Vous avez un drone ? Et maintenant ? — Utiliser Global Mapper avec votre drone
21 décembre 2021Commençons par une question : combien d’entre vous possèdent actuellement un Segway ? À moins d’être agent de sécurité dans un centre commercial ou de gérer une agence de visites guidées urbaines, vous avez probablement renoncé à succomber à la mode des engins à commande gyroscopique. Si l’on en croyait le battage médiatique qui a entouré la sortie de cette « technologie révolutionnaire », nous aurions depuis longtemps abandonné nos voitures, repensé nos villes et mené une vie bien plus épanouissante. Hélas, la réalité est un peu différente.
L'émergence et la prolifération des véhicules aériens sans pilote (UAV), ou drones, bien que n'étant pas accompagnées d'un tapage médiatique excessif, promettent d'avoir un impact bien plus profond sur nos vies. Si l'on en croit les spéculations actuelles, d'ici quelques années, notre ciel sera sillonné de drones de livraison, de drones de surveillance du trafic, et même de drones de transport de personnes.
Pour nous, professionnels de la cartographie, cette technologie d'observation aérienne répond efficacement à l'un de nos défis permanents : l'approvisionnement en données, et plus précisément, en données à jour. Traditionnellement, nous dépendions d'archives géospatiales publiques souvent insuffisantes et obsolètes, ou de sources commerciales onéreuses. Grâce à l'avènement de la technologie des drones, désormais accessible à tous, les données à la demande sont à la portée de tous.
La croissance rapide du nombre de drones en circulation a engendré un dilemme intéressant pour certains pilotes en herbe. Après avoir acquis le matériel et collecté des données, beaucoup se demandent souvent précisément ce qu'ils peuvent en faire. Ces dernières années, j'ai participé à plusieurs salons professionnels consacrés aux drones et une question qui m'est souvent posée est : « Que puis-je faire avec Global Mapper ? » La réponse : beaucoup de choses.
Planification initiale du vol
Parmi les services de données en ligne gratuits disponibles sur Global Mapper figurent des images aériennes haute résolution, des modèles numériques d'élévation (MNE), des cartes aéronautiques et des cartes topographiques.
Avant de lancer le vol, il est conseillé d'effectuer une reconnaissance virtuelle de la zone du projet. Quels obstacles potentiels se trouvent à proximité ? Quelles sont les caractéristiques du terrain ? Y a-t-il des bâtiments ou autres installations avoisinantes susceptibles d'imposer des restrictions de survol ? Quelle est la zone à couvrir ? Ces questions, et bien d'autres, trouvent réponse en chargeant les données pertinentes dans Global Mapper et en réalisant une analyse préliminaire de vol. Parmi les services de données en ligne gratuits, on trouve des images aériennes haute résolution, des modèles numériques d'élévation (MNE), des cartes aéronautiques et des cartes topographiques. Les outils de dessin de Global Mapper permettent de délimiter le site du projet afin de déterminer la zone à couvrir et d'établir un plan de vol initial pour optimiser la collecte des données. Toutes ces données peuvent être transférées vers un appareil iOS ou Android équipé de l'application Global Mapper Mobile pour permettre la vérification sur le terrain des paramètres du plan de vol.
Visualisation d'images géolocalisées
Les images peuvent être chargées dans Global Mapper sous forme de points d'intérêt, créant ainsi un album photo géographique. Dérivée des coordonnées intégrées aux fichiers image, l'emplacement de chaque prise de vue est représenté par une icône d'appareil photo sur la carte.
L'une des fonctions les plus élémentaires d'un drone est la prise de photos. Comme nous le verrons plus loin, avec un chevauchement suffisant, ces images peuvent être traitées pour créer une représentation 3D de la zone. Avant d'utiliser cette fonctionnalité plus avancée, les images peuvent être chargées dans Global Mapper sous forme de points, créant ainsi un album photo géographique. Dérivée des coordonnées intégrées aux fichiers image, la position de chaque prise de vue est représentée par une icône d'appareil photo sur la carte. Grâce à l'outil « Informations sur les entités » de Global Mapper, chaque photo s'affiche dans la visionneuse d'images par défaut de l'ordinateur. Dans la visionneuse 3D, les icônes d'appareil photo apparaissent au-dessus du terrain, indiquant précisément l'altitude du drone lors de chaque prise de vue.
Reconstruction 3D
La fonctionnalité de l'outil Pixels to Points transforme de simples fichiers d'images collectées par drone en un ensemble de données pouvant être utilisé pour d'innombrables procédures d'analyse 3D.
Intégré à Global Mapper Pro, l'outil Pixels to Points analyse une série d'images superposées afin de créer une représentation 3D de l'environnement. Ce puissant composant identifie les motifs de pixels récurrents dans plusieurs photographies et utilise les principes fondamentaux de la photogrammétrie pour déterminer la structure tridimensionnelle des surfaces correspondantes. Bien que la technologie sous-jacente soit extrêmement complexe, comme c'est souvent le cas dans Global Mapper, l'expérience utilisateur est très intuitive. Il suffit de charger les images, d'appliquer les paramètres nécessaires au système de caméra, d'ajouter des points de contrôle au sol si disponibles, de cliquer sur le bouton « Exécuter » et d'attendre la création d'un nuage de points haute densité et, si besoin, d'un modèle ou d'un maillage 3D. L'outil Pixels to Points transforme ainsi de simples fichiers image acquis par drone en un jeu de données exploitable pour d'innombrables analyses 3D.
Création d'orthoimages
Le processus de génération de nuage de points décrit précédemment offre la possibilité de créer une orthoimage. Définie comme une couche raster où les coordonnées de chaque pixel sont géographiquement exactes, l'orthoimage est générée par quadrillage des valeurs RVB du nuage de points. Grâce à sa précision intrinsèque, cette couche d'imagerie 2D peut servir à des mesures précises ou comme couche de base pour la numérisation ou le dessin.
Création de MNT et analyse du terrain
Global Mapper Pro peut générer un modèle numérique de terrain (MNT) à partir de données de nuage de points.
Comme mentionné précédemment, le nuage de points généré par Pixels to Points constitue la matière première de nombreuses analyses dans Global Mapper. Comme pour tout jeu de données non traité, un contrôle qualité, un nettoyage et un traitement sont nécessaires avant toute utilisation. Heureusement, le logiciel offre une multitude d'options d'édition et de filtrage, notamment la suppression des points parasites, le recadrage spatial, l'identification des points au sol et la reclassification automatique. Après avoir isolé les points représentant le sol nu, l'outil de maillage est utilisé pour créer un Modèle Numérique de Terrain (MNT), une couche raster 3D représentant la surface du sol. Cette couche de terrain peut ensuite servir à créer des courbes de niveau personnalisées, à calculer des volumes, à délimiter un bassin versant, à réaliser des analyses de visibilité et, si elle est superposée à un MNT existant, à identifier et mesurer les changements au fil du temps.
Lecture vidéo
Outre la capture d'images fixes, la plupart des drones sont équipés du matériel nécessaire à l'enregistrement vidéo. Au-delà des simples loisirs, cette fonctionnalité s'avère précieuse pour l'inspection de bâtiments ou d'infrastructures, la reconnaissance stratégique, l'inspection forestière et dans d'innombrables autres situations exigeant une perspective à distance. Global Mapper intègre un lecteur vidéo qui lit l'enregistrement tout en affichant la position du drone sur la carte. La position est déterminée à partir de l'horodatage de chaque sommet, enregistré dans le fichier de suivi pendant le vol. Après avoir chargé ce fichier comme une entité linéaire et l'avoir associé au fichier vidéo correspondant, la lecture est lancée via le menu contextuel (clic droit) du numériseur.
Traitement Lidar
Global Mapper Pro offre un ensemble d'outils permettant d'identifier, de reclasser et d'extraire ces caractéristiques sous forme d'objets vectoriels.
Il y a encore peu de temps, il était généralement admis qu'en raison de la taille et du poids de l'équipement nécessaire, la collecte de données lidar ne pouvait être effectuée qu'à l'aide d'un aéronef habité. Ce simple fait contribuait aux coûts élevés et aux difficultés logistiques du processus. Aujourd'hui, la miniaturisation des appareils lidar est telle qu'ils peuvent être embarqués sur de nombreux drones de grande taille. Compte tenu de la portée limitée de ces derniers, la collecte de données lidar par drone n'est viable que pour des projets de petite envergure et localisés. Cependant, elle permet des survols fréquents d'un site et est donc parfaitement adaptée à la détection des changements. Global Mapper Pro offre une large gamme d'outils pour le traitement des données lidar. Comme mentionné précédemment, les points peuvent être filtrés et modifiés avant la création d'un modèle de surface pour l'analyse du terrain. Comparé aux nuages de points photogrammétriques, le lidar fournit une représentation tridimensionnelle plus complète des éléments non terrestres tels que les bâtiments, les lignes électriques et les arbres. Global Mapper Pro propose un ensemble d'outils pour identifier, reclasser et extraire ces éléments sous forme d'objets vectoriels.
Fondamentalement, les drones et les cartes ont beaucoup en commun. Tous deux visent à fournir une perspective distanciée d'une zone d'intérêt et à révéler la distribution spatiale et les tendances dans nos données, qui seraient autrement indétectables. Il est donc logique que l'une des principales fonctions d'un drone soit de fournir des données permettant de créer des cartes et autres jeux de données spatiales. Global Mapper Pro est parfaitement adapté à ce type de flux de travail et propose une gamme complète d'outils à la disposition des opérateurs de drones.
Si vous souhaitez utiliser des images collectées par drone et des données lidar dans Global Mapper Pro, téléchargez dès aujourd'hui une version d'essai gratuite de 14 jours ! Pour toute question, n'hésitez pas à nous contacter.
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