Tout ce que vous devez savoir sur la photogrammétrie par drone

Tout ce que vous devez savoir sur la photogrammétrie par drone

Vous êtes intéressé par la photogrammétrie 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 !
Tout savoir sur le drone en agriculture de précision Vous lisez Tout ce que vous devez savoir sur la photogrammétrie par drone 22 minutes Suivant Comparatif des meilleurs drones pour le grand public au Canada

Vous êtes intéressé par la photogrammétrie 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 !

Dans cet article, nous allons traiter des sujets suivants :

Table des matières

1. 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.

2. 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.

2.1. L'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.

2.2. 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.

2.3. La modélisation 3D

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.

3. Qui utilise la photogrammétrie ?

Comme évoqué dans la partie 1 de cet article, 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 :

3.1. La cartographie

La photogrammétrie est utilisée pour la cartographie des terrains à partir de photos prises à l'aide de drones. Elle permet d'obtenir des images de haute résolution avec une grande précision et dans des délais beaucoup plus rapides.

La photogrammétrie permet de prendre des photos verticales et obliques qui permettent d'obtenir une image précise du terrain, ce qui aide à la cartographie 3D d'une zone. Grâce aux photographies aériennes, il est désormais facile d'accéder à des zones difficiles à atteindre pour cartographier le terrain, y compris les zones sous-marines.

3.2. 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.

3.3. 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.

3.4. 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.

3.5. 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.

3.6. 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.

4. 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.

5. 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.

5.1. De la prise d'image au traitement de la modélisation 3D

Pix4Dmapper est un logiciel puissant, qui permet d’obtenir à partir de votre drone le traitement d’ortho-images géoréférencées et de Modèle Numérique Terrestre (MNT).Les images acquises par le drone sont importées afin que PIX4Dmapper puissent les fusionner.

Automatiquement, le logiciel détecte les points géoréférencés des relevés qui peuvent être mal calibrés et vous aide à les traiter pour les corriger. Toutes les fonctions automatiques sont une aide précieuse pour supprimer objets, véhicules, bâtiments, végétation du nuage de point géoréférencé, permettant la réalisation d’un MNT et de courbes de niveau.

La formation du nuage de points après traitement vous permettra une exploitation virtuelle de vos images, cartes et ouvrages en 3D. la précision acquise grâce aux logiciels PIX4D sur des volumes, de la cubature, mesures de distance précise ou visites virtuelles deviennent faciles d’accès, ainsi que l’exportation de vos fichiers aux formats.

5.2. 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.

Toujours à l’affût de l’évolution des technologies et règlements, nous avons développé un ensemble de formations qui à pour objectif :

  • Faire de vous l’élite des utilisateurs de drone du Canada ;
  • L'initiation à la technologie embarquée sur drone ;
  • Vous apportez les dernières évolutions des règlements et des technologies embarquées sur drone.

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.

Quel que soit votre niveau de formation actuel, nous avons des formations qui s’adaptent à vos besoins.

Vous souhaitez en apprendre davantage sur notre compagnie, n'hésitez pas à consulter notre page d'entreprise.

6. Quel drone pour la prises de vue aériennes en photogrammétrie ?

A priori, on peut faire de la photogrammétrie avec différents types de drone, mais pour une activité professionnelle, l’idéal est de cibler le bon drone pour la bonne mission.

En effet, la photogrammétrie n’est qu'une méthode de calculs et de mesures sur des orthoplans, préalablement constitués.Ces orthophotographies sont constituées à partir des photos prises par drone.

Avant de choisir l’optique, il faut savoir pour quel objectif est construite l’orthophotographie.

  • Si c’est un nuage de points avec l’objectif de réaliser des mesures précises.
  • Si c’est une simple inspection visuelle par Drone qui permet une organisation plus facile de la donnée

Les drones RTK sont des drones équipés d’un système dit : « Real Time Kinematic », ce qui signifie en français : « Cinématique en temps réel ». En somme, l’erreur de la position fournie par les satellites est corrigée en temps réel.

Ce système de positionnement par satellite est appelé GNSS issu de l’anglais « Global Navigation Satellite System ».

Ainsi, chaque photographie prise par le drone équipé de ce système assure une position précise des points ensuite reconstitués.

Les trois drones les plus souvent utilisés pour la photogrammétrie sont les suivants :

Matrice 300 RTK DJI

Cependant, on peut estimer qu’en dessous de 20 hectares, il n’est pas nécessaire de voler avec un drone RTK, le mieux étant de corriger ses positions avec des prises de points GPS au sol.

En effet, le Mavic 2 Pro permet de réaliser des orthophotographies particulièrement précises. Une fois les données traitées, il suffit d’intégrer des données GPS pour recaler le modèle. La mise à l’échelle sur Pix4D peut également utiliser des mesures au sol.

Deux options s’offrent à vous pour le calage des points :

  • Correction du modèle en prenant des mesures au sol.
  • Prises de points GPS : 5 points par hectare en respectant bien des différences d’altitude.

Pour résumer les choses ainsi : pour de grandes surfaces et pour une utilisation optimale, l’idéal est d’avoir un drone équipé RTK. Pour des travaux plus restreints, un drone avec une prise de vue peu vous permettre d’avoir un rendu de très bonne qualité.

7. 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.

7.1. 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.

7.2. 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.

7.3 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.

7.4. 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.

7.6. 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.

7.7. 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.

7.8. 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.

8. Quel capteur utilisé pour vos relevés photogrammétrique ?

Vous l'aurez donc compris, il est important de définir vos besoins et vos attentes afin de sélectionner de la meilleure des façons la caméra que vous souhaitez acquérir. En passant en revue un certain nombre de critères, la caméra DJI Zenmuse P1s’impose comme LE choix idéal.

8.1. Caméra DJI Zenmuse P1

Le 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

9. Comment DroneXperts peut vous aider 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.
Toutefois si vous souhaitez acquérir cette technologie, DroneXperts peut également vous accompagner dans l'intégration des drones et de leurs technologies au sein de votre structure en suivant ces 7 étapes clés :

9.1. Évaluez comment l’utilisation de drones pourrait vous faire sauver temps et argent

Nos experts dédiés à votre domaine vous guideront dans les possibilités d’application et vos choix d’utilisation

9.2. Établissez vos besoins technologiques et d’application sur le terrain.

Nos conseillers techniques et aviseurs pourront vous aider dans les choix de technologies (Marques, drones, accessoires, boîtiers de transport, gestion des batteries).

9.3. Acquisition, location, ou partenariat.

Vous devrez allouer un budget pour la formation, l'acquisition ou location d'équipements, les logiciels. Notre partenariat vous permettra également d'évaluer les fonctions et le temps de gestion que vous allez offrir à votre personnel.

9.4. Établissez les procédures et politiques d’utilisation des drones.

Tout programme possède sa documentation, en respect des normes et conformités réglementaires. Cela va de l’établissement du manuel des opérations, des assurances aux règles de conduite, à la gestion des incidents ou l’établissement de directive sur le respect de la vie privée des clients.

9.5. Choisissez vos pilotes qui seront accompagnés dans le processus.

Le choix des personnes ne se fait pas seulement par leurs compétences dans votre domaine, mais aussi sur l’ouverture à développer d’autres compétences techniques.

9.6. Formez vos pilotes.

La formation reste un point majeur pour connaître et maîtriser les réglementations du pays. Vous devrez respecter les règlements de Transport Canada et toutes les règles internes que vous allez mettre en place.

9.7. Choisissez les personnes qui vont exploiter vos données et formez-les.

Vous pourriez effectivement former du personnel supplémentaire, les pilotes et les responsables des rapports. Par exemple l’utilisation de logiciels tels que Pix4D demande des connaissances en Photogrammétrie et modélisation 3D.

Vous aimez ce que vous venez de lire ?

Nous sommes à l'écoute de vos besoins. Écrivez-nous !