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Le blogue de DroneXperts

La photogrammétrie par drone, tout ce que vous devez savoir !

Table des matières

Vous êtes intéressé par la photogrammétrie par drone et vous ne savez pas par où commencer ? Au contraire, vous êtes déjà utilisateur de cette technique de mesure et vous souhaitez approfondir vos connaissances et compétences ? Alors, vous êtes au bon endroit !

Comment fonctionne le principe de reconstruction photogrammétrique ?

Le principe de photogrammétrie est une technique consistant à déterminer les dimensions et volumes d’objets ou d’espaces à partir de photographies aériennes. Elle se réalise sous forme d’une succession de « capture » en 2D ou 3D de différent point de vue afin d’obtenir au final une projection de la zone scannée.

Cette technologie est utile dans de nombreux domaines. Elle permet par exemple à des maîtres d’ouvrage d’avoir une vue d’ensemble d’une zone ou d’un terrain en vue de la réalisation de travaux. Cela peut aussi concerner des aménagements urbains et toute autre infrastructure qui nécessitent d’avoir une vue générale détaillée.

Quels sont les domaines et applications de la photogrammétrie ?

La photogrammétrie par drone est un exercice de précision qui nécessite une préparation minutieuse et une bonne maîtrise technique de son appareil photo. Il est tout à fait possible de calculer le temps d’une prise de vue à l’avance ou bien le nombre de batteries nécessaires pour effectuer un mapping complet.

L’orthomosaïque

Image orthomosaïque

C’est la modélisation 2D de la surface, à partir de plusieurs images aériennes, permettant de visualiser le site et d’en effectuer des mesures précises (surface, longueur). L’une des applications recommandées est le suivi, avant et après, de catastrophes naturelles, comme des zones inondables, glissements de terrains, feux de forêt.

La volumétrie

La volumétrie est une application de la photogrammétrie qui permet de créer un modèle 3D d’un terrain ou de volumes stockés. Cette technique est principalement utilisée dans le secteur minier, les centrales de production d’énergie, les carrières ou la gestion du territoire.

Comparable à la modélisation 3D, elle permet d’extraire des cubages qui sont une mesure volumétrique de matériaux ainsi que des tonnages d’un espace délimité. L’utilisation du drone permet d’effectuer ce travail régulièrement de par sa rapidité et son faible coût.

La modélisation 3D

Image d'une modélisation 3D d'une partie de la ville de Londres

Une des utilisations de la photogrammétrie est la modélisation 3D. Après la réalisation de photographies aériennes, cette technique consiste à reproduire, grâce à un logiciel adapté, des images de synthèses représentant la scène photographiée en trois dimensions. La modélisation 3D permet d’avoir un support d’étude suivant ce qui est recherché :

  • l’évolution d’un relief (crevasse, falaise…) ;
  • l’implantation d’un espace comme une route ou un cours d’eau sur une zone choisie ;
  • la création de modèle interactif de bâtiments, façade ou monument ;
  • la modélisation en 3D de site archéologique ;
  • la sauvegarde de patrimoine afin de figer l’état d’un monument à une date précise.

Qui utilise la photogrammétrie ?

Comme évoqué un peu plus haut, la photogrammétrie sert à capturer toutes sortes de sujets, des personnes aux reliques historiques, en passant par les aéronefs, les bâtiments et même des structures plus grandes. Découvrons un peu plus en détail une liste non exhaustive des secteurs d’activité qui utilise cette méthode.

Le génie civil

Les techniques photogrammétriques offrent des informations détaillées sur la disposition de la surface terrestre, ce qui est de première importance dans le domaine du génie civil. Grâce aux images et à la représentation en 3D de la zone, il est possible de réaliser une conception précise.

Les cartes photogrammétriques aident également à établir des plans de développement urbain. Elles aident à bien comprendre le terrain afin que les routes et les pistes puissent être planifiées avec précision pour un transport plus facile et adéquat.

La géologie

La photogrammétrie est un moyen très efficace de déterminer les types et les couches de sol. Grâce au nuage de points généré par la photogrammétrie, il est possible de comprendre la forme des roches, leur formation et leur composition.

La photogrammétrie est souvent utilisée pour étudier la profondeur et évaluer le volume des lacs ou des rivières. Elle est également utilisée en foresterie pour étudier la végétation et l’épaisseur de la forêt.

L’archéologie

La photogrammétrie offre une opportunité de cartographier une zone en utilisant des photos historiques pour comprendre les structures et la disposition d’un site archéologique. La photographie aérienne est couramment appliquée pour cartographier les vestiges de surface sur les sites de fouilles.

La photogrammétrie offre une grande facilité pour cartographier l’archéologie maritime par rapport aux méthodes traditionnelles.

L’ingénierie

L’ingénierie utilise la photogrammétrie pour surveiller les grandes structures. Il devient avantageux d’utiliser cette technique, car un nombre illimité de points peuvent être considérés pour les mesures et peuvent être traités automatiquement.

La photogrammétrie est utilisée en raison de sa grande précision, sa facilité d’utilisation et sa capacité à prendre des images dans n’importe quelles conditions et sous n’importe quel angle en font une option attrayante pour l’ingénierie et la surveillance des structures.

Grâce à la grande précision offerte par les techniques photogrammétriques et les rendues 3D, il est devenu beaucoup plus facile d’évaluer un site et un projet de construction étape par étape.

L’immobilier

L’immobilier étant un marché fortement concurrentiel, l’industrie immobilière utilise les dernières technologies pour commercialiser et présenter les visuels saisissants de leurs propriétés. Avec l’aide des drones et des techniques photogrammétriques, les agents immobiliers sont en mesure d’obtenir des photographies prises sous différents angles avec un maximum de précision. Il s’agit d’une méthode rentable pour permettre à l’acheteur de visualiser et de décider.

Quels sont les avantages de la photogrammétrie ?

Les techniques photogrammétriques permettent d’obtenir des résultats très précis, ce qui rend ces mesures très fiables pour la cartographie ou d’autres usages. La photogrammétrie offre une vue large ou étendue de la zone cartographiée en utilisant les caractéristiques topographiques de la surface étudiée.

Les données recueillies sont permanentes et précises et enregistrent les conditions qui existaient au moment où les photographies ont été prises. Étant donné que les informations recueillies sont permanentes, il est beaucoup plus facile de refaire une enquête ou de réévaluer le site pour obtenir les informations manquantes sans perte de temps.

Grâce à l’utilisation de drones, il est facile de prendre des photos de zones reculées et d’endroits difficiles d’accès avec des mesures précises. Cela réduit également la menace pour la sécurité de vos équipes qui arpente des endroits qui peuvent être dangereux.

Lors de l’arpentage des routes avec la photogrammétrie, les photos et les mesures peuvent être réalisées sans perturber le flux de circulation. Une fois les caractéristiques de la route enregistrées, elles peuvent être utilisées pour la planification de projets à venir.

Quel logiciel utiliser pour la photogrammétrie ?

Plusieurs logiciels sont aujourd’hui disponibles gratuitement, mais leurs utilisations restent très limitées. Néanmoins, vous pouvez retrouver plus versions payantes à différents coûts pour des résultats plus ou moins optimaux.

Soucieux de vous proposer des solutions pertinentes et efficaces, nous avons fait le choix de travailler avec la suite de logiciels Pix4D, en particulier Pix4D Mapper. Pourquoi ? Parce que PIX4D est un logiciel de développement de traitement d’images, de photogrammétrie, d’orthophotographie et de cartographie par drones qui vous proposent des cartes géoréférencées et hautement précises que ce soit pour de la modélisation 2D ou 3D.

PIX4D est l’outil informatique idéal pour les professionnels qui désirent effectuer des analyses ou des études topographiques précises en matière de modélisation 2D, 3D. PIX4D a une capacité de traitement de milliers d’images aériennes afin de mettre en forme une modélisation en 2D ou en 3D.

Pix4Dmapper convertit automatiquement les images, prises par drone, celui-ci fournit des cartes 2D géoréférencées et 3D très précises. Elles sont personnalisables et complètent un large éventail d’applications et de logiciels.

Pour les professionnels, l’objectif de la cartographie n’est pas seulement de générer des orthomosaïques 2D simples et des modèles 3D, mais de créer une cartographie qui fournit un emplacement précis et des mesures précises.

Concrétement comment fonctionne Pix4D ?

Pix4D fonctionne en trois étapes principales :

  1. Capture : Pix4D utilise des images RVB, thermiques ou multispectrales capturées par n’importe quel drone ou caméra. Ces images sont ensuite importées dans le logiciel.
  2. Traitement : La suite de logiciels Pix4D traite ces images en utilisant des algorithmes de photogrammétrie avancés. Cela permet de transformer les images aériennes ou terrestres en cartes numériques et modèles 3D précis et géoréférencés.
  3. Analyse et partage : Les données obtenues peuvent ensuite être analysées pour obtenir des mesures précises, créer des orthomosaïques, des maillages 3D, des nuages de points et des modèles d’élévation. Ces données peuvent être facilement partagées pour une utilisation ultérieure.

Les formations, les cours et méthode de la photogrammétrie, topographie numérique

De nombreuses écoles proposent des formations sur la méthode de la photogrammétrie en passant de l’exploitation de logiciel à l’utilisation des différents capteurs. Mais avant de vous engager, assurez-vous que ces centres de formation soient crédibles et reconnus. Quelques critères auquel vous devrez être vigilant pour vous assurer de la crédibilité et de la qualité de la formation.

  • École reconnue comme expert dans son domaine ;
  • Accessibilité aux dernières technologies ;
  • Accompagnement et expérience terrain ;
  • Disponibilité des ressources (conseillers) une fois la formation complétée ;
  • Programme de formation spécialisée : qui répond de manière précise à vos besoins ;
  • Reconnue par les institutions publiques.

Pourquoi choisir DroneXperts pour vos besoins en formation ?

Depuis 2013, DroneXperts est le centre d’excellence et le leader dans le domaine de la formation de pilote de drones au Canada. Au-delà d’apporter une simple formation, vous aurez accès à un accompagnement complet et sur-mesure.

Nos formations s’adressent à toutes les personnes qui désirent se perfectionner ou pour tous les gestionnaires qui désirent former un ou des personnes en interne. Les spécialistes de DroneXperts cumulent plus de 10 000 heures d’expérience sur le terrain. Vous êtes donc entre bonnes mains. Peu importe votre niveau de formation actuel, nous avons des formations qui s’adaptent à vos besoins.

Quel drone professionnel pour la photogrammétrie ?

DJI Mavic 3 Pro

DJI Mavic 3 Pro en vol au milieu du désert

Le DJI Mavic 3 Pro offre une combinaison exceptionnelle de portabilité, de puissance et de qualité d’imagerie. Conçu pour les professionnels exigeants, ce drone compact redéfinit les normes en matière de collecte de données aériennes, ouvrant de nouvelles perspectives pour la cartographie, la modélisation 3D et d’autres applications spécialisées.

La caméra Hasselblad intégrée, dotée d’un capteur CMOS de pointe, permet au Mavic 3 Pro de capturer des images d’une clarté et d’une netteté exceptionnelles. Avec une résolution de 20 mégapixels, cette caméra offre des détails précis, essentiels pour la création de modèles 3D haute résolution et de cartes topographiques précises. La technologie de capteur à faible éclairage garantit des performances exceptionnelles même dans des conditions de luminosité réduite.

La polyvalence du Mavic 3 Pro se manifeste également dans son système de vol avancé. Doté de capteurs avancés d’obstacle et de technologies de positionnement GPS, ce drone assure un vol stable et sécurisé, même dans des environnements complexes. De plus, les modes de vol intelligents et les fonctions automatisées simplifient la planification des missions, permettant aux utilisateurs de se concentrer sur l’acquisition de données.

L’autonomie de vol étendue du Mavic 3 Pro est un atout majeur pour les missions de photogrammétrie de grande envergure. Avec une durée de vol prolongée, les professionnels peuvent couvrir des zones plus vastes sans interruption, optimisant ainsi l’efficacité de la collecte de données. La conception pliable du drone facilite également son transport, offrant une mobilité accrue sur le terrain.

La connectivité avancée et l’intégration fluide avec des logiciels de traitement renommés font du Mavic 3 Pro un outil puissant pour les professionnels de la photogrammétrie. La transmission en temps réel des données et la compatibilité avec des solutions logicielles de pointe simplifient le flux de travail, de la capture des données à la génération des modèles finaux.

DJI Matrice 350 RTK

Le DJI Matrice 350 RTK incarne l’excellence dans le domaine de la photogrammétrie, offrant une combinaison parfaite de puissance, de précision et de polyvalence. Conçu pour répondre aux besoins les plus exigeants des professionnels de la cartographie et de la modélisation 3D, ce drone repousse les limites de la collecte de données aériennes.

Au cœur de ses performances exceptionnelles se trouve le système RTK (Real-Time Kinematic), assurant une précision centimétrique dans le positionnement. Cette technologie avancée garantit des résultats cartographiques d’une précision remarquable, éliminant les erreurs de positionnement et permettant une modélisation 3D d’une fidélité inégalée.

La caméra embarquée du Matrice 350 RTK, associée à une résolution exceptionnelle, permet une capture d’images détaillées et nettes. Le capteur CMOS 1 pouce offre une qualité d’image exceptionnelle même dans des conditions de faible luminosité, assurant des résultats fiables à tout moment de la journée. La polyvalence de la caméra permet aux professionnels de s’adapter à une variété de scénarios de collecte de données, de la cartographie de précision à la surveillance détaillée.

Avec une autonomie de vol prolongée et la capacité de transporter plusieurs charges utiles simultanément, le Matrice 350 RTK offre une flexibilité inégalée sur le terrain. Les professionnels peuvent couvrir des zones étendues sans interruption, maximisant ainsi l’efficacité de la collecte de données. La conception modulaire de l’appareil permet l’intégration de divers capteurs, adaptant le drone à une multitude d’applications professionnelles.

La connectivité avancée et la gestion intelligente des données font du Matrice 350 RTK un outil puissant pour les professionnels de la photogrammétrie. La transmission en temps réel des données, combinée à la compatibilité avec des logiciels de traitement renommés, simplifie le flux de travail, accélérant ainsi le processus de création de modèles 3D et de cartes topographiques.

En somme, le DJI Matrice 350 RTK est bien plus qu’un simple drone ; c’est un partenaire indispensable pour les missions de photogrammétrie les plus exigeantes. Sa combinaison de précision, de puissance et de polyvalence en fait un choix incontournable pour les professionnels à la recherche d’un outil fiable et performant dans le domaine de la collecte de données aériennes.

Wingtra Gen ONE II

Le Wingtra GEN II One est un drone exceptionnellement performant spécialement conçu pour répondre aux besoins rigoureux de la photogrammétrie. En alliant innovation et précision, cet appareil redéfinit les normes de collecte de données aériennes pour les professionnels de la cartographie et de la modélisation 3D.

Au cœur de la performance du Wingtra GEN II One se trouve la technologie de décollage et d’atterrissage vertical (VTOL), qui combine la stabilité d’un avion à voilure fixe avec la flexibilité d’un décollage vertical. Ce système assure une transition fluide entre les modes de vol, permettant des opérations dans des environnements complexes et restreints, tout en maximisant l’efficacité de la collecte de données.

La caméra à haute résolution intégrée offre des résultats de photogrammétrie de la plus haute qualité. Avec son capteur CMOS performant, le Wingtra GEN II One capture des images nettes et détaillées, assurant une précision maximale dans la création de modèles 3D, de cartes topographiques et d’orthomosaïques. La capacité du drone à couvrir de vastes zones de manière rapide et efficace en fait un choix idéal pour des projets de grande envergure.

L’autonomie de vol étendue du Wingtra GEN II One en fait un outil exceptionnellement fiable sur le terrain. La batterie longue durée permet de couvrir des distances considérables, réduisant ainsi le besoin de multiples décollages pour une même mission. De plus, la conception modulaire facilite le remplacement rapide des batteries, minimisant les temps d’arrêt entre les vols.

La simplicité d’utilisation du Wingtra GEN II One est renforcée par sa planification de mission intuitive et son système de navigation avancé. Les professionnels peuvent planifier des missions complexes en quelques clics, tandis que les capteurs embarqués et les systèmes de navigation avancés assurent un vol stable et précis, même dans des conditions météorologiques difficiles.

En résumé, le Wingtra GEN II One représente l’aboutissement de l’ingénierie aérienne pour la photogrammétrie. Sa combinaison unique de technologie VTOL, de caméra haute résolution et d’autonomie de vol étendue en fait un choix incontournable pour les professionnels exigeants à la recherche d’un drone performant, fiable et facile à utiliser dans le domaine de la collecte de données aériennes.

Quels sont les critères importants pour le choix de votre appareil photo ou caméra ?

Que vous soyez novice ou un utilisateur régulier d’appareil photo, la photogrammétrie exige d’avoir quelques notions qui peuvent fortement influencer vos résultats. Avant de définir quel capteur vous allez utiliser pour vos prises de vue, il est important de prendre différents paramètres en compte afin d’obtenir des captures d’images optimale.

La résolution 

C’est l’une des caractéristiques principales non négligeables tant les écarts de précision seront considérables. Une résolution élevée (45 Mpx) vous permettra d’obtenir des captures d’ultra haute définition avec une précision entre les pixels accrue. Ultimement, Le minimum suggéré pour faire de la photogrammétrie sera 20 Mpx.

La distance focale

Pour la photogrammétrie, un capteur grand-angle est indispensable. En effet, cela vous permettra d’avoir une plus grande largeur de la prive de vue. Cette donnée est généralement exprimée en millimètres et correspond à la distance entre le capteur et le centre optique de l’objectif. En somme, plus la focale sera courte, plus l’angle de vision sera grand.

La précision géodésique

Le fonctionnement RTK (Real Time Kinematic ou cinématique temps réel)

Le drone RTK avec abonnement réseau

Le drone va communiquer avec des stations de références (qui sont réparties géographiquement sur tout le territoire. Ces stations de références GNSS vont indiquer au drone en temps réel qu’elles sont les corrections de position à appliquer sur le géoréférencement des images.

Par ce biais, le drone va géopositionner chacune des images acquises en mission, avec une précision absolue de l’ordre de seulement quelques centimètres.

Ce mode de fonctionnement nécessite :

  • Un abonnement à un réseau RTK ;
  • Une carte SIM avec accès internet.

Le drone RTK avec sa station de base

Le drone va communiquer avec sa station de base. Cette station va être apporté par l’opérateur et positionnée sur le terrain au-dessus d’un point connu, afin d’indiquer au drone en temps réel, quelles sont les corrections de position relative à appliquer sur le géoréférencement des images par rapport à la position connue sur laquelle est placée la base.

La base étant positionnée à seulement quelques centaines de mètres du drone en vol, la précision des corrections apportées va être très bonne. Par ce biais, le drone va géopositionner chacune des images acquises en mission, avec une précision absolue de l’ordre de seulement quelques centimètres également.

Ce mode de fonctionnement nécessite :

  • Une station de base.

Le fonctionnement PPK (Post Processed Kinematic ou cinématique post-traitée)

Certains drones fonctionnent en PPK, c’est-à-dire que le récepteur GNSS de précision va enregistrer les observations satellites brutes reçues lors du vol. De l’autre côté, une base va elle aussi enregistrer des données d’observations locales.

Au moment de l’acquisition, les images enregistrées dans le drone ne sont pas encore géoréférencées de manière précise (à l’inverse des deux techniques précédemment citées).

Après la séquence d’acquisition, il faut assembler les données brutes enregistrées par le drone ainsi que celles enregistrées par la station de référence dans un logiciel qui aura pour action de transformer les coordonnées de chaque image pour appliquer la correction de position.

Ce mode de fonctionnement nécessite :

  • Une station de base ;
  • Un logiciel pour l’assemblage PPK.

La vitesse d’obturation

L’obturateur est un élément indispensable pour tout appareil photo. C’est lui qui va permettre de laisser rentrer la lumière sur le capteur pour enregistrer la photo, ou au contraire de la bloquer. Cette pièce a longtemps été mécanique, mais de nombreux appareils photo hybrides intègrent désormais un obturateur électronique en plus du système mécanique classique.

La versatilité de votre drone

Comme plusieurs entreprises ont une offre de service large, plusieurs capteurs peuvent être nécessaires pour réaliser tous ces projets. Par exemple, certaines compagnies feront de la photogrammétrie visuelle et/ou de la captation thermale.

Normalement, deux options s’offrent à vous :

  1. Achat d’un drone ayant la capacité d’interchanger les capteurs, ce qui n’est pas possible avec tous les drones.
  2. Acheter plusieurs drones que vous pourrez utiliser en même temps sur différents projets.

L’envergure de vos projets

Tout dépendant la grosseur de vos projets, des drones tels que l’aile fixe de Wingtra, peut vous permettre de couvrir une plus grande surface en moins de temps comparativement au quadricoptère.

Le transfert dans un cloud (optionnel)

La possibilité de transférer directement vos fichiers dans le cloud assure un gain de temps en facilitant la communication entre les équipes terrain et bureau, mais ce dernier reste facultatif.

Quel capteur utilisé pour vos relevés photogrammétrique ?

Caméra DJI Zenmuse P1

Caméra DJI Zenmuse P1 installée sur drone DJI Matrice 300

La Zenmuse P1 intègre un capteur plein format avec des objectifs interchangeables à mise au point fixe sur nacelle stabilisé sur 3 axes. Conçu pour les missions de photogrammétrie, il porte l’efficacité et la précision à un tout autre niveau.

Les fichiers de résultats de mission sont automatiquement associés au nom et à l’heure de la mission. Les photos, les données GNSS et les fichiers sont stockés ensemble dans un dossier centralisé. Avec cet appareil, couvrez jusqu’à 7,5 km2 en une journée de travail.

Augmentez l’efficacité de vos missions de photographie oblique grâce à la nacelle qui tourne automatiquement pour prendre des photos sous les différents angles nécessaires. Seules les photos essentielles à la reconstruction seront prises au bord de la zone de vol, ce qui augmente l’efficacité du post-traitement.

Pour conclure, La camera P1 est la caméra la plus performante de chez DJI. Equipé d’un capteur plein format en 45 MP ce capteur permet des résultats très pertinents en photogrammétrie ou encore en inspection. En vol automatique, la caméra prend des photos avec un intervalle de 0.7s ce qui permet d’optimiser les temps de missions

Comment DroneXperts peut vous accompagnez dans vos besoins en photogrammétrie ?

Avant de bâtir un programme de drone, il est important de se poser les bonnes questions. Nous sommes là pour vous orienter, de l’analyse des besoins à l’organisation et la gestion des formations, de l’achat du matériel à la planification du programme d’entretien, jusqu’à l’exploitation de vos résultats.

La première étape est sans aucun doute la plus importante, définir les bénéfices pour votre entreprise. Vous pourrez le faire en lisant un maximum d’études de cas que vous pourrez adapter à votre vision.

DroneXperts peut vous accompagner de plusieurs manières, que ce soit pour réaliser et analyser vos relevés photogrammétrie. Par exemple, nous avons été approchés par des entreprises qui souhaitaient évaluer rapidement l’état des structures de bâtiments.

Nous avons pu identifier rapidement leurs besoins et déployer notre drone pour la photogrammétrie. Nous avons également participé à l’évaluation de volume d’agrégat d’une carrière sablière au début et pendant la saison.

Nous avons pu précisément établir le volume extrait par un exploitant. Le résultat : le calcul volumétrique a permis de récupérer pratiquement 200K$ en redevances. Ces deux exemples font partie d’un large éventail de service que nous proposons aux entreprises.

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