Les bases de la cartographie par drone - Guide du débutant (2023 Mis à jour)

Avec l’avènement de drones plus récents et plus sophistiqués, la cartographie avec des drones est devenue de plus en plus populaire ces dernières années. Les drones offrent une solution rentable et efficace pour cartographier de vastes zones de manière rapide et précise.

Il existe de nombreuses façons différentes d'utiliser drones pour la cartographie, et la meilleure méthode pour vous dépendra de vos besoins spécifiques et de votre application. Dans cet article, nous vous donnerons un aperçu des bases de la cartographie par drone et comment démarrer.

Définir la cartographie des drones

La cartographie par drone est le processus consistant à utiliser des drones pour capturer des photographies d'une zone, qui sont ensuite assemblées pour créer une carte 2D ou 3D. Cette carte peut être utilisée à diverses fins, telles que l'arpentage des terres, l'inspection des infrastructures ou même la planification des champs agricoles.

La cartographie elle-même est explicite : vous prenez de nombreuses photos sous différents angles et positions, puis vous les assemblez pour créer une carte.

Le plus difficile est d'obtenir des mesures précises à partir de ces photographies afin que la carte puisse être utilisée à des fins spécifiques, telles que l'arpentage de zones terrestres ou la mesure de distances.

Cependant, avec le bon logiciel et un peu de pratique, il est possible de créer des cartes très précises à l’aide de drones. La précision des cartes basées sur des drones est souvent comparable à celle des méthodes traditionnelles de levé au sol telles que le GPS.

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Méthodes de cartographie par drone : photogrammétrie et LiDAR

Il existe deux méthodes principales de cartographie par drone : la photogrammétrie et le LiDAR (Light Detection and Ranging).

Photogrammétrie

La photogrammétrie est le processus d'utilisation de photographies pour créer des cartes 2D ou 3D. Cela se fait en prenant plusieurs photos d'une zone sous différents angles, puis en utilisant un logiciel spécial pour assembler ces photos. Le logiciel calculera également les distances et les tailles sur la base des photographies, qui pourront ensuite être utilisées pour créer des cartes 2D ou 3D précises.

LiDAR

Le LiDAR est une technologie plus récente qui utilise des lasers pour mesurer la distance. Un capteur LiDAR est monté sur le drone et, lorsque le drone vole, le capteur émet des impulsions de lumière laser. Ces impulsions rebondissent sur les objets de l'environnement et sont ensuite capturées par le capteur.

En mesurant le temps nécessaire au retour des impulsions, le capteur LiDAR peut calculer avec précision les distances. Ces données sont ensuite utilisées pour créer des nuages de points 3D, qui peuvent être utilisés pour créer des cartes 3D très précises.

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GCP, RTK et PPK

Pour créer des cartes précises, il est nécessaire d'utiliser des points de contrôle au sol (GCP), qui sont des points définis au sol avec des emplacements connus. Ces points sont utilisés comme points de référence lors de l’assemblage de photographies ou du calcul de distances à partir de données LiDAR.

Une autre façon de créer des cartes très précises consiste à utiliser un système cinématique en temps réel (RTK). Ce système basé sur GPS utilise une station de base pour fournir des corrections en temps réel au signal GPS du drone. Cela permet au drone de connaître à tout moment sa position exacte, ce qui peut être utilisé pour créer des cartes très précises.

Une troisième façon d'obtenir la précision consiste à utiliser la cinématique post-traitée (PPK). Ceci est similaire au RTK, mais les corrections sont calculées après le vol du drone plutôt qu'en temps réel. Cette méthode peut être utilisée si vous ne pouvez pas accéder à un signal GPS en temps réel.

GCP

Étant donné que la précision de la position GPS est souvent limitée à environ 2 à 5 mètres, même avec une couverture satellite maximale et en utilisant la technologie GPS la plus puissante, une correction au niveau du sol est requise pour les applications de cartographie de haut niveau. La précision géographique des données peut être améliorée jusqu'au centimètre en utilisant l'une des trois méthodes ci-dessous.

RTK

Ce système basé sur GPS utilise une station de base pour fournir des corrections en temps réel au signal GPS du drone. Cela permet au drone de connaître à tout moment sa position exacte, ce qui peut être utilisé pour créer des cartes très précises.

PPK

L'abréviation PPK signifie « Post-Processed Kinematic ». Il est similaire au RTK dans la mesure où il utilise un module PPK intégré et une station de base au sol fixe.

En termes de technologie, il n’y a pas beaucoup de différence entre les deux types. de systèmes. La principale distinction réside dans la manière dont les données sont traitées.

Avec RTK, les informations de position sont transmises en temps réel de la station de base au drone. Cela permet d'effectuer des corrections à la volée pendant le processus de cartographie. PPK, en revanche, ne transmet aucune donnée en temps réel.

Au lieu de cela, les données sont traitées après coup, en utilisant les informations de la station de base et les données GPS réelles collectées par le drone pendant son vol.

Cela peut sembler un inconvénient, mais PPK présente certains avantages qui en font une option plus attrayante pour certaines applications cartographiques.

Le plus grand avantage est peut-être que PPK ne nécessite pas de connexion de données en temps réel entre la station de base et le drone. Cela signifie que vous pouvez voler dans des zones sans couverture cellulaire ni autre type de connexion de données.

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Avion à voilure fixe ou multicoptère

En matière de cartographie par drone, deux principaux types de drones peut être utilisé : voilure fixe et multi-copter. Choisir le bon type de drone pour le travail est important, car chacun a ses avantages et ses inconvénients.

Aile fixe

Drones à voilure fixe sont plus efficaces lors de vols prolongés car ils n'ont pas à lutter constamment contre la gravité comme le font les multi-coptères. Ces drones sont bien adaptés aux grandes surfaces, comme les champs ou les fermes. Cependant, les drones à voilure fixe sont plus difficiles à contrôler et ne conviennent pas bien à la cartographie dans des espaces restreints.

Multi-hélicoptère

En revanche, les drones multicoptères sont beaucoup plus faciles à contrôler et peuvent voler dans des espaces plus restreints. Ils sont également mieux adaptés à la prise de photographies haute résolution, ce qui en fait un bon choix pour cartographier de petites zones ou des structures détaillées. Cependant, les drones multicoptères ont des temps de vol plus courts et ne sont pas bien adaptés à la cartographie de vastes zones. Ils sont également plus maniables.

Quel logiciel est nécessaire ?

Pour créer une carte de drone, vous aurez besoin d'un logiciel spécialisé. Quelques options sont disponibles, mais les plus populaires sont Pix4D et DroneDeploy.

• Pix4D est puissant logiciel de cartographie qui peut être utilisé pour créer des cartes 2D, des modèles 3D et des nuages de points. Il est compatible avec une large gamme de drones et de caméras et offre de nombreuses fonctionnalités, telles que la planification automatique des vols et la photogrammétrie. Ce logiciel est un bon choix pour les utilisateurs plus expérimentés.
• DroneDeploy est un autre logiciel de cartographie populaire qui offre des fonctionnalités similaires à Pix4D. Il est également compatible avec une large gamme de drones et de caméras. Cependant, il possède une interface plus simple et plus conviviale pour les débutants.
• Pix4D et DroneDeploy proposent des essais gratuits, vous pouvez donc essayer chacun d'eux pour voir lequel vous convient le mieux.
• En dehors de cela, assurez-vous également de disposer d’une caméra de bonne qualité, telle que la GoPro Hero 7 Black, pour commencer.

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Applications de la cartographie par drone

La cartographie par drone peut être utilisée pour diverses applications, telles que l'arpentage, les calculs de volumes, la cartographie agricole et la surveillance des chantiers de construction.

Chantier de construction

Les chantiers de construction sont souvent vastes et complexes, ce qui les rend difficiles à surveiller avec les méthodes traditionnelles. La cartographie par drone peut être utilisée pour créer des cartes détaillées des chantiers de construction, qui peuvent être utilisées pour suivre les progrès et identifier les problèmes potentiels.

Recherche

Les chercheurs peuvent utiliser la cartographie par drone pour collecter des données sur divers sujets, tels que les conditions environnementales, les populations animales et les catastrophes naturelles. Les géologues peuvent utiliser la technologie d'enquête moderne pour localiser les phénomènes géologiques, notamment les rivières, les dômes, les failles et les escarpements de failles.

Ils peuvent également aider à la planification des enquêtes si les agents de terrain doivent visiter physiquement certaines régions. Des relevés réguliers par drone peuvent être utilisés pour surveiller la croissance de la végétation ou les mouvements de la faune à des fins de surveillance environnementale.

Arpentage

L'arpentage est le processus de mesure et de documentation des caractéristiques physiques d'un terrain. La cartographie par drone peut être utilisée pour créer des cartes précises de vastes zones de terrain, qui peuvent être utilisées à diverses fins, telles que les limites de propriété, les projets de construction et la conservation de l'environnement.

Exploitation minière

L'exploitation minière est une industrie dangereuse et sale. Les drones peuvent être utilisés pour cartographier les mines afin que les travailleurs puissent planifier leurs itinéraires et éviter les dangers potentiels. La cartographie par drone peut également être utilisée pour suivre la progression des opérations minières et identifier les zones nécessitant une attention particulière.

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Avantages de la cartographie par drone

L’utilisation de la cartographie par drone présente de nombreux avantages, notamment :

Collecte de données plus rapide

Les drones peuvent couvrir de vastes zones en peu de temps, ce qui les rend beaucoup plus rapides que les méthodes traditionnelles de collecte de données.

Cartes détaillées : la cartographie par drone peut créer des cartes détaillées qu'il n'est pas possible de créer avec les méthodes traditionnelles.

Flux de travail automatisé

La cartographie par drone peut produire des données précises qui peuvent être utilisées à diverses fins. De nombreux logiciels de cartographie par drone offrent un flux de travail automatisé, ce qui facilite la création de cartes avec peu ou pas d'expérience.

Moins cher

Un joli drone avec caméra peut désormais être acheté pour moins de $2000. Si vous souhaitez créer votre système LiDAR, comptez investir entre $5000 et $10 000. Bien que cela ne soit pas bon marché, la location d'un hélicoptère (et d'un pilote) pour effectuer une étude aérienne est beaucoup plus coûteuse.

Plus sûr

Les drones peuvent être utilisés pour surveiller des zones dangereuses ou difficiles d’accès sans mettre les gens en danger.

Les applications des drones sont en constante expansion à mesure que la technologie continue de se développer. Si vous souhaitez utiliser la cartographie par drone, vous devez savoir quelques éléments pour commencer. Les drones multi-rotors constituent le meilleur choix pour la cartographie en raison de leur stabilité et de leur capacité à transporter une charge utile.

Un bon appareil photo est également nécessaire pour créer des cartes détaillées. Si vous souhaitez créer des modèles 3D ou des nuages de points, vous aurez besoin d'un système LiDAR. Une fois que vous disposez du matériel nécessaire, vous devrez choisir un logiciel de cartographie.

Différents logiciels sont disponibles, chacun avec ses fonctionnalités et capacités. Une fois que vous aurez sélectionné votre logiciel, vous serez prêt à commencer la cartographie !

Cours de formation pour la cartographie par drone

Cours de formation pour drone des cartographies sont également disponibles pour vous aider à démarrer. Ces cours vous apprendront les bases du fonctionnement des drones, des logiciels de cartographie et de l'analyse des données. Ces cours sont un excellent point de départ si vous souhaitez en savoir plus sur la cartographie par drone.

Notre Drone commercial Pilot Bundle est un excellent point de départ si vous êtes un pilote de drone débutant. Ce cours couvrira tout ce que vous devez savoir pour devenir pilote de drone professionnel, y compris comment passer la certification Part 107 et ce qu'il faut pour lancer une entreprise de drones potentiellement rentable.

Inscrivez-vous à ce cours de base de cartographie 3D UAV sur Udemy si vous souhaitez acquérir des capacités plus spécifiques. Il couvre les principes fondamentaux de la technologie de cartographie par drone et comprend un exemple de flux de travail de traitement des données d'enquête utilisant Pix4D et AgiSoft. Les spécialistes de la cartographie par drone diffèrent des pilotes de drones par leur capacité à gérer et à présenter des données spatiales.

Conclusion

En conclusion, nous pouvons dire que pour réaliser une bonne cartographie avec un drone, vous devrez prendre en compte les éléments suivants : quel est le but de la cartographie, de quel type de données avez-vous besoin et quelle doit être leur précision. ?

En gardant ces facteurs à l’esprit, vous pouvez ensuite examiner les drones et déterminer celui qui répondrait le mieux à vos besoins. N'oubliez jamais d'enregistrer votre drone auprès du FAA et suivez la formation appropriée avant de voler !