Les drones se révèlent être de puissants outils commerciaux, offrant aux utilisateurs des gains d'efficacité et de sécurité. Le secteur de la topographie et de la cartographie ne fait pas exception à la règle. Le secteur de l'arpentage et de la cartographie ne fait pas exception à la règle.
Grâce à leur capacité à capturer des données depuis le ciel, les drones ont été intégrés avec succès dans les flux de travail des géomètres pour effectuer des levés de terrain, de la photogrammétrie, de la cartographie 3D, des levés topographiques, et bien plus encore.
Que vous soyez un géomètre expérimenté cherchant à élargir sa boîte à outils, un passionné de drones qui souhaite connaître d'autres façons d'utiliser son drone, ou que vous soyez simplement intéressé par cette formidable application des drones, nous avons tout ce qu'il vous faut. Poursuivez votre lecture et découvrez tout ce que vous devez savoir pour vous lancer dans l'arpentage par drone.
Qu'est-ce que la topographie par drone ?
La topographie est la science précise qui consiste à déterminer les positions et les distances entre des points dans un espace 2D et 3D. Il y a une grande différence entre la photographie aérienne et la topographie. Les levés fournissent des informations essentielles qui permettent de prendre des décisions éclairées, allant de la planification des chantiers de construction à la conception et à l'entretien des infrastructures, en passant par la délimitation des limites des propriétés cadastrales, etc.
Un levé par drone est simplement un levé effectué depuis le ciel à l'aide d'un drone.
Les technologies récentes ont considérablement amélioré les capacités des drones à des fins d'arpentage, ce qui en fait une alternative rentable et efficace aux méthodes d'arpentage traditionnelles. Équipés de caméras haute résolution, de GPS et de logiciels de cartographie avancés, les drones peuvent produire des mesures précises et des images aériennes détaillées. Cela permet de générer des cartes topographiques précises, des modèles 3D et des mesures volumétriques.
Les résultats de l'arpentage par drone peuvent varier en fonction des exigences du projet, mais comprennent généralement des cartes orthomosaïques, des modèles numériques d'élévation (MNE), des nuages de points et des reconstructions en 3D. Ces produits sont des technologies fondamentales dans divers secteurs, facilitant des tâches telles que la mesure précise des terres, la surveillance de la construction, la conservation de l'environnement et la gestion des catastrophes.
DJI Mavic 3 Enterprise
Pourquoi l'utilisation de drones pour l'arpentage est-elle supérieure aux méthodes traditionnelles ?
Les véhicules aériens sans pilote, ou UAV, excellent dans l'acquisition rapide de données à partir de points d'observation inaccessibles à l'homme.
Les drones facilitent grandement l'étude des terrains difficiles qui sont autrement dangereux ou difficiles à atteindre par l'homme. En outre, alors que les méthodes d'arpentage traditionnelles nécessitent des mesures, une préparation et une planification méticuleuses, les drones peuvent capturer des données comparables dans des délais beaucoup plus courts.
Par exemple, STRABAG, une entreprise de construction autrichienne de premier plan, estime que les drones lui permettent d'effectuer des levés avec un temps de mise en place des BPC réduit de 75 %. Cliquez ici pour en savoir plus sur les gains d'efficacité de STRABAG.
Modèles de drones pour la topographie
Le Matrice 350 RTK est un drone de pointe conçu pour la précision et l'efficacité des opérations aériennes. Il est doté de fonctionnalités avancées telles qu'une durée de vol maximale de 55 minutes, un indice de protection IP55 pour un fonctionnement dans des conditions météorologiques difficiles, et la transmission DJI O3 Enterprise pour des flux vidéo stables et de haute qualité sur de longues distances. Ces caractéristiques, combinées à la capacité de prendre en charge plusieurs charges utiles, permettent à la Matrice 350 RTK de collecter rapidement des données détaillées et de haute résolution.
Par rapport aux méthodes traditionnelles d'arpentage, le Matrice 350 RTK améliore l'efficacité et la précision de la collecte de données sur de vastes zones. En intégrant des fonctions avancées, il réduit la dépendance à l'égard des équipes de topographes au sol et minimise le risque d'erreur humaine - offrant une alternative pratique aux méthodes de topographie traditionnelles, à la fois efficace en termes de temps et capable de fournir des données précises dans des conditions environnementales variées.
De plus, son système de navigation RTK (Real-Time Kinematic) de haute précision améliore encore la précision des données de levé et de cartographie, ce qui le rend nettement supérieur aux méthodes de levé traditionnelles en termes d'efficacité et de qualité des données.
Matrice 350 RTK
De même, les modèles de la gamme DJI Mavic 3 Enterprise - contrairement aux méthodes traditionnelles - offrent des capacités d'arpentage avancées avec des caractéristiques adaptées à diverses applications commerciales. Cette série comprend des modèles tels que le Mavic 3E et le Mavic 3T, tous deux conçus pour une efficacité et une précision élevées dans les tâches d'inspection et d'arpentage aérien. Le Mavic 3E, équipé d'une caméra CMOS large 4/3 et d'un obturateur mécanique, est très efficace dans les missions de cartographie en minimisant le flou de mouvement et en prenant en charge les prises de vue à intervalles rapides. Son module RTK garantit une précision de positionnement de l'ordre du centimètre, améliorant ainsi la qualité des données collectées.
Mavic 3 Enterprise
Le Mavic 3T, quant à lui, ajoute une caméra thermique 640 × 512 px à son arsenal, ce qui le rend idéal pour des applications spécialisées telles que la lutte contre les incendies, la recherche et le sauvetage, et les opérations nocturnes, entre autres. La capacité de ce modèle à mesurer la température d'un point ou d'une zone, ainsi que ses capacités de zoom à haute résolution, permettent de réaliser des inspections détaillées à une distance sûre. Les deux drones sont dotés d'un zoom hybride 56x, d'une détection omnidirectionnelle des obstacles et d'une autonomie de vol pouvant atteindre 45 minutes, ce qui garantit une couverture étendue et des opérations sûres dans des environnements complexes.
Mavic 3 Thermal
Quels résultats pouvez-vous obtenir grâce à l'arpentage par drone ?
En fonction de votre choix de capteurs de données et de logiciels de topographie, la topographie par drone peut produire une variété de livrables avec des cas d'utilisation dans de nombreux secteurs d'activité.
Orthomosaïque 2D : Un logiciel de topographie peut assembler des centaines ou des milliers de photos numériques capturées par votre drone et produire des cartes orthomosaïques en 2D de haute qualité. Il est important de noter que ces cartes offrent une représentation précise de la zone étudiée, avec tous les objets correctement mis à l'échelle et positionnés comme ils le sont dans la réalité, fournissant ainsi des données inestimables à des fins de planification et d'analyse.
Carte orthomosaïque en 3D : Les photos numériques de la zone étudiée peuvent être compilées dans une orthomosaïque 3D et fournir des données topographiques exploitables. Ces images sont créées à l'aide de la photogrammétrie pour traiter les photographies aériennes qui se chevauchent, ce qui permet d'obtenir des modèles d'élévation détaillés qui peuvent être utilisés à diverses fins, notamment pour mesurer des volumes, analyser des terrains et visualiser des paysages sur des cartes en 3D.
Modèles 3D : Générez des modèles 3D des cibles de votre site d'arpentage pour une comparaison rapide avec le BIM. Contrairement aux modèles 2D, ces modèles 3D offrent une vue d'ensemble, permettant des analyses détaillées et des visites virtuelles - fondamentales pour la planification de projets, les ajustements de conception et les présentations aux parties prenantes.
Modèle 3D deu passage de Jiayu
Cartographie thermique : Les relevés effectués à l'aide d'une caméra thermique permettent d'identifier rapidement les cibles présentant des signatures thermiques anormales. Le Matrice 350 RTK offre des capacités de vision nocturne et, lorsqu'elle est équipée des charges utiles d'imagerie thermique appropriées, telles que la Zenmuse H20N, elle peut effectuer des relevés thermiques détaillés.Ceci est fondamental pour les applications nécessitant des relevés de température précis, que ce soit dans l'agriculture pour évaluer la santé des cultures, dans la construction pour identifier les défauts d'isolation, ou dans les secteurs de l'énergie pour surveiller les lignes électriques et les sous-stations à la recherche de composants en surchauffe.
Nuage de points LiDAR : Équipez votre drone de la caméra LiDAR Zenmuse L2 pour produire un nuage de points à haute densité. Cela signifie que chaque point de la zone étudiée est capturé, ce qui permet d'obtenir un modèle 3D très détaillé du terrain et des structures. Cela permet de créer des représentations précises d'espaces physiques qui peuvent être utilisées à diverses fins, telles que la planification urbaine, la gestion de l'environnement et la construction de simulations de réalité virtuelle. Pour en savoir plus sur le LiDAR par drone, cliquez ici.
Modèle de nuage de points LiDAR d'un pylône de transmission
Cartographie multispectrale : Capturer des données multispectrales au-delà du spectre de la lumière visible pour mieux comprendre l'agriculture et la gestion des cultures. Plus précisément, la cartographie multispectrale est couramment adoptée pour la surveillance de l'environnement, l'évaluation de la santé de la végétation et la gestion efficace des ressources en général. En effet, la technologie de cartographie multispectrale par drone permet de détecter des problèmes non visibles à l'œil nu, qu'il s'agisse de stress végétal, de problèmes de distribution d'eau ou d'infestations de ravageurs. En analysant les variations de longueur d'onde, cette technologie moderne de drone fournit des données exploitables qui peuvent servir de base à des interventions ciblées, optimiser le rendement des cultures et contribuer à des pratiques de surveillance durables.
Vue multispectrale d'une ferme de thé coréenne
Drones et BIM
Dans le domaine de la construction et de la gestion de projet, l'arpentage par drone peut fournir des données essentielles qui vont de pair avec la modélisation des données du bâtiment (BIM).
À chaque étape du processus de construction, les modèles photogrammétriques ou laser 3D à haute résolution capturés par les drones peuvent être superposés et comparés à des objets BIM préétablis. Cela permet d'identifier les divergences entre les plans et la réalité.
La détection précoce de ces problèmes permet de réduire les erreurs de construction, les omissions et les reprises de travaux. Cette surveillance du projet a fait des drones un élément essentiel de la construction moderne. De plus, l'intégration des données capturées par les drones au BIM facilite un suivi et une gestion plus précis des projets de construction. Elle permet des comparaisons précises entre les modèles planifiés et les conditions réelles du site, ce qui améliore les processus de prise de décision. Cette combinaison contribue de manière significative à minimiser les retards et les dépassements de coûts des projets en rationalisant les flux de travail et en améliorant la précision du suivi des projets.
Quelle est la précision de la topographie par drone ?
Avant d'adopter les drones dans leur travail, de nombreux géomètres s'interrogent sur la précision des levés aériens. Quel degré de précision les techniques d'arpentage par drone peuvent-elles atteindre ?
Les solutions d'arpentage par drone peuvent produire des levés avec différents degrés de précision, en fonction des exigences du projet. Dans une étude indépendante réalisée par DroneDeploy, le DJI Phantom 4 RTK a atteint une précision verticale relative de 2 cm et une précision horizontale relative de 1,20 cm. Pour certaines applications, comme le contrôle de la croissance des cultures ou de l'avancement des travaux de construction, une précision relative élevée est suffisante. Pour d'autres travaux nécessitant également une grande précision absolue, il existe des drones équipés de capacités cinématiques en temps réel (RTK) et de capacités cinématiques de post-traitement (PPK). Associés à quelques points de repère géodésiques, ils permettent d'obtenir une précision digne d'une enquête.
À quoi ressemble un flux de travail typique pour les levés par drone ?
Voici une idée de la manière dont les drones sont généralement intégrés dans vos flux de travail de topographie : Les différentes solutions de drone et les flux de travail assistés par drone peuvent offrir différents degrés de précision. Lorsque vous choisissez votre drone de topographie, il est important de tenir compte de vos exigences, de celles de vos clients et du compromis entre rapidité et précision.
Collecte de données sur site
La phase de collecte de données sur site commence par l'identification de la mission de cartographie et l'établissement de l'objectif et de la portée du levé aérien. Ensuite, le site étudié est soigneusement examiné afin de recueillir les informations essentielles susceptibles d'influer sur le processus de collecte des données. La mise en place de points de contrôle au sol (GCP) est une étape facultative qui peut améliorer considérablement la précision des données aériennes ; il s'agit de marqueurs physiques placés sur le sol qui peuvent être identifiés sur les images aériennes. La planification des missions de vol implique l'élaboration d'une stratégie concernant la trajectoire et le modèle que le drone ou l'aéronef suivra pour capturer ses images.
Une fois le plan de vol établi, les données du système de positionnement et d'orientation (POS) sont acquises, enregistrant la position précise et l'orientation angulaire de la plateforme aérienne. Ensuite, la mission de vol est exécutée afin d'acquérir des images aériennes du site.
Traitement des données
Après la collecte des données sur place, l'étape du traitement des données commence. Il s'agit d'analyser les images aériennes ainsi que les données POS et, le cas échéant, les mesures des GCP afin de procéder à une triangulation aérienne. La triangulation aérienne est une méthode qui établit mathématiquement la géométrie de la zone photographiée sous différents angles et qui est fondamentale pour la cartographie. La précision de ce processus est examinée de près et, s'il ne répond pas aux normes nécessaires, des mesures de points de contrôle facultatifs peuvent être mises en œuvre pour corriger toute anomalie. Une fois que la triangulation a passé le contrôle de précision, le flux de travail génère un modèle numérique de surface (MNS), une carte orthophotographique numérique (MOC) et des modèles de terrain en 3D.
Modèle de terrain en 3D capturé avec Zenmuse L2
Les solutions de drones pour l'arpentage de DJI
Avec tous les avantages qu'apportent les drones et le grand nombre d'options de drones d'arpentage, la question se pose : Quel est le meilleur drone pour la topographie ?
La réponse dépend en fin de compte de vos priorités. Pour lire une analyse approfondie et un livre blanc d'évaluation du système DJI Zenmuse L2 LiDAR pour le DJI M350/M300 et découvrir comment il peut répondre à vos besoins, cliquez ici.
Système LiDAR Zenmuse L2
Le livre blanc couvre les techniques de mesure de précision, une comparaison complète avec son prédécesseur - le DJI Zenmuse L1 - et une analyse approfondie des caractéristiques, y compris la divergence du faisceau, les capacités de pénétration de la végétation et les intensités LiDAR. D'autres tests et conclusions permettent de mieux comprendre les performances et les capacités de la L2, et vous aident à déterminer si c'est le bon choix pour vos projets d'arpentage.
