plus longtemps et immergez-vous dans une représentation du monde qui vous entoure ! 

Si vous souhaitez en savoir plus sur les services d’acquisition et de diffusion proposés par Orbis360 (mobile mapping) et Uzufly (photogrammétrie par drone), n’hésitez pas à nous contacter !