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jeudi 25 août 2022

Drones civils et traitement photogrammétriques

 Comprendre le fonctionnement des drones civils et maîtriser la chaîne de traitement photogrammétriques  

Formation en Drones civils et traitement photogrammétriques

d'une masse horaire de 16 heures étalée sur 3 jours 



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Tél : +212 7 71 36 79 66 // +212 6 29 33 22 24 
Site web : sites.google.com/view/geomatique-formations
Email : formations.geomatiques@gmail.com

lundi 18 avril 2022

utilisation des drones civils et leurs intérêts au service des activités socio-économiques.

 

De nos jours, le drone devient un outil d'aide à la décision dans divers domaines, et qui a évolué rapidement dans la dernière décennie. L'application de cette technologie devient de plus en plus d'actualité grâce à sa capacité opérationnelle et fonctionnelle. Les aéronefs ont vu le jour dans des applications purement militaires, aujourd'hui nous allons décortiquer l'évolution et l'impact direct des drones civils dans l'évolution socio-économique dans différents secteurs.

Visioconférence autour des drones civils: utilisation et leurs intérêts au service des activités socio-économiques.
 



mercredi 13 avril 2022

Drones civils : utilisation et leurs intérêts au service des activités socio-économiques.

- Webinaire - Drones civils : utilisation et leurs intérêts au service des activités socio-économiques.
- Date : Le 07 Mai 2022 à 15h GMT.




- Site web : https://sites.google.com/view/geomatique-formations
- Email : formations.geomatiques@gmail.com


#drone #photogrammetry #geomatics #agriculture_de_précion #Géo_informatique #Techniques_Géomatique #Génie_Géomatique #télépilote_drone

jeudi 20 janvier 2022

Historique des drones

 Un drone, en termes technologiques, est un avion sans pilote. Les drones sont plus officiellement connus sous le nom de véhicules aériens sans pilote (unmanned aerial vehicles UAV) ou de systèmes d'aéronefs sans pilote (unmanned aircraft systems UAS). Essentiellement, un drone est un robot volant qui peut être contrôlé à distance ou voler de manière autonome grâce à des plans de vol contrôlés par logiciel dans leurs systèmes embarqués, fonctionnant en conjonction avec des capteurs embarqués et un GPS (TechTarget, 2021).

Dans un passé récent, les drones étaient le plus souvent associés à l'armée, où ils étaient initialement utilisés pour la pratique de cibles antiaériennes, la collecte de renseignements, puis, de manière plus controversée, comme plates-formes d'armes. Les drones sont désormais également utilisés dans un large éventail de rôles civils allant de la recherche et du sauvetage, de la surveillance, de la surveillance du trafic, de la surveillance météorologique et de la lutte contre les incendies, aux drones personnels et à la photographie professionnelle par drone, ainsi qu'à la vidéographie, l'agriculture et même les services de livraison.

Les systèmes de navigation, tels que le GPS, sont généralement logés dans le nez d'un drone.
Le GPS d'un drone communique sa position précise avec le contrôleur. S'il est présent, un altimètre embarqué peut communiquer des informations d'altitude. L'altimètre aide également à maintenir le drone à une altitude spécifique, s'il est commandé par le contrôleur.

Les drones peuvent être équipés d'un certain nombre de capteurs, notamment des capteurs de distance (ultrasons, laser, lidar), des capteurs de temps de vol, des capteurs chimiques et des capteurs de stabilisation et d'orientation, entre autres. Les capteurs visuels offrent des données fixes ou vidéo, avec des capteurs RVB collectant les longueurs d'onde visuelles rouges, vertes et bleues standard, et des capteurs multispectraux collectant des longueurs d'onde visibles et non visibles, telles que l'infrarouge et l'ultraviolet. Les accéléromètres, les gyroscopes, les magnétomètres, les baromètres et le GPS sont également des fonctionnalités courantes des drones.

Les drones aériens peuvent être classés selon trois critères (Techno S., 2021) : l'altitude : l'altitude considérée est l'altitude de croisière avec les ordres de grandeur suivants :
les moyennes altitudes 5 000 m < h < 15 000 m ; les hautes altitudes : h > 20 000 m ;
l'endurance, définie comme le temps que peut passer l'aéronef en vol, c'est-à-dire l'autonomie.
Un ordre de grandeur d'une endurance dite longue est de 20 à 40 heures ;
la longueur


Types d'acquisition en photogrammétrie

La photogrammétrie aérienne :

Elle se base sur une acquisition de photographie à partir d’un avion et actuellement l’acquisition par drone devient de plus en plus adoptée notamment dans les travaux de suivi périodiques sur des petits chantiers (carrières, barrages, travaux publics, etc.).

La photogrammétrie terrestre :

Elle se base sur une application terrestre en utilisant des appareils de gammes professionnelle ou grand public en vue de réaliser des études architecturales pour des monuments historiques ou de métrologie telle que l’inspection et le contrôle de qualité de pièces industrielles, criminologie, expertise d’accidents
de la route, suivi de travaux spécifiques.

La photogrammétrie subaquatique :

C’est l’application des principes de la photogrammétrie en milieu sousmarin ou subaquatique. Dans les milieux difficiles, la photogrammétrie revêt un aspect particulièrement intéressant car, simple et légère, elle ne nécessite pas de matériel lourds ou la formation poussée d’opérateurs.

samedi 25 janvier 2020

Logiciel de traitement PIX4Dmapper

Logiciel de traitement PIX4Dmapper Développé en suisse par une Start Up sur le site de l’Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne. 


  • Pix4Dmapper est le logiciel de référence permettant aux professionnels de la topographie, de la géomatique, de l’architecture ou autre de générer des plans, modèles 3D, ortho-mosaïques, nuages des points (ces derniers pourront être géo- référencés) à partir des photos acquises par drone. Cela permettra une analyse précise du relief d’un terrain, de calculer différentes mesures, aires ou volumes ou encore d’inspecter l’état d’un bâtiment. De nombreux formats d’export permettent l’exploitation des données avec les logiciels les plus rependus : Autodesk, etc…


 Pix4Dmapper permet aussi des traiter et analyser des images thermiques ou multispectrales.


Interface principale lors du démarrage du logiciel PIX4D


Manuel d’utilisateur PIX4D v 4.1 :

pix4d-Manual.pdf

Logiciel de Planification : eMotion


L’interface de eMotion 3.5



eMotion 3 simplifie la gestion professionnelle des vols et des données en minimisant le temps nécessaire à la planification des missions, en gérant les changements de batterie et en préparant les données que vous collectez. Vous pouvez donc faire :


  •  Plan de vol :
 Avec eMotion, les vols sont construits à l'aide de blocs de mission. Choisissez simplement votre bloc (Horizontal Mapping, Corridor, etc.), mettez en surbrillance la région que vous souhaitez cartographier, définissez les paramètres clés et eMotion génère automatiquement le plan de vol de votre drone. Les missions multi- vols sont prises en charge et vous pouvez activer / importer des données d'altitude pour des vols encore plus sûrs et précis.

  •   Simulation : 
Le mode Simulateur d’eMotion vous aide à optimiser votre plan de vol et à explorer les fonctions de votre drone SenseFly. Entrez simplement la force et la direction du vent, puis appuyez sur Play pour lancer votre drone. Maintenant, vous pouvez voir tous les aspects de votre vol alors que le drone exécute sa mission. 

  • Voler :
 Téléchargez votre plan de vol sans fil sur votre drone. Après un simple lancement manuel, les drones eBee à voilure fixe volent, capturent des images et se posent eux-mêmes.

  • Exportation :
 Le gestionnaire de données de vol intégré à eMotion gère automatiquement le géo-référencement et la préparation des images nécessaires au post-traitement dans des logiciels tels que Pix4Dmapper, PhotoScan (ce qui réduit considérablement les problèmes de compatibilité des logiciels tiers).


Exemple d’un plan de vol de sur eMotion





Lire également : 

Logiciel de traitement PIX4Dmapper

Equipements d’un drone

Le drone est équipé de plusieurs instruments qui permettent la mesure et l’enregistrement des données de vol, la plupart des drones au marché destinés aux travaux de photogrammétrie principalement, sont équipés des appareils suivant : 


  • Camera de prise de vue aérienne. 
  • Central inertiel qui permet de mesurer les angles d’inclinaison (par un gyroscope), (alpha ; oméga ; kappa) au moment de la prise de la photo, pour corriger la position exacte de la prise de la photo par le logiciel de traitement.

Angles d’inclinaison d’un drone

Le logiciel de traitement corrige les photos, ou plus précisément, il attribue les corrections liées à la position du drone à partir des angles d’inclinaison comme l’indique la figure 5 (en Bleu la position initiale de la photo, et en vert la position après correction (calibration)).


Correction attribué à la position du drone au moment de la prise de la photo

  • Altimètre : détecteur de l’altitude de vol du drone.
  •  Contrôleur : c’est l’unité qui permet de traiter les informations reçues par drone, et envoyer vers le logiciel de pilotage
  •  Accéléromètre : mesurer et contrôler la variation de vitesse et l’orientation du drone
  •  Récepteur GPS : enregistrer les coordonnées où se trouve le drone et les coordonnées au moment de la prise des photos (centre de photo)
  •  Détecteur d’obstacle : permet la détection les obstacles et les signaler à l’utilisateur pour éviter d’endommager le drone accidentellement. (on parle surtout des drones à voilures tournantes).
Certains drones sont équipés aussi d’un récepteur RTK (Radio) lié à une base stationnée sur un point connu qui permet le géoréférencement direct sans le besoin d’utiliser des GCPs, on pouvait ajouter des cibles pour le contrôle seulement.

Types des drones

Les drones motorisés sont répartis dans deux catégories principales : les voilures fixes, appelées également “ailes” et les “multicoptères”. Les différences sont de celles qu’il y a entre un avion et un hélicoptère. A voilures fixes vole plus longtemps et couvre de plus grandes distances ou surfaces de vol, alors que le multicoptères est plus polyvalent et permet le vol stationnaire, ce qui ne nécessite pas de grandes surfaces de décollage ou d’atterrissage.

 N.B: 
En effet, il existe un nouveau type de drone qui est la combinaison des deux, et qu’on appelle le drone Hélicéo. C’est un aéronef à voilure fixe mais pourvu de 3 turbines permettent le décollage et atterrissage verticaux.


Types des drones 
Caractéristiques de chaque type de drone:

Drones à ailes fixes :

 (+) Survol de larges zones
 (+) Vitesse de vol élevées
 (+) Autonomie plus grande 
(-) Décollage ou atterrissage


Drones à ailes rotative : 


(+) Grande flexibilité 
(+) Manœuvres multiples
 (-) Faibles vitesses 
(-) Temps de vol faibles

Lire également : 

Equipements d’un drone

Principe de fonctionnement de drone

Le drone est un aéronef inhabité télé-piloté ou bien autopiloté (à travers un plan de vol), qui innove particulièrement par sa capacité à cartographier un espace en trois dimensions, en se basant sur les mêmes principes de la photogrammétrie classique et nous permet de réaliser un travail plus précis, moins coûteux et offre encore plus de solution. 


Le drone à voileurs fixe Sensfly eBee Plus


Le drone nous permet de prendre des photos à l’aide d’une caméra embarquée destinée à ce sens (caméra conçue pour la photogrammétrie). Cette dernière est connecté à un petit système de traitement avec d’autres capteurs qui permettent à l’aide des logiciels de pilotage à capturer des photos à une hauteur bien définis, avec un intervalle de temps qui permet de garantir le recouvrement choisit lors de la programmation du vol.


Composants et accessoires de drone eBee Plus


Référence
eBee Plus
Marque
SenseFly
Type de châssis
Aile volante à ailes détachables
Envergure
110 cm
Matériaux
EPP
Poids
1.1 KG
Moteurs
Low noise,Brushless,electric
Zone de couverture
220 hectares
Mode GPS
RTK/PPK
Couleur
Noir / jaune
Altitude max. de vol
3000 m
Caméra
S.O.D.A
Stabilisation
Auto
Capteurs
Parrot Sequoia, thermoMAP
Portée de la liaison radio
3 km nominal (jusqu’à 5 km)
Autonomie de batterie
Jusqu’à  50 min

Spécifications techniques de drone ebee Plus


Lire également :

Types des drones

TECHNIQUE DE PRISE DE VUE AÉRIENNE PAR DRONE

Depuis ses premières apparitions dans le domaine surtout militaire, la technologie des drones a pu vraiment démontrer leurs capacités opérationnelles aérienne, et puis avec l’évolution à travers le temps, cette technologie devienne une solution importante pour la cartographie des espaces en se basant sur les mêmes principes de base de la photogrammétrie aérienne avec beaucoup plus de précision, moins de complexité et un budget moyenne.

 Leurs avantages sont nombreux. Reprenons par exemple les relevés topographiques classiques pour la cartographie des espaces nécessitent des longues durées (jusqu’à 10 mois) de mise en place et des coûts considérables pour produire des photos aériennes avec utilisation d’un avion, d’un pilote et d’un photographe. Avec les drones des données géo-spatiales du territoire vont être produites en quelques jours à moindre coût. 

Un des principaux avantages du drone est donc sa rapidité d’exécution qui vient de sa facilité d’utilisation. Avec une planification de vol programmé et la technologie embarquée, des photos haute résolution sont restituées dès l’atterrissage.


Principe des clichés 


La photogrammétrie est une technique qui permet de modéliser un territoire ou un objet en 3 dimensions à partir des photographies prises de points de vue différents. Très couramment utilisée en topographie, elle rend possible le relevé de grandes surfaces, avec de très bonnes précisions (de l’ordre centimétrique), et de produire une cartographie détaillée nécessaire à la plupart des études d’aménagement du territoire et de suivi de terrain.


Après le traitement fait sur ces images à l’aide des logiciels compétents, la création des nuages de points se fait par une simple transformation des coordonnées, C’est-à-dire de transformer chaque pixel connu (après géo- référencement) en un point connu en (X ; Y ; Z ; Couleur) dans le système de sortie choisit par l’utilisateur.

Lire également :

Principe de fonctionnement de drone

Terminologie en photogrammétrie



Exploitation des données issues par Drone



  • Ortho-Photo : C’est une photo corrigée et géoréférencée, par laquelle on peut calculer la distance et l’aire de chaque élément sur cette photo.



  •  Nuages de point : (Point Cloud) est un ensemble de points de données dans un système de coordonnées à trois dimensions, grâce à ce nuage on peut ajouter le TIN et calculer la cubature des stocks.



  •  Le TIN ou MNT : Model Numérique de Terrain est une représentation 3D du terrain, il ne prend pas les objets présents dans la surface du terrain tels que les bâtiments, les plantes et les autres objets...



  •  Le MNE ou le MNS : Modèle Numérique de Surface ou d’Elévation est une représentation des élévations sur le terrain, il prend les objets présents dans la surface du terrain tels que les bâtiments, les plantes et les autres objets. C’est à dire un MNT avec les objets présents sur le terrain.



  •  eMotion : c’est un logiciel pour la rédaction et la détermination d’un plan de vol et ses paramètres et aussi pour lier le Droniste au drone.



  •  PIX4D : c’est un logiciel de traitement du Drone utilisé dans plusieurs activités telles que le calcul de cubature, l’agriculture de précision, desmodel3D… 



  • Echelle : c’est un support entre une distance mesurée sur une photo et la distance correspondante sur le terrain.



  • Taille de pixel : lors de prendre une photo chaque pixel va imprimer un fragment de l’image globale, c’est la taille réelle de ce fragment qui nous donnera la résolution.



  •  Résolution de la photo : c’est la distance que représente un pixel sur notre photo. 



  • Cibles : sont des points de recalage des photos qui sont assez grand pour que leurs centres soient facile à identifier

mercredi 28 novembre 2018

Domaines d’application du GPS :



Les applications du système GPS concernent le positionnement de points fixes (domaine de la géodésie et de la topographie), le positionnement de points mobiles (domaine principal de la navigation). De plus, Dans notre domaine d'application, le GPS est utilisé non pas comme instrument de navigation mais comme outil de terrain pour localiser des objets par leurs coordonnées.

     apport du GPS en :


Géodésie :



- Réalisation d’un canevas de triangulation par GPS



- Le réseau GPS (GNSS) permanent est un réseau de stations GNSS qui enregistrent en continu les informations envoyées par les satellites des différentes constellations permettant de se localiser en tout point de la surface terrestre. Il constitue une densification sur le territoire.



Foresterie :

- Les forestiers se servent des points géodésiques et des GPS pour effectuer l’inventaire forestier et pour localiser les chemins forestiers.



Topographie :
- Le GPS et les points géodésiques servent, entre autres, aux levés topographiques, aux lotissements et à la construction d’infrastructures (pont, route, barrage, etc.). Les villes et autres organismes de service les utilisent pour localiser leurs infrastructures comme les lignes de transport d'énergie, les bornes-fontaines et même les rues.


Utilisation du GPS en photogrammétrie aérienne :

Le canevas d’aérotriangulation permet le positionnement des photographies dans un repère terrestre.

Une autre solution apparue avec le système GPS

est le calcul de la position de l’objectif de prise de vue à tout instant dans un référentiel géocentrique.
un récepteur GPS est stationné sur un point connu et transmet en permanence par radio des informations
de correction de position, ce qui permet au récepteur GPS embarqué dans l’avion de recalculer sa position en temps réel.



Transport aérien :
- Les pilotes utilisent le GPS pour guider leurs aéronefs.

                                              Navigation maritime :
- En mer, les pêcheurs et les navigateurs s'en servent comme guide pour se diriger ou pour repérer des lieux.



NB : il existe d'autres domaines d'application

mercredi 8 novembre 2017

Principe de la mesure Lidar :

Le laser émet une onde lumineuse. Elle interagit avec les différents composants qu’elle rencontre. Une partie de cette onde est rétrodiffusée et collectée par le télescope. À partir de cette composante rétrodiffusée, on peut alors déduire des informations quant au diffuseur (sa concentration par exemple) et sa distance par rapport au système de mesure.
L'altimétrie par Laser scanner aéroporté est une technique topographique récente qui donne des résultats fiables, précis et rapides. Ce système est particulièrement adapté aux levers topographiques de zones étendues, difficiles d'accès (déserts, montagnes, grandes plaines...), complexes (milieu urbain) ou ayant un fort couvert végétal ou dans des zones où la rapidité d'acquisition est primordiale (côte marine…).
Il permet de réaliser des MNT, des MNS, ainsi que des profils en long et en travers de projets linéaires et de zones exploitées (mines, bassins versants, carrières, etc..)
Ce système compact est facilement transportable, rapidement opérationnel et reste utilisable dans des conditions climatiques difficiles. Il permet notamment de réaliser des levés topographiques de sites inadaptés aux travaux topographiques traditionnels ou photogrammétriques, à une cadence pouvant atteindre 10000ha/j avec une densité de 5 points par m². La précision du semis de points bruts étant inférieure à ±5cm en relatif elle est estimée à moins de ±10cm en absolu.

Le principe de mesure repose sur la coordination de 3 instruments professionnels de mesure et
de positionnement :

1-Deux récepteurs GPS bi-fréquence, l'un au sol, l'autre embarqué, permettent de calculer avec précision la trajectoire de l'aéronef.

2-une centrale inertielle fournit l'attitude de l'hélicoptère (roulis, tangage, lacet) et permet d'affiner la trajectoire, à une cadence de 200Hz.

3-un distance-mètre Laser à balayage mesure la distance entre l'avion et le point d'impact. Le Laser est équipé de l'option « Full WaveForm » permet d'identifier les différents obstacles rencontrés. Il fournit 240000 points par seconde avec un angle de balayage de 60°.
En plus de son efficacité dans les levés du terrain naturel il est très recommandé dans les travaux d’entretient des routes autoroute ou même chemin de fer vue sa capacité de diagnostique grâce à la densité des point qui peut offrir, en effet il pourra être utilisé pour :
Le diagnostique du degré de vieillissement d’une chaussée en détectant les devers affaissement, faïençage, nids de poules … et d’estimer la quantité du reprofilage a prévoir.
La vérification de la conformité des dévers…
Sortir les lignes caractéristiques d’une chaussée existante et leurs profils en long.

Méthodes et Techniques de collecte des données :

La collecte des données ou tout simplement le levé topographique joue un rôle clé dans le développement de notre milieu physique. Nous avons besoin de levés et de cartes précis pour construire des routes, des maisons, des écoles, ainsi que pour localiser nos ressources naturelles et nos frontières.

Le levé topographique consiste à mesurer les terrains, la Terre et les éléments qui s'y trouvent.

il détermine l'emplacement spatial de points. En bref, le levé nous permet de connaître l'emplacement exact des éléments existants et nous permet de planifier l'aménagement de nouveaux éléments, ou des nouvelles structures, comme des routes ou des immeubles, en les plaçant exactement là où nous voulons les placer.

Les technologies et les types de levés sont nombreux et peuvent être classés en deux catégories :

Les levés au sol par STATION TOTAL, GPS … (Méthodes directes).

Les levés aéroportés par photogrammétrie, Lidar … (Méthodes indirectes).

Le choix de la technique à utiliser est tributaire des critères suivants :

la précision recherchée : pré-étude grossière, lever expédié, régulier, catégories...


la nature du terrain : relief, masques, couvert, étendue, distance des points...
la densité requise des points du levé disponibilité des points de rattachement cahier des charges, du prix de revient du marché et des délais impartis.

Dans le domaine de la voirie il y a lieu de prendre en considération un autre critère déterminant qui est la nature des travaux à construire ;

Cas de construction neuve : (levé d’un grand étendu avec une précision convenable) dans ce cas l’utilisation de la photogrammétrie est très souhaité malgré qu’elle assez limité en terme précision (surtout en cas de terrain accidenté) ou le Système LIDAR qui devient de plus en plus avantageux.

Cas d’entretient ou récupération de chaussée existante : (levé très minutieux avec une bonne précision), ceci nécessite l’utilisation des méthodes de levé au sol (Station total ou GPS) qui donnent en générale une bonne précision mais reste limité en terme de rendement devant cet endicap le LIDAR devient de plus en plus le moyen le plus fiable surtout avec les progrès qu’il a connu en terme de précision.