Tout ce qu’il faut savoir sur les nuages de points

La création d’un modèle détaillé d’une zone, que ce soit pour la topographie, la reconstitution d’un accident ou tout autre application, peut être optimisée par la création d’un nuage de points. Un nuage de points 3D précis, détaillé et à haute résolution est donc un élément important pour la création de modèles 3D précis. Si votre organisation est à la recherche d’un nouveau moyen de créer des reconstructions numériques d’espaces ou de structures physiques, les drones capables de générer des nuages de points peuvent être l’outil idéal pour vous.

En apprenant davantage sur les nuages de points, à savoir ce qu’ils sont, comment les générer, les différentes approches et les cas d’utilisation, vous serez en mesure de prendre une décision éclairée quant à l’intégration de ces outils numériques dans vos flux de travail.

Nuages de points : Tout est question de perspective

Qu’est-ce qu’un nuage de points ? Il s’agit d’une collection de points de données cartographiés en trois dimensions, où chaque point a ses propres valeurs X, Y et Z en fonction de sa position dans l’espace. Certains nuages de points peuvent avoir une résolution exceptionnellement élevée, avec des centaines de points individuels par mètre carré, permettant ainsi de montrer avec précision ce qui se trouve dans un espace en 3D.

L’ensemble des points constitue les surfaces des objets et les caractéristiques du terrain dans une zone donnée, ce qui permet aux géomètres ou aux inspecteurs de créer des cartes et des modèles 3D extrêmement précis. Cependant, le nuage de points en lui-même ne constitue pas une carte complète. Vous avez besoin d’un autre ensemble de données, en plus des données d’élévation, pour créer un modèle plus complet.

Pour générer ces nuages de points, vous avez besoin d’un équipement approprié et d’une nouvelle perspective de votre zone cible : une vue aérienne. En faisant voler un drone au-dessus de la zone de votre choix, vous pouvez collecter les informations nécessaires sur l’altitude et la topographie.

Les drones avancés équipés des derniers capteurs de détection et de télémétrie par ondes lumineuses (LiDAR) peuvent créer des nuages de points en un seul passage. Un drone utilisant un système de caméra photogrammétrique peut assembler un nuage de points comme l’une des sorties de l’image tridimensionnelle résultante. Dans les deux cas, le nuage obtenu est une image détaillée et précise de la zone scannée.

Comment fonctionnent les nuages de points

Comment fonctionne exactement le processus de création d’un nuage de points ? Les détails exacts varient selon que votre drone est équipé de capteurs LiDAR ou de matériel de photogrammétrie, mais la procédure est la même.

Votre drone survole une zone choisie et la balaye avec sa charge de capteurs. Les informations des points de données sont ensuite assemblées sous une forme utilisable grâce à un logiciel de traitement de nuages de points, tel que DJI Terra.

Pour obtenir un nuage de points en 3D, le logiciel ajoute un contexte à un grand nombre de points détectés par des impulsions laser ou génère des points sur la base d’une collection de photos prises sous plusieurs angles. Cela dépend de votre préférence pour le LiDAR ou la photogrammétrie, et cela dépend du type de levés ou de cartographie que vous effectuez.

La différence entre les nuages de points LiDAR et les nuages de points photogrammétriques

Les deux principales méthodes de création d’un nuage de points à partir de données de drones, le LiDAR et la photogrammétrie, ont chacune leurs cas d’utilisation idéaux. Il se peut que vous utilisiez les deux à différents moments.

LiDAR

Le balayage LiDAR implique des impulsions laser fréquentes qui rebondissent ensuite sur le capteur. En utilisant des mesures inertielles et des données de positionnement par satellite, le capteur LiDAR du drone détermine avec précision l’emplacement d’un point dans l’espace.

Les points collectés deviennent un nuage de points LiDAR lorsqu’ils sont assemblés par un logiciel spécialisé de nuage de points. Il s’agit d’une méthode de numérisation de haute précision, bien qu’elle doive être associée à d’autres données pour ajouter plus de détails aux cartes, y compris les couleurs.

Le LiDAR est idéal pour cartographier des éléments trop petits pour être détectés par d’autres méthodes. Par exemple, si vous avez besoin de cartographier des câbles fins ou des lignes électriques dans votre nuage de points, vous pouvez le faire en collectant des données LiDAR. Cette technologie fonctionne également dans des conditions de faible luminosité et peut atteindre le sol à travers les couches de feuillage.

De plus, les nuages de points LiDAR étant des mesures directes, la taille des fichiers est relativement réduite par rapport aux photographies haute résolution utilisées pour la photogrammétrie. Cela signifie que le post-traitement des données LiDAR est plus rapide que l’extraction de nuages de points à partir de modèles photogrammétriques, ce qui peut être un facteur important pour les clients qui privilégient l’efficacité ou dont les missions sont soumises à des contraintes de temps.

Les logiciels LiDAR basés sur le cloud étant moins répandus que les outils de photogrammétrie, le processus de compilation des données brutes en un nuage de points peut nécessiter l’intervention d’un employé sur site ayant reçu une formation technique. Les coûts peuvent également être plus élevés, notamment en raison de la nécessité d’utiliser des drones plus puissants pour transporter les capteurs spécialisés.

Photogrammétrie

La photogrammétrie assemble des projections de données à partir de photographies. Il s’agit d’une approche abordable et directe pour la topographie et la cartographie, et le logiciel nécessaire pour travailler avec les données photogrammétriques est disponible via un modèle simple basé sur le cloud.

L’utilisation de la photogrammétrie est flexible. Vous pouvez choisir la vitesse de vol du drone en fonction du niveau de détail requis pour les cartes ou les nuages de points en 3D que vous générez pour le projet en cours.

En fonction du niveau de détail choisi et de la taille de la zone étudiée, l’appareil photo du drone prendra des centaines ou des milliers de photos. Ces images sont en couleur et, en plus de devenir des nuages de points 3D, peuvent être assemblées pour former une carte ou un modèle 3D.

La photogrammétrie étant basée sur la photographie, une source de lumière, naturelle ou artificielle, est nécessaire pour qu’elle fonctionne. Cela dit, la convivialité générale de la méthode peut compenser les inconvénients liés à la recherche des bonnes conditions. Les barrières à l’entrée relativement faibles peuvent en faire une excellente méthode pour une entreprise qui commence à produire des nuages de points 3D ou d’autres modèles de données.

Utilisations de la modélisation de nuages de points

Une fois que les nuages de points 3D ont été générés, à quoi servent-ils ? Les cas d’utilisation varient en fonction de votre secteur d’activité, mais ils sont tous axés sur la nécessité de disposer de modèles 3D précis.

• Infrastructures électriques : La topographie de nouvelles infrastructures de services publics est plus simple et plus rapide lorsque les équipes ont accès à des drones et sont en mesure de créer des nuages de points en 3D des zones en question. Cela peut être particulièrement utile pour les actifs tels que les lignes électriques construites dans des zones reculées où les équipes auraient des difficultés à se déplacer à pied.
• Construction pétrolière et gazière : Tout comme les compagnies d’électricité, les raffineries de pétrole et de gaz ont souvent besoin d’informations 3D précises sur de vastes zones, parfois éloignées. C’est un autre scénario où les drones peuvent s’avérer plus efficaces que les équipes de géomètres au sol.
• Topographie : Les clients désireux d’obtenir rapidement des cartes topographiques détaillées peuvent bénéficier de nuages de points 3D générés par l’utilisation de drones. La combinaison d’un relevé rapide de vastes zones et d’une grande précision est idéale pour la topographie.
• Sylviculture : Le LiDAR peut pénétrer dans un feuillage dense et fournir des données de surface qui ne seraient pas résolues par la photogrammétrie.

Une fois que vous avez déterminé un bon cas d’utilisation pour un nuage de points 3D précis, il vous suffit de trouver le drone et la charge utile de collecte d’informations qui conviennent à votre situation.

 

Nous espérons que vous avez apprécié notre article de blog.

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