La topographie du Japon et ses variations climatiques extrêmes rendent le pays remarquablement sujet aux catastrophes naturelles. Les tremblements de terre et les tsunamis sont monnaie courante, tout comme les éruptions volcaniques, les typhons, les inondations et les coulées de boue. Et pourtant, le Japon est prospère. La nation et ses habitants savent comment rebondir après une catastrophe.
La préservation historique est au cœur de la culture d'efficacité et de résilience du Japon. Les gens vont de l'avant, mais ils n'oublient pas. Lorsqu'on reconstruit après une destruction, on prend soin de ne pas perturber le tissu historique des biens culturels. Et comme le Japon associe étroitement le patrimoine au développement communautaire, on s'attache à créer des jumeaux numériques des structures historiques afin de les commémorer et de les préserver.
Un château surplombant la mer
Situé au sommet d'une petite colline surplombant la baie de Karatsu, dans la préfecture de Saga, au Japon, le château de Karatsu est un spectacle à ne pas manquer lors de la floraison des azalées, des cerisiers et des glycines. Ce château de bord de mer, qui est comparé à la tête d'une grue, renferme en lui plus de 400 ans d'histoire et de patrimoine.
La construction du château de Karatsu a commencé en 1602 et a duré sept ans. Le château est resté un symbole digne de la ville jusqu'à ce qu'il soit démoli en 1872, après l'abolition du féodalisme au Japon. La structure actuelle du château, composée de cinq étages, est une reconstruction qui a été réalisée à l'aide de méthodes et de techniques traditionnelles pour refléter le monument du XVIIème siècle.
Les murs de pierre qui forment la tour du château sont les seules parties qui subsistent de la construction originale. Leur valeur historique est immense.
«∘Mais ces murs de pierre sont repoussés en raison des effets des infiltrations d'eau causées par les tremblements de terre et les fortes pluies qui se sont produits à de nombreuses reprises dans le passé∘», explique Satoshi Kimoto, de la division de l'urbanisme de la ville de Karatsu, dans la préfecture de Saga. La nécessité de préserver et de protéger le château de Karatsu n'a jamais été aussi urgente.
Toppen Co., Ltd, est une société basée dans la préfecture de Saga, spécialisée dans la préservation numérique des propriétés et des objets d'importance culturelle et historique. La tâche de préserver le patrimoine du château séculaire a été confiée à Toppen par la division des biens culturels de la ville de Karatsu chargée de l'apprentissage tout au long de la vie.
L'ingénieur principal Kenichiro Tanaka explique que, d'ordinaire, l'entreprise crée des dessins architecturaux à partir de photographies afin de préserver les détails de la façade d'un bâtiment pour la postérité. Dans le cas du château de Karatsu, cependant, les techniques conventionnelles ne suffiraient pas. «∘Les murs de pierre étant une structure tridimensionnelle, les méthodes traditionnelles ont des limites pour reproduire la structure dans son intégralité et sous la forme la plus précise.∘»
Les méthodes actuelles de collecte de données ne donnant pas les résultats escomptés, Toppen a décidé de s'appuyer sur les derniers outils et technologies qui permettraient à l'entreprise de prendre des mesures en 3D et de créer un modèle 3D haute résolution et réaliste du château.
L'ancien monde rencontre les nouvelles technologies : Les drones et la cartographie en temps réel
En tant que solution de cartographie à basse altitude la plus compacte, la plus abordable et la plus précise, le DJI Phantom 4 RTK était le choix évident pour ce travail.
Comme le P4 RTK utilise à la fois le GNSS et un module RTK de pointe pour fournir des données de positionnement centimétriques en temps réel, Toppen n'a pas eu à s'inquiéter de la précision absolue des mesures structurelles. L'équipe a été rassurée par le fait que le capteur CMOS de 20 mégapixels du drone capturait les meilleures données d'imagerie à un centimètre près.
Mais les géomètres avaient encore besoin d'un moyen de savoir s'ils avaient oublié des lacunes dans le modèle. Toppen voulait une solution de cartographie qui permettrait à l'équipe de rendre et de visualiser un nuage de points 3D de la zone étudiée en temps réel et de décider si d'autres vols étaient nécessaires.
C'est là qu'intervient DJI Terra. La solution de cartographie par drone toute-en-un a été choisie pour ce travail car aucun autre logiciel n'est aussi compatible avec le P4 RTK que Terra.
Capture et traitement des données faciles à utiliser
La plateforme cartographique intuitive et facile à utiliser prend en charge la planification de missions obliques. Cela signifie que Toppen pouvait obtenir une vue encore plus nette du château de Karatsu en ajustant l'angle de la caméra du P4 RTK à un angle oblique et couvrir les éventuelles lacunes du modèle.
Mais le niveau de détail remarquable n'est pas le seul avantage que Toppen tire de DJI Terra. Le logiciel permet également à l'équipe d'économiser un temps de traitement précieux.
Grâce à la dernière mise à jour de Terra, qui rend la solution de cartographie exponentiellement plus efficace, le besoin d'un matériel spécial pour traiter les données a été éliminé. Terra ne nécessite que 1 Go de RAM pour traiter 400 images provenant du P4 RTK - un avantage certain qui a permis à Toppen de n'avoir à transporter qu'un seul drone et un seul appareil pour le traitement sur le site du château.
«∘DJI Terra a une vitesse de traitement étonnamment rapide par rapport à tout autre logiciel de modélisation que nous avons utilisé dans le passé, raconte Yuji Kuwamizu, pilote de drone de Toppen. Avec Terra, les données 3D peuvent être créées immédiatement sur place, et grâce à ces données, nos équipes peuvent prendre des décisions éclairées rapidement et efficacement.∘»
En tirant parti de la puissante combinaison de P4 RTK et de DJI Terra, Toppen a pu réaliser des délais d'exécution rapides. «∘Un travail qui prendrait ordinairement plusieurs heures peut maintenant être réalisé en quelques minutes seulement. Et si l'analyse des données ne pouvait auparavant se faire que dans nos bureaux, nous pouvons maintenant traiter et analyser les données sur place et vérifier instantanément toute anomalie∘», explique M. Kuwamizu.
Prêt pour l'avenir
Grâce aux modèles 3D générés par DJI Terra, la ville de Karatsu a désormais accès aux moindres détails de la construction de son château éponyme. Kimoto, de la division de l'urbanisme, explique : «∘Une fois qu'un mur de pierre est cassé, il est très difficile de retrouver le site dans son état d'origine. Il est donc essentiel de disposer d'un dossier actualisé et bien documenté sur la propriété. Ces modèles peuvent être sauvegardés et stockés pour une utilisation future, notamment en cas de catastrophe naturelle.∘»
Grâce au P4 RTK et à DJI Terra, la division de l'urbanisme a pu capturer la hauteur et la profondeur de la structure de manière à la fois précise et efficace. «∘Notre objectif est d'utiliser ces données de manière efficace, d'aider à maintenir la structure du mur de pierre créé par nos ancêtres, et de le préserver pour aujourd'hui et pour les générations futures∘», sourit Kimoto.
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