ACTU-TECH n°1 – LIDAR : PRINTEMPS vs HIVER
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Dans nos ACTU-TECH découvrez les tests que nous réalisons, les retours d’expériences et les observations pertinentes sur le matériel et le post-traitement des données aériennes !
La captation LiDAR par drone est une méthode de collecte de données géospatiales qui utilise un laser pour mesurer la distance entre le drone et les objets situés en dessous. Cette technologie est particulièrement utile pour la cartographie, la topographie, la modélisation 3D, la surveillance de la végétation, l’archéologie et bien d’autres secteurs d’activités. La captation LiDAR par drone permet d’obtenir des données rapidement et une excellente précision, ce qui assure un gain de temps rapport aux méthodes traditionnelles de cartographie et de modélisation.
Dans cet article, nous allons examiner l’impact de la variation saisonnière sur la qualité des données produites.
Le LiDAR (Light Detection and Ranging) est une technologie de mesure à distance utilisant un laser pour mesurer des distances précises à partir d’un objet ou d’une surface. Les capteurs LiDAR émettent des impulsions lumineuses qui sont réfléchies par les objets et les surfaces environnantes. Les temps de voyage des impulsions sont ensuite mesurés pour déterminer la distance de l’objet ou de la surface.
La technologie LiDAR est donc basée sur l’émission/réception d’une multitude de faisceaux laser. Nous allons à présent aborder l’impact de la végétation sur les données produites.
En été, la végétation est plus dense et plus haute, ce qui peut rendre la captation LiDAR plus difficile. Les feuilles et les branches des arbres peuvent bloquer une partie des impulsions lumineuses.
En hiver, la végétation est moins dense et moins haute, ce qui facilite la pénétration des faisceaux laser à travers la végétation. Les faisceaux laser ont une probabilité supérieure d’atteindre le sol dans ce contexte. Les données obtenues sont plus précises et plus détaillées.
Le nuage de points complet comprend la végétation et le sol. Ce slider met en évidence les zones au sol ayant une absence de données ou « NO DATA » sous la végétation au printemps. Ces « zones d’ombres » sont bien pus marquées au printemps qu’en hiver. En effet, les faisceaux laser sont interceptés par le feuillage dense des arbres au printemps.
A noter, que certaines zones présentes des absences de données localisées, et ce, même en hiver.
La coupe transversale ci dessous met en évidence le taux de pénétration des faisceaux laser à travers le feuillage et le branchage. Ces éléments végétaux fonctionnent comme des filtres successif entre le sol et le drone.
Nous allons à présent observer les conséquences de ces filtres sur les données finales.
Le nuage de points ci-dessous correspond uniquement au « SOL », soit le MNT (modèle numérique de terrain).
La couleur d’affichage correspond à l’élévation, en rouge les points les plus hauts et en bleu, les points les plus bas.
Les zones d’ombre, correspondant à des absences de données sont davantage visible et apparaissent nettement au droit des arbres principalement au printemps. La saisonnalité est le seul facteurs différenciant les deux nuages de points.
Dans le process de réalisation de la données finale, un nuage de points est réalisé suivant une grille régulière et homogène, ici au pas de 20 cm. Les zones de « NO DATA » observées précédemment ont été complété par interpolation, soit par interprétation du logiciel.
Cette interpolation est issue du paramétrage définit lors du traitement. Il ne s’agit donc pas de données brutes. Ces zones sont donc potentiellement moins précises !
On observe également de nombreux petits reliefs parasites sur les données produites au printemps. Il s’agit probablement de végétation dense et basse tels que des ronciers.
Cet article met en évidence l’importance de l’environnement lors de la captation et notamment l’impact de la saisonnalité.
Les données produites suite à un levé LIDAR réalisé au printemps/été sera moins précis et les micro-reliefs seront moins identifiables.
Cependant, si l’objet de l’étude ne nécessite pas une haute précision sous couvert végétal, les données seront parfaitement exploitables comme l’illustre les rives et le méandre du cours d’eau sur les sliders précédents.
Un autre exemple, notre captation LIDAR réalisée en août 2022 dans une forêt de pins en Gironde.
Pour cette mission nous avons utilisé le matériel suivant :
DRONE : MATRICE 300RTK DJI
STATION DE BASE : DRTK2 DJI
STATION GNSS : EMLID RS2
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