DRONE LIDAR

Les levés par drone enrichissent la panoplie des géomètres traditionnels


LORS D'UN TRAVAIL DANS LES BOIS, LE GÉOMÈTRE JEFF ALLEN A LEVÉ LES YEUX AU CIEL ET A VU UN APERÇU DE L'AVENIR DE L'INDUSTRIE.

Propriétaire d'Allen Geomatics, P.C., à Advance, en Caroline du Nord, M. Allen était curieux de savoir si les méthodes d'arpentage par drone pouvaient améliorer les pratiques de son entreprise de services et de conseils en arpentage. L'entreprise est fière de prêter attention aux détails afin de fournir des données précises et d'éviter les erreurs coûteuses.

Jeff Allen, owner of Allen Geomatics, and Robert Chrismon, PLS, observe the mdLiDAR1000LR

Il était donc logique que M. Allen compare les différences entre les méthodes traditionnelles et les méthodes d'arpentage LiDAR par drone lors de la visite d'un arpenteur par drone expérimenté, Robert Chrismon, PLS. Surveillant un site de 15 acres pour un projet de développement, Allen et son équipe de trois personnes se sont appuyés sur des méthodes terrestres et ont pris des photos au sol, tandis que Chrismon a adopté une approche différente dans le ciel en pilotant le mdLiDAR1000LR de la gamme de drones industriels GE.

Les résultats ont été révélateurs.

"Cette expérience m'a vraiment permis de réaliser à quel point ma petite entreprise est sur le point d'envisager l'acquisition d'un microdrone pour nous aider à réaliser nos levés topographiques, plutôt que de dépendre de tout ce qui se trouve au sol", a déclaré M. Allen.

En savoir plus avec LiDAR

M. Chrismon a rencontré M. Allen sur le site de l'enquête pour évaluer le projet, planifier la mission et démontrer les capacités de l'utilisation du drone LiDAR.

"Jeff est un vieux copain de mes débuts dans le domaine de l'arpentage", a déclaré Chrismon. "Il s'intéresse à la manière dont les drones peuvent s'appliquer à l'arpentage et je suis en mesure d'aider Jeff à comprendre la technologie LiDAR et la manière dont elle peut bénéficier à Allen Geomatics à l'avenir".

Le site, qui sera aménagé en un complexe d'appartements de huit bâtiments, présentait des caractéristiques uniques, notamment une colline à la végétation dense, un ravin courant au milieu de la propriété et un ruisseau bordant le site.

Lorsque Chrismon est arrivé, l'équipe d'Allen était déjà à pied d'œuvre.

Gathering check shots using traditional survey methods.

"Il y a une bonne colline sur le site. Il va y avoir beaucoup de travaux de terrassement à faire, donc un relevé topographique est important", a déclaré Allen. Il estime que cela pourrait prendre cinq jours sur le terrain.

Les méthodes d'arpentage traditionnelles, quant à elles, ne permettent de relever qu'un seul point tous les 25 à 50 pieds, en fonction de l'environnement. Selon M. Chrismon, le drone LiDAR créera 150 à 300 points par mètre carré, soit beaucoup plus de données que ce qui est généralement disponible par les moyens conventionnels.

"Nous allons voir des ondulations dans le terrain que vous ne pourrez pas saisir avec une étude conventionnelle", a déclaré Chrismon. "Si l'on regarde les distances entre les clichés pris par la station totale, il reste beaucoup de petites ondulations et d'informations à localiser."

"C'est ce que nous captons avec le LiDAR".

Prendre l'air

Le lendemain, tandis que l'équipe de trois hommes d'Allen travaillait un quatrième jour sur le terrain, Chrismon a déballé le mdLiDAR1000LR de son SUV et s'est préparé à voler.

"L'avantage évident d'utiliser un drone sur ce projet est la zone de végétation. La majeure partie du site ou une bonne partie du site est couverte de bois", a-t-il déclaré. "Je suis capable de le survoler en quelques minutes".

Une fois le vol terminé, Chrismon a effectué une vérification initiale des données avec le module de contrôle de qualité mdInfinity pour examiner la trajectoire et obtenir un aperçu de la couverture LiDAR. Bien que les données à ce stade ne soient pas encore utilisables, elles permettent au géomètre de valider les données recueillies sur le terrain, évitant ainsi d'éventuels retours.

Robert Chrismon, PLS, performs an initial field data check with the mdInfinity quality control module to look at trajectory and get a LiDAR coverage preview.

Satisfait des résultats initiaux, Chrismon était prêt à retourner au bureau pour le gros du travail de traitement des données, mais pas avant d'être retourné dans les bois avec Allen pour avoir une vue d'ensemble de leurs méthodes d'arpentage.

"Il ne s'agit absolument pas de savoir quelle méthode est la meilleure. Il s'agit des outils que les géomètres utilisent sur le terrain. Certains ont des applications qui fonctionnent bien dans une situation donnée, tandis que dans d'autres situations, vous avez des équipements qui peuvent bien fonctionner à cet endroit", a-t-il déclaré. "Je suis curieux de voir à quoi ressemble la comparaison".

Allen a montré les défis présentés par la colline boisée de 40 pieds sur la propriété qui descendait vers le ruisseau, avec quelques ondulations le long de la descente. Des drapeaux rouges indiquaient les endroits où l'équipe d'Allen Geomatics avait pris des photos.

"Nous aurons tous deux des surfaces facilement utilisables pour celui qui fera le travail de conception pour le nivellement", a dit Chrismon à Allen. "Mais si cela s'avère nécessaire, (le LiDAR par drone) dispose des données affinées du nuage de points que nous pouvons toujours introduire."

Plus de détails, moins de temps

Le lendemain, Chrismon s'est rendu au bureau d'Allen Geomatics pour montrer les résultats du relevé LiDAR par drone et évaluer les différences entre les deux méthodes.

M. Allen a estimé que son équipe de terrain avait déjà consacré environ 40 heures au total à l'étude des deux tiers du site de 15 acres. Les données d'une partie du site déjà arpenté par l'équipe d'Allen comprenaient des points que le programme reliait par des courbes de niveau jaunes ou vertes, ce qui indique qu'il faudra peut-être encore travailler pour confirmer.

Jeff Allen, owner Allen Geomatics, and Robert Chrismon, PLS, compare traditional and drone surveying data.

Les lignes orange et roses ont identifié les bords des routes le long de la propriété, ce qui est important pour aider à établir les changements de pente sur la route. Allen a montré une zone dans laquelle il a dû ajouter manuellement une ligne pour relier deux points que l'analyse de l'arpentage n'avait pas relevés.

Entre-temps, M. Chrismon a estimé qu'il avait consacré environ huit heures de travail à la préparation du vol, à l'arpentage de la propriété et à l'analyse des données qui ont permis d'obtenir des rendus plus complets.

"En général, je dois commencer à retirer des informations de l'image LiDAR du drone, alors que vous ajoutez des informations pour aider à la compléter", explique M. Chrismon à M. Allen.

L'un des éléments de données montre la trajectoire et la hauteur du vol du drone, ce qui peut montrer comment le drone est resté à une hauteur constante en suivant les ondulations du terrain. Cela permet de produire des données précises.

Les données du nuage de points ont produit des rendus des poteaux électriques et d'autres équipements de service public sur le site, ainsi que du ruisseau en bordure de la propriété. L'étude LiDAR par drone semblait présenter quelques lacunes dans la végétation, en particulier le long du ruisseau, où les arbres, les arbustes et les plantes peuvent être plus épais en raison d'un meilleur accès au soleil.

"Mais comme il s'agit d'une zone où le terrain ne change pas beaucoup en termes de relief, ce n'est pas un gros problème que nous ayons manqué cette végétation", a déclaré Chrismon.

"Ce que nous devons faire par le biais du traitement, c'est de tout réduire, de nous débarrasser de la végétation et de ne conserver que les informations sur le terrain, et alors la berge du ruisseau deviendra beaucoup plus apparente", a-t-il ajouté.

Le relevé LiDAR par drone a également permis de définir clairement le sommet de la route dans la zone où Allen a dû tracer une courbe de niveau. Une série supplémentaire d'analyses et de nettoyage des données a montré que les lignes de contour des deux levés s'alignaient bien dans de nombreuses zones, bien que le levé LiDAR ait semblé produire des contours plus détaillés plus près de la berge du ruisseau.

The traditional survey area is highlighted in green, set on top of the total drone survey area.

Au final, un vol de drone d'environ 23 minutes a permis de mesurer environ 48 acres au total, tandis que l'équipe d'Allen a mesuré les 15 acres en cinq jours. Il se peut qu'il y ait plus de travail en arrière-plan avec les données LiDAR en raison de la possibilité de produire des informations plus détaillées pour les clients, bien que le gain de temps sur le terrain avec la collecte de données soit encore considérable.

"Il y aura des endroits où les données LiDAR recueillies par les drones seront un peu plus brillantes que les méthodes conventionnelles", a déclaré M. Chrismon. "Mais il y a certainement des endroits dans les bois que je ne toucherais pas avec le scanner LiDAR que vous, les gars au sol, avez ramassé sans problème.

"Je pense qu'il va s'avérer que c'est juste un outil de plus dans la boîte à outils - mais c'est un sacré outil", a-t-il ajouté.

M. Allen ajoute : "Il est facile de repérer les caractéristiques que nous avons relevées dans le nuage de points. ... Cela m'a vraiment aidé à réaliser à quel point ma petite entreprise est proche de l'utilisation du LiDAR pour nous aider avec nos topos." 

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