Distance de l'échantillon au sol : De quoi s’agit-il, comment s’effectue le calcul et comment affecte-t-il les données de votre drone?

Apprenez tout ce que vous devez savoir sur la GSD et pourquoi elle est si importante pour l'arpentage par drone

By DJI Enterprise DJI Enterprise
octobre 18, 2021

Si vous utilisez un drone aérien pour l’arpentage terrestre, vous devez connaître la distance d'échantillonnage au sol, ou GSD en abrégé. Le calcul de la GSD est essentiel pour déterminer l'échelle de votre projet de cartographie et garantir des résultats fiables. Sans cela, vous courez le risque de collecter des données inexactes ou d'obtenir une carte inutilisable. Que vous deviez déterminer les limites exactes d'un terrain, cartographier le débit d'une rivière ou créer un modèle 3D pour un nouveau projet de construction, la GSD est une mesure dont vous ne pouvez tout simplement pas vous passer.

Qu’est-ce que la distance d'échantillonnage au sol?

Les cartes tracées par drones, comme toute image numérique, associent en fait des carrés monochromes, appelés échantillons. Ici, un échantillon équivaut à un seul pixel. La GSD décrit la distance entre le point central de deux pixels consécutifs. Le calcul de la GSD est important pour la photographie aérienne et la photogrammétrie, une technique couramment utilisée pour créer des cartes topographiques 3D. 

Comprendre la taille de chaque pixel est nécessaire pour appréhender toute l'échelle de votre carte et prendre des décisions sur la base d'informations claires. Obtenir la bonne GSD est primordial. Une erreur d'un centimètre ou moins est en soi mineure. Mais si elle est extrapolée sur des centaines de milliers de pixels, elle entraînera une grave inadéquation entre la carte et la réalité, rendant les mesures presque impossibles. Pour plus de sécurité, les arpenteurs-géomètres utilisent toujours la valeur la plus faible résultant du calcul de la GSD. 

GSD 5cm

À quoi sert la GSD?

La GSD est une donnée essentielle pour tous ceux qui utilisent la topographie aérienne pour obtenir des cartes et des modèles précis. Bien sûr, les géomètres travaillent pour une variété de secteurs, et leur travail est indispensable à de nombreux projets. Dans pratiquement tous les domaines où ils doivent obtenir des mesures précises, la GSD est un calcul important. 

Domaines où la GSD est importante :

  • Construction : les drones permettent d’arpenter des chantiers entiers à moindre prix, et de déterminer les dimensions des divers éléments d'un projet.
  • Cartographie : Il n'est pas surprenant que les cartographes aient rapidement adopté la technologie de cartographie par drone.
  • Exploitation minière : Les drones sont utilisés pour surveiller efficacement et en toute sécurité les mines et les carrières à ciel ouvert d'une manière impossible par des humains. 
  • Lutte contre les incendies : Les drones sont utilisés dans la lutte contre les incendies de forêt, comme pour les brûlages dirigés. 
  • Architecture : Comme pour la construction, les architectes utilisent la cartographie par drone pour créer des modèles 3D précis et planifier toutes les données d'un chantier.
  • Frontières terrestres : La cartographie aérienne peut être utilisée pour déterminer la propriété foncière et régler les différends.

Bien que tous ces travaux d'arpentage nécessitent un calcul précis de la GSD, les spécificités de la tâche auront un impact sur le type de drone utilisé.  

P4 RTK scanning GIF

De quel niveau de précision de la GSD avez-vous besoin?

Paradoxalement, les pixels avec une GSD plus élevée seront moins précis, car un seul pixel correspond à une plus grande superficie de terrain. Le niveau de précision de la GSD requis dépend du type de travail que vous effectuez et du niveau de détail dont vous avez besoin. En règle générale, les projets à plus grande échelle autorisent une GSD plus élevée, tandis que les projets ayant besoin d'un niveau de détail plus petit nécessiteront une GSD inférieure. 

 

Si, par exemple, vous travaillez sur un projet de construction et avez besoin de connaître la distance entre deux poutres, vous aurez besoin d'une GSD suffisamment petite pour pouvoir identifier la taille de chacune et la placer. En revanche, si vous devez déterminer les limites d’un très grand terrain, le drone devra probablement voler plus haut. 

 

En fin de compte, la bonne GSD sera celle qui vous permettra de prendre des images détaillées tout en volant suffisamment haut pour éviter de prendre un nombre excessif de photos. Si la GSD est trop élevée, vous vous retrouverez avec des images floues et inexploitables. Si la GSD est trop basse, l’arpentage sera très gourmand en Go et prendra plus de temps que prévu, même avec un logiciel avancé comme DJI Terra, optimisé pour traiter vos données et les transformer en modèles 3D et cartes exploitables.     

Comment calculer la GSD?

Le calcul de la distance d'échantillonnage au sol ne nécessite que quelques points de données et est effectué à la main ou à l'aide d'un outil de calcul. Pour calculer vous-même la GSD, vous devez connaître la hauteur et la largeur du capteur, la hauteur et la largeur de l'image sur votre drone, ainsi que la distance focale et la hauteur de vol. Toutes ces données sont fournies par votre drone. Vous pouvez ensuite les insérer dans deux formules de base, une pour la hauteur de la GSD et une pour la largeur de la GSD. 

  • GSDh= hauteur de vol x hauteur du capteur / distance focale x hauteur de l'image;
  • GSDw= hauteur de vol x largeur du capteur / distance focale x largeur de l'image 

Le nombre GSD correspondant sera la valeur la plus faible, pour prendre en compte le pire des scénarios.

Et si les mathématiques ne sont pas votre fort, vous pouvez toujours utiliser un outil de calcul en ligne. Ces derniers sont paramétrés avec les spécifications techniques des modèles de drone disponibles, telles que l'image, la longueur et la hauteur du capteur ; tout ce que vous avez à faire est de choisir votre modèle et entrer la hauteur de vol.

M300 + P1 + Terra

Une précision imbattable avec le Matrice 300 RTK

Besoin d'un drone qui rend possible la cartographie de nouvelle génération ? Le Matrice 300 RTK a été conçu pour les géomètres et offre toutes les fonctionnalités que vous recherchez. Ce drone peut mesurer avec une précision au centimètre près et est assez robuste pour prendre en charge n'importe quelle application. Combinez cela avec la caméra Zenmuse P1, un logiciel de cartographie par drone intuitif comme DJI Terra et les formules de calculs de la GSD pour maximiser les résultats, et vous pourrez vous lancer dans n'importe quel travail d'arpentage aérien. 

Sources :

https://www.propelleraero.com/blog/ground-sample-distance-gsd-calculate-drone-data/

https://www.dji.com/phantom-4-rtk 

https://www.pix4d.com/blog/accuracy-aerial-mapping#flight-height 

https://wingtra.com/how-ground-sample-distance-gsd-relates-to-accuracy-and-drone-roi/ 

https://www.careerexplorer.com/careers/surveyor/ 

https://www.propelleraero.com/blog/using-drones-in-construction-the-beginners-guide/ 

https://wingtra.com/drone-mapping-applications/mining-and-aggregates/#:~:text=in%20other%20applications-,What%20is%20a%20drone%20mining%20survey%3F,site%20from%20different%20vantage%20points

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Tags: Construction et arpentage

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