Cartographie et relevés

Le LiDAR par drone pour le sol que vous ne voyez pas

Le LiDAR mesure les distances par impulsions laser; il trouve donc le sol entre les branches là où une caméra ne voit que des feuilles. Voici quand il vaut la peine, et quand les photos suffisent.

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Comment ça fonctionne

Des impulsions laser, des retours multiples, une trajectoire précise

Un capteur LiDAR émet des centaines de milliers d'impulsions laser par seconde et chronomètre le retour de chacune. En combinant cette distance avec la position et l'orientation exactes du capteur, tirées du GNSS et d'une centrale inertielle, chaque retour devient un point en 3D.

Beaucoup d'impulsions touchent tour à tour une feuille, une branche et le sol. Le capteur enregistre des retours multiples pour une même impulsion, de sorte qu'une partie de l'énergie atteint le sol forestier par les trouées de la canopée. Après le vol, un logiciel classe les points en sol, végétation, bâtiments et bruit. La classe « sol » devient un modèle de terrain de sol nu, même sur un terrain boisé.

Le LiDAR ne voit pas à travers un feuillage opaque; il voit par les trouées. Les peuplements denses de conifères, le sous-bois épais et le salal renvoient moins de points au sol, et le terrain y est interpolé. Les saisons sans feuilles aident sur les sites de feuillus. La précision dépend de la trajectoire, ce qui explique pourquoi la base GNSS, l'étalonnage et les points de vérification comptent autant que le capteur. Voir précision.

La densité de points est le chiffre à convenir avant le vol. Quelques dizaines de points par mètre carré suffisent largement pour le terrain en zone dégagée; cartographier des fils, de petites structures ou le sol sous un couvert dense en exige davantage, ce qui signifie des lignes de vol plus basses, plus lentes ou qui se chevauchent. Une densité plus élevée signifie des fichiers plus gros et un traitement plus long; demandez donc ce que la conception utilise réellement. Les normes de classification suivent la spécification LAS de l'ASPRS, de sorte que les classes sol, végétation et bâtiment ont le même sens dans tous les logiciels qui ouvrent le fichier.

Des impulsions laser, des retours multiples, une trajectoire précise: Illustration

Choisir la méthode

LiDAR ou photogrammétrie?

Situation	Photogrammétrie	LiDAR
Terrain dégagé, plateformes de gravier, stocks	Très bonne, et habituellement le choix économique	Fonctionne, rarement nécessaire
Terrains boisés ou broussailleux	Cartographie la canopée, pas le sol	Trouve le sol par les trouées; le choix habituel
Lignes électriques, fils minces, poteaux	Souvent manqués ou discontinus	Capte les fils sous forme de points
Registre visuel, orthomosaïque, maillage en couleurs	La force de la méthode	Exige une caméra en complément pour la couleur
Faible luminosité, surfaces uniformes	Peine sans texture ni lumière	Moins dépendant de la texture ou de la lumière du jour
Eau	Peu fiable	Aussi peu fiable; la plupart des lasers utilisés sur les drones ne cartographient pas sous l'eau
Facteurs de coût	Appareil plus léger, processus plus simple	Capteur plus lourd, traitement de la trajectoire, temps de classification

Là où le LiDAR est rentable

Les mandats qui l'exigent habituellement

Terrains résidentiels boisés et lots de lotissement sur la côte de la C.-B., où l'équipe de conception a besoin du vrai sol sous la forêt de seconde venue. Voir aménagement de terrains.
Corridors : routes, sentiers, pipelines et lignes électriques, y compris la position des conducteurs et les dégagements. Voir télécommunications et services publics.
Pentes raides et végétalisées pour le drainage, l'examen géotechnique et l'implantation des murs de soutènement.
Structures complexes et plans conformes à l'exécution où une couverture de points dense et uniforme compte. Voir plans conformes à l'exécution et jumeaux numériques.
Sites tôt le matin ou à faible contraste où la texture photographique est pauvre.

Ce qui tourne mal

Les erreurs LiDAR qui coûtent un nouveau vol

Un sol qui n'en est pas un

La classification automatique peut prendre des arbustes bas, des souches ou des andains de résidus pour le sol, ce qui rehausse le terrain.

Notre approcheLa classification est révisée manuellement dans les zones problématiques et signalée dans le rapport. →

Des bandes qui ne s'alignent pas

Une trajectoire ou un étalonnage déficient se traduit par des toits dédoublés et un sol en escalier entre les lignes de vol.

Notre approcheDes vérifications croisées entre bandes et une base GNSS enregistrée pendant tout le vol, avec des points de vérification en terrain dégagé. →

Trop peu de points sous la canopée

Voler trop haut ou trop vite laisse peu de points au sol dans les peuplements denses.

Notre approcheDes lignes plus basses et plus lentes avec plus de recouvrement au-dessus des zones les plus denses, planifiées à partir de la visite du site. →

Un nuage de points que personne ne peut ouvrir

Des milliards de points dans un seul fichier font suffoquer un portable.

Notre approcheDu LAZ en tuiles, une version allégée pour la conception, et des surfaces et courbes de niveau dérivées pour ceux qui n'ont pas besoin du nuage. →

Les gens autour du projet

Qui utilise un jeu de données LiDAR

Arpenteur-géomètre

Ce qu'il leur faut de vous: Le LAS brut et classifié, la qualité de la trajectoire, les résultats du contrôle et des points de vérification.
Ce qu'il vous faut d'eux: Le contrôle du site et ses normes de classification et de densité.
Sur le dossier DroneLink: Tous les fichiers dans le dossier de projet du site, avec l'historique des versions si une classe est révisée.

Ingénieur géotechnique ou civil

Ce qu'il leur faut de vous: Une surface de sol nu fiable et des lignes de rupture dans les pentes.
Ce qu'il vous faut d'eux: Les zones préoccupantes et l'intervalle de courbes de niveau utilisé pour la conception.
Sur le dossier DroneLink: Une surface LandXML ou GeoTIFF plus des courbes de niveau, livrées par lien.

Arboriste ou consultant en environnement

Ce qu'il leur faut de vous: La hauteur de la canopée et l'emplacement des arbres près des travaux proposés.
Ce qu'il vous faut d'eux: Les exigences sur les arbres protégés et les marges de recul qui influent sur les lignes de vol.
Sur le dossier DroneLink: Les classes de végétation conservées dans le LAS, avec un modèle de hauteur de canopée sur demande.

Le déroulement

Comment se déroule un mandat LiDAR

Définir la densité et les classes

Convenir de la densité de points, des classes nécessaires et des surfaces à dériver.

Établir le contrôle et la base

Une base GNSS ou un service de correction pour la trajectoire, plus des points de vérification sur un sol dur et dégagé.

Voler

Des lignes planifiées avec recouvrement et bandes transversales, à une hauteur et une vitesse adaptées à la végétation.

Traiter et classifier

Trajectoire, alignement des bandes, classification, puis révision manuelle.

Livrer

LAS/LAZ, modèles de sol nu et de surface, courbes de niveau et un rapport sur la méthode et les vérifications.

Comment se déroule un mandat LiDAR: Illustration

Questions

Le LiDAR par drone peut-il voir à travers les arbres?

Il voit par les trouées entre les feuilles et les branches, pas à travers un feuillage opaque. Certaines impulsions atteignent le sol et sont classées comme sol; dans les peuplements de conifères très denses, elles sont moins nombreuses, et la surface est interpolée entre elles.

Le LiDAR est-il plus précis que la photogrammétrie?

Pas automatiquement. En terrain dégagé avec un bon contrôle, les deux peuvent atteindre une précision semblable. L'avantage du LiDAR est de voir le sol sous la végétation et les objets minces comme les fils; celui de la photogrammétrie est la couleur, la texture et une orthomosaïque détaillée.

Dans quel format de fichier est un nuage de points LiDAR?

La norme est le LAS, le LAZ étant sa version compressée. Les deux s'ouvrent dans les logiciels GIS, de génie civil et de nuages de points, dont ArcGIS, QGIS et les outils basés sur AutoCAD. Les surfaces dérivées sont livrées en GeoTIFF ou LandXML et les courbes de niveau en DXF.

Le LiDAR par drone produit-il aussi une image?

Le laser fournit la géométrie et l'intensité, pas une vraie photo en couleurs. La plupart des systèmes LiDAR sur drone transportent une caméra pour coloriser les points, et nous pouvons effectuer une mission photo pour une orthomosaïque lors de la même visite.

Pourquoi le LiDAR coûte-t-il plus cher que la photogrammétrie?

Le capteur et l'appareil sont plus lourds et plus coûteux, la trajectoire exige un travail GNSS rigoureux, et la classification demande du temps de révision qualifié. Nous expliquons les facteurs de coût lors de la définition du mandat et soumissionnons chaque mandat; nous ne publions pas de prix.

Le LiDAR peut-il cartographier l'eau ou sous l'eau?

La plupart des capteurs LiDAR sur drone ne cartographient pas sous la surface, et les retours sur l'eau sont souvent faibles ou absents. Les rives sont captées; la bathymétrie exige d'autres méthodes.

Quelle est la meilleure saison pour le LiDAR?

Les mois sans feuilles aident sur les sites de feuillus, parce que plus d'impulsions atteignent le sol. La forêt côtière de conifères change peu d'une saison à l'autre; c'est donc habituellement la météo et l'échéancier qui décident.

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