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La Modélisation 3D et la Photogrammétrie


La technique de Photogrammétrie consiste à traiter les photographies aériennes et les données de géolocalisation par satellite, grâce à des logiciels informatiques performants. On génère alors une Modélisation tridimensionnelle d’un terrain ou de bâtiments et infrastructures. L’avantage est d’utiliser la reconnaissance des pixels pour aligner les images et les assembler les unes avec les autres. On peut ainsi obtenir un Nuage de points dense colorisé et un Modèle 3D texturé à partir des photos prises en ultra haute définition. Cela donnera un modèle numérique très détaillé et fidèle à la réalité.

Captation

La plupart du temps, l’utilisation du drone apporte de nombreux avantages par rapport à des relevés au sol ou des relevés aériens en avion ou hélicoptère :

  • Accessibilité dans un environnement difficile d’accès ou dangereux
  • Scan au plus près pour une meilleure résolution
  • Possibilité d’angle de la caméra pour capter les détails verticaux ou cachés
  • Quadrillage précis grâce à la localisation GPS et aux modes de vol programmés
  • Réduction du coût des relevés et gain de temps

L’utilisation du Matrice 210 et de la caméra Zenmuse X5S permet de réaliser des photos en Ultra Haute Définition (5280×3956 p) avec une grande netteté et une bonne précision de positionnement.

M210-Cartographie
DJI

La Cartographie

Un plan de vol programmé du drone avec la captation des images et des coordonnées GPS permettent de réaliser des levés topographiques. Des cibles de contrôle positionnées au sol sont relevées avec un GPS RTK pour une correction différentielle. Cela permet ainsi de recaler le modèle 3D avec une précision de géoréférencement de quelques centimètres.

Gps

Lors de la Modélisation numérique, on peut générer un Nuage de points dense et une Orthophotomosaïque. Les différents clichés pris en ultra haute définition sont orthorectifiés et assemblés. L’orthophoto est une grande image de l’ensemble du terrain cartographié, en Ultra Haute Résolution jusque 1 cm/pixel. On peut ainsi visualiser une grande superficie sur une seule image tout en gardant la possibilité de zoomer et de se déplacer dans l’image.

Les données post-traitées peuvent être intégrées dans la cartographie des systèmes SIG (Système d’Information Géographique). Elles peuvent aussi être exportées vers des logiciels CAO (tel Autocad) pour la réalisation d’un Plan topographique superposable à l’Orthophoto. Chaque point du Modèle étant géolocalisé, nous pouvons mesurer les positions et dimensions des éléments distinctifs à faire figurer sur le plan.

Les superficies ou les volumes peuvent aussi être calculés, comme par exemple les cubatures d’une carrière pour déterminer le nombre de m3 des différents tas d’excavation des matières premières. Nous pouvons aussi générer un Modèle Numérique d’Élévation (MNE) et visualiser ainsi les altitudes relevées et les courbes de niveaux. Des coupes topographiques peuvent permettre de mesurer les pentes du terrain.

La Modélisation 3D

La technique de Photogrammétrie permet de modéliser en 3D des objets ou sujets de toute taille. Les domaines d’applications sont nombreux et diversifiés. On peut ainsi visualiser en trois dimensions un bâtiment ou ouvrage d’art pour une inspection technique ou pour une rénovation par exemple. Le Maillage 3D est texturé avec les photos prises en Ultra HD pour un rendu visuel optimal. Il peut aussi s’agir de conserver un Modèle numérique fidèle à la réalité pour la sauvegarde du patrimoine, comme des châteaux ou des monuments historiques.

3D Viaduc
  • Post-traitement et mesures

Comme en cartographie, la Modélisation numérique permet de générer une Orthophotomosaïque à partir d’un grand nombre de photos. Une orthophoto des façades et de la toiture d’un bâtiment pourra ainsi être réalisée. Cela donnera la possibilité de visualiser l’ensemble sur une seule grande image, tout en gardant la possibilité de se déplacer et zoomer dans l’image. Un autre avantage est de pouvoir mettre à l’échelle le modèle numérique et mesurer un certain nombre d’éléments et de désordres.

Toiture model3D

Un grand nombre d’applications techniques peuvent en découler pour les Inspections de bâtiments et ouvrages d’art. Grâce au relevé GPS et la photogrammétrie on aura la possibilité de mesurer un certain nombre d’éléments et calculer par exemple la superficie et les longueurs des pans de toiture à remplacer. Les données exportées peuvent être post-traitées par la plupart des logiciels CAO pour la gestion de données BIM (Building Information Modeling) ou la réalisation de plans de détail.