Guide d'extraction des voies ferrées à partir de données Lidar

La cartographie précise des emprises ferroviaires est essentielle pour une maintenance fiable, la planification des infrastructures et la détection efficace des changements. Grâce à la suite d'outils de traitement de nuages ​​de points, d'analyse du terrain et d'extraction automatisée des lignes de rupture de Global Mapper Pro, l'analyse ferroviaire devient simple et efficace, que vos données proviennent d'un relevé par drone ou d'un modèle numérique d'élévation (MNE) existant.

Données requises pour l'analyse ferroviaire

Pour réaliser une extraction de données ferroviaires, vous aurez besoin d'un MNT haute résolution. Si vous ne possédez pas encore de modèle de terrain, vous pouvez en générer un à partir d'un nuage de points, ou même en créer un à partir d'images prises par drone grâce à l'outil Pixels to Points . Si vous souhaitez créer ou optimiser votre flux de travail de photogrammétrie, consultez nos formations en ligne et nos ressources complémentaires.

Préparation de votre nuage de points

À partir d'un nuage de points, la première étape consiste à créer un MNT (Modèle Numérique de Terrain) à l'aide de l'outil Grille d'altitude. Avant de commencer le maillage, il est utile de découper et de classifier les données afin de réduire le temps de traitement et de simplifier le flux de travail. 

Ce flux de travail étant centré uniquement sur les voies ferrées, les zones environnantes peuvent être supprimées. Pour rogner vos données, ouvrez l' outil Numériseur et tracez une zone autour des rails. Sélectionnez ensuite cette zone et utilisez l' outil Rogner selon les zones sélectionnées .

Si vous préférez ne pas rogner les données mais souhaitez tout de même limiter le traitement, de nombreux outils utilisés dans ce flux de travail incluent un onglet Limites qui vous permet de restreindre les opérations à une zone définie.

Pour affiner le nuage de points, il est recommandé de classer les points du sol afin d'exclure les objets indésirables tels que les arbres, les bâtiments ou les sources de bruit. Il est important de veiller à ce que les rails soient bien identifiés comme faisant partie du sol et ne soient pas exclus du processus de classification. 

Du lidar au DEM

Une fois le nuage de points découpé et classifié, utilisez l' outil Créer une grille d'altitude pour générer le MNT nécessaire à l'extraction des lignes de rupture. Ceci produit une surface continue que l'outil de lignes de rupture analyse pour détecter les variations de pente et d'altitude et identifier les voies ferrées. Notez que cet outil fonctionne uniquement avec un modèle surfacique, et non avec un maillage. Dans cette boîte de dialogue, vous pouvez filtrer le nuage de points par classification afin de ne conserver que les points au sol. Bien que facultative, cette étape permet généralement d'obtenir une surface de référence plus nette.

Pour que le reste du processus fonctionne correctement, les données de base doivent être d'une résolution suffisamment élevée pour que les rails apparaissent comme une signature d'élévation distincte (voir les images ci-dessous). Utilisez l' outil Profil de chemin pour vérifier que la grille représente correctement cette variation d'élévation.

Extraction ferroviaire

L' outil Générer des lignes de rupture propose trois méthodes d'extraction, dont des options pour identifier les bords des surfaces planes ou des zones à pente uniforme. Pour cette analyse ferroviaire, l'accent est mis sur la méthode : Détection des lignes de rupture à chaque rupture de surface . Cette méthode identifie les lignes de rupture le long des changements de courbure en fonction du type de grille sélectionné. Dans la boîte de dialogue Configuration des lignes de rupture :

1. Type de grille de courbure : Profil – Produit des lignes parallèles aux rails. 
2. Seuil de détection des contours : ~500 – Contrôle l'inclinaison minimale requise pour l'extraction. Déplacer le curseur de seuil complètement vers la droite permet d'isoler les arêtes vives, presque verticales, caractéristiques des rails.
3. Seuil de connexion Edge : <300 – Influence la façon dont l'outil gère les petites incohérences. Des valeurs plus faibles produisent des lignes de rupture plus longues et plus continues.

Les lignes de rupture représentant les éléments ferroviaires extraits sont en jaune.

Dépannage des lignes de rupture

Si les lignes de rupture extraites semblent fragmentées ou incomplètes, essayez de créer une grille de courbure pour tester et visualiser vos paramètres. Le processus de création des lignes de rupture repose sur une grille de courbure dérivée de vos données d'altitude ; en générer une directement peut donc vous aider à comprendre l'influence de la résolution et de la méthode de la grille sur les résultats.

Essayez de générer des grilles à différentes résolutions (par exemple, une grille de 1 mètre, puis une grille de 0.1 mètre) et comparez le résultat. Vous devriez pouvoir distinguer clairement les rails sur l'affichage de la courbure en noir et blanc. Si aucun détail n'est visible à travers ce qui ressemble à du bruit blanc, ajustez les paramètres de courbure et de lignes de rupture.

Enfin, vérifiez que la grille d'élévation sous-jacente possède une résolution suffisante pour que les rails apparaissent comme des éléments distincts ; sans ce détail, l'extraction des lignes de rupture restera peu fiable.

Grille de courbure : 0.1 m (à gauche) et 1 m (à droite)

L'extraction des lignes de rupture ferroviaires à partir de données d'altitude est une méthode efficace pour améliorer la précision des analyses ferroviaires, de la planification de la maintenance et de la détection des changements. En préparant un nuage de points propre, en générant un MNT haute résolution et en affinant les paramètres des lignes de rupture, vous pouvez modéliser et extraire les caractéristiques des voies ferrées avec fiabilité. 

Global Mapper Pro simplifie chaque étape de ce flux de travail, le rendant accessible et fiable, que vous travailliez à partir d'images issues de drones, de nuages ​​de points lidar ou de données d'altitude existantes. Essayez d'intégrer Global Mapper Pro à votre flux de travail dès aujourd'hui.