La photogrammétrie par drone de la photo à la mesure

Le drone suit un plan de vol en lignes parallèles, à hauteur constante (ici 120 m). Les photographies se recouvrent largement, le long d'une ligne comme d'une ligne à l'autre : chaque point du sol apparaît sur de nombreuses images. La position de chaque prise de vues est enregistrée ; des points de contrôle mesurés au sol permettent de caler précisément le modèle. Pour la zone illustrée ici, plus de 700 photos prises à 120 m avec un capteur 1 pouce de 20 mégapixels : environ 3,3 cm par pixel au sol.

Le logiciel repère dans les photos des milliers de points caractéristiques communs à plusieurs images : les points de liaison. Leur mise en correspondance retrouve la position et l'orientation exactes de chaque prise de vues. C'est l'aérotriangulation, qui produit un premier nuage, clairsemé.

Les images une fois orientées, la corrélation est menée pixel par pixel : des millions de points sont calculés, chacun avec sa position (X, Y, Z) et sa couleur. Près de 27 millions pour la zone illustrée ici. Le nuage dense est la donnée de base de toutes les mesures.

Chaque point reçoit une catégorie : sol, végétation haute ou basse, engins et installations, stocks, eau, pistes… La classification sépare le terrain de ce qui est posé dessus, et permet de calculer un modèle du sol nu (MNT) en plus du modèle de surface (MNS).

Les points sont reliés en un réseau de triangles : le maillage. Le nuage devient une surface continue, sur laquelle se calculent pentes, profils et volumes.

Les photographies sont projetées sur le maillage : le modèle restitue l'aspect réel du site, que l'on peut parcourir sous tous les angles. C'est la base des modélisations 3D de terrains, de bâtiments ou de patrimoine.

Le modèle numérique de surface donne l'altitude en chaque point. Ombré et coloré selon la hauteur, il fait ressortir le relief : fronts de taille, gradins, merlons, stocks. Les engins et installations en sont retirés pour ne garder que le terrain.

La pente est calculée en chaque point du terrain réel, puis classée (0–5°, 5–15°, 15–30°, 30–45°, plus de 45°). Elle localise talus et fronts de taille, pour la sécurité comme pour le réaménagement.

Les photographies sont redressées pour corriger la perspective et les déformations dues au relief, puis assemblées et égalisées en une seule image. Contrairement à une simple photo aérienne, l'orthophotographie a la même échelle partout : elle se superpose à un plan ou à un SIG et se mesure directement.

Distances, surfaces et volumes se calculent sur le modèle : longueur d'une piste, surface d'un fond de fouille, cubature de chaque stock. Avec un suivi régulier, la comparaison de deux levés donne l'évolution : déblais, remblais, reste à creuser, quantité de matériaux stockés.

Le modèle produit les courbes de niveau, ici tous les mètres avec des courbes maîtresses tous les 5 m : la lecture classique du relief sur un plan.

Courbes, crêtes et pieds de talus, pistes, emprise du site, stocks et volumes sont réunis sur un plan, avec cartouche, légende, échelle et nord : plan topographique, plan d'aménagement ou de réaménagement, cartographie environnementale.