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Photogrammétrie droned'une station d'épuration : calcul de cubatures et coupes

Le 17 novembre 2020
Photogrammétrie droned'une station d'épuration : calcul de cubatures et coupesPhotogrammétrie droned'une station d'épuration : calcul de cubatures et coupesPhotogrammétrie droned'une station d'épuration : calcul de cubatures et coupesPhotogrammétrie droned'une station d'épuration : calcul de cubatures et coupesPhotogrammétrie droned'une station d'épuration : calcul de cubatures et coupes
Modélisation numérique en 3 dimensions par photogrammétrie drones par le cabinet C.T.A Caroline THIBAULT architecte d'une station d'épuration : Plan de masse, courbes de niveau, génération des profils de coupe et calcul de surfaces et cubatures.

EXEMPLE MODELISATION TERRAIN 3D, PROFILS ET CALCULS CUBATURE PAR DRONE ET PHOTOGRAMMETRIE.

Exemple de relevé sur une station d’épuration existante, comprenant le relevé par drone, la modélisation en 3 dimensions grâce à un traitement photogrammétrique :

-          Génération nuage de points (Ensemble des points topographiques), modèle triangulé,

-          Génération d’un M.N.T (Modèle Numérique de Terrain), de l’orthomosaïque (Orthophoto plan de masse) et des lignes de niveaux,

Génération de profil de coupe de terrain et calcul de cubatures des lagunes (Remblais et déblais).

1°) Quels résultats :

Exemple de relevé par drone et traitement photogrammétrique de l’ensemble du terrain d’une station d’épuration comprenant des installations techniques et des lagunes. Le but de ce relevé est de réaliser :

-          Une orthomosaïque géoréférencée à très haute définition,

-          Un modèle numérique de terrain exportable dans un logiciel S.I.G (Système d’Information Géographique),

-          A partir de ces données, obtenir n’importe quelque coupe du terrain,

-          Calculer les volumes de déblais ou remblais (cubature).

-          Obtenir les lignes de niveau de l’ensemble du terrain.

2°) Méthodologie :

Pour réaliser cette campagne de vol, nous utilisons un drone DJI Mavic 2 Pro. A partir d’un plan de vol à hauteur fixe de 60 m d’altitude par rapport au sol, le drone a pris des photos régulièrement, camera au NADIR (Orientée à 90° vers le bas). Les photos ont été prises afin d’obtenir un important recouvrement en longitudinal de 80 % et en latéral de 60%.

La précision appelé G.S.D (Ground Sample Distance) dépend de la hauteur de prise de vue et de la taille du capteur photographique du drone. La précision globale du projet est donc de 6.8 mm/pixel et correspond à un carré de 6.8 mm x 6.8 mm dans la réalité.

Pour une fiabilité accrue des résultats, nous utilisons des points de contrôles au sol en plaçant des repères visuels au sol ou en se référant à des points remarquables existants. Nous relevons ces points de contrôles au nombre de 6 pour notre projet grâce à un GPS RTK capable de réaliser des relevés dans n’importe quel système de coordonnées avec une précision de 1 cm. Ces G.C.P (Ground Control Point) sont pointés dans notre modèle afin de réaliser une géolocalisation précise de notre modèle et de garantir une mise à l’échelle affinée de celui-ci et afin d’obtenir les résultats les plus réalistes (Précision 1 à 2 centimètres)L’ensemble des photos du projets sont traités par photogrammétrie dans le logiciel Metashape PRO.

3°) Captation des photos et résumé des rendus photogrammétrique :

a) Relevés photos par drone :

Après l’obtention des diverses autorisations administratives auprès de la préfecture et de la mairie, notre télépilote peut se rendre sur place pour procéder au relevé. Le relevé d’une parcelle d’environ un hectare s’effectue grâce à un vol semi-automatique de 25 minutes, à une altitude fixée en fonction du degré de précision souhaité. Pour notre projet, nous avons réalisé avec un cheminement précis 363 photos. Par ailleurs, nous réalisons le relevé de nos six points de contrôles au sol grâce à notre canne Topographique RTK.

a)Le résumé du relevé :

Nous éditions des rapports précis sur la fiabilité des relevés et les marges d'erreurs.

a)Le résumé du traitement :

 Le traitement des images a été réalisé dans le logiciel de photogrammétrie Metashape. Le procédé de traitement est le suivant :

 - Alignement précis des caméras à partir de l’estimation de l’emplacement de celles-ci,

 - Calcul des points de liaisons et d’un nuage de points clairsemés,

- Calcul d’un nuage de points denses,

-  Réalisation d’un modèle de surface triangulé MESH,

- Réalisation d’un modèle numérique de terrain exportable vers les logiciels S.I.G, 

- Calcul des courbes de niveaux du terrain (Tous les 10 cm). Ces lignes de niveaux sont exportables sous forme de fichier DXF, SHAPE etc… 

- Génération de l’orthomosaïque : L’orthomosaïque est une vue du ciel corrigée de l’ensemble des déformations. Cette image géante est référencée et est d’une très grande précision (1 pixel = 2 cm). On peut parler d’orthophoto plan masse, 

- A partir des rendus précédents, il est possible de réaliser des profils de terrains et des calculs précis de cubatures (Déblais et remblais),

 NOTA : lors du traitement, nous repérons sur notre modèle 3D, les points de référence GCP afin d’optimiser le référencement du modèle et corrigé les éventuelles déformations. Après cette opération, la précision topographique de notre modèle est de l’ordre du centimètre.

4°) L’Orthomosaïque, le M.N.T (Modèle Numérique de Terrain),les coupes ou profils de terrains et les calculs de cubatures :

 a) L’orthomosaïque : Il s’agit d’un plan des photos ortho-rectifiés ou plan de masse photo du terrain géolocalisé et à l’échelle. On peut atteindre en fonction de la hauteur de vol et de la précision de la caméra des détails de l’ordre du cm/pixel. Ces ortho-photos sont exportables dans les logiciels S.I.G ou dessin pour des calculs précis de surfaces et de longueurs. 

b) Le M.N.T (Modèle numérique de Terrain) est un modèle solide 3D de la surface du terrain avec une précision encore plus grande. Ce modèle est exportable dans tous les logiciels de topographie pour le calcul de surface de volume et de longueur. Il est possible de générer les courbes de niveaux de l’ensemble du terrain (Ici tous les 20 cm). Les courbes de niveaux peuvent être exportées vers des logiciels 3D ou 2D dessin ou des logiciels S.I.G .

- c) Génération d’un profil en long du terrain : A partir de notre modèle 3D, nous pouvons réaliser n’importe quelques coupes du terrain. Ces coupes sont exportables en divers format 2D ou 3D dans vos logiciels dessins. 
 
d) Calcul de cubature de terrain : A partir de l’orthomosaïque et du M.N.T, il est possible de calculer les cubatures dans une carrières ou sur un terrain. Dans notre exemple nous allons calculer le volume de deux lagunes existantes à remblayer. Dans le cas d’une carrière, il est possible de déterminer les volumes des matériaux extraits et stockés sur site et de les comparer dans le temps en prenant les mêmes plans de référence.

5°) Conclusions :

Nous pouvons réaliser pour vos terrains, carrières des relevés numériques par drones et vous fournir :

-          1°) Clichés photos,

Après un traitement informatique et l’implantation de points topographiques, nous pouvons générer :

-          2°) Nuage de points géolocalisé pour la prise de cote : un nuage de points de 32 millions de points : c’est la possibilité de mesurer 32 millions de cotes,

-          3°) Modèle maillé ou tuilé texturé,

-          4°) M.N.T Modèle Numérique de Terrain géoréférencé,

-          5°) Orthomosaïque très précise (Plan de masse orthophotographique) géoréférencée.

A partir de ces documents, nous pouvons effectuer des calculs de cubature (Remblais et Déblais) de vos carrières ou chantier et dessiner des coupes de profils du terrain. Nous pouvons aussi vous livrer des plans vectorisés 2D au format dwg ou 3D au format shp.

Nos rendus sont exploitables dans l’ensemble des logiciels dessins 3D et 2D et les logiciels S.I.G (Système d’Information Géographique). Pour plus d’informations, veuillez nous contacter.

Enfin, nous pouvons par exemple dans le cadre d’un chantier ou d’une carrière intervenir en plusieurs étapes et conserver l’historique de nos relevés numériques de terrain pour les confronter dans le but d’évaluer, au cours du temps et de façon très précise les déblais et remblais.

 

La photogrammétrie par drones est une technologie qui offre des avantages énormes et efficaces dans le domaine du bâtiment et des travaux publics.

Ainsi, il est possible de modéliser des terrains, des bâtiments et des ouvrages d'art pour faire des inspections, des visites virtuelles, de modéliser en 3 dimensions et en deux dimensions. La fiabilité et la précision grâce à l'outil topographique intégré sont incroyables et permettent de temps très important.

Alors, n'hésitez plus et contactez nous pour un conseil, une démonstration ou une démonstration.

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