2023-11-27
LIBÉRER LE POTENTIEL DES VOIES NAVIGABLES : TIRER PARTI DE LA TECHNOLOGIE POUR AMÉLIORER LA GESTION
La numérisation des voies navigables intérieures offre de nombreux avantages en tirant parti de la technologie et des données pour optimiser la gestion, la sécurité et la durabilité d'une infrastructure de navigation cruciale. Des données précises sur l'état des voies navigables améliorent la surveillance des structures d'infrastructure, telles que les écluses, les barrages et les ponts. En identifiant rapidement les problèmes potentiels, la numérisation permet une maintenance en temps voulu, garantissant la fiabilité et la sécurité des voies navigables pour le transport des marchandises, des passagers et des ressources essentielles.
Cet article décrit l'application réelle du système LiDAR+RGB AlphaAir 10 monté sur un drone DJI pour un projet de numérisation 3D axé sur les voies navigables du fleuve Yangtze.
NUMÉRISATION DES VOIES NAVIGABLES DU FLEUVE YANGTZE : UNE NOUVELLE FRONTIÈRE POUR LA TOPOGRAPHIE
Ce projet s'attaque à la tâche ardue de cartographier numériquement les voies navigables complexes du fleuve Yangtze. Plus long fleuve d'Eurasie et troisième du monde, le Yangtze traverse les principales provinces chinoises, notamment le Sichuan, le Yunnan, le Hubei et Shanghai. L'importance du fleuve est incommensurable, car il est une source vitale d'eau, d'irrigation et de transport pour des millions de personnes. Ces dernières années, la demande en matière d'arpentage des voies navigables a explosé en raison des ambitieux projets de développement le long du Yangtze et de ses affluents.
Figure 1. Le pont Hanjiang, fleuve Yangtze, Chine.
Les techniques traditionnelles d'arpentage ont du mal à répondre à la demande croissante de données opportunes et précises. Le succès des initiatives de numérisation dépend de l'allocation adéquate des ressources pour la collecte et le traitement des données. Pour relever ce défi, le bureau local des relevés hydrographiques, en collaboration avec les experts techniques de la CHCNAV, a déployé le système LiDAR innovant AlphaAir 10 (AA10) pour des opérations de relevés aériens autour de la section du pont Hanjiang. Cette méthodologie d'avant-garde a impliqué une collecte et un traitement méticuleux des données du terrain, des bâtiments, des ponts et des câbles fluviaux - un effort qui stimule la transformation numérique du fleuve Yangtze.
LA PRÉCISION AU SERVICE DE LA SIMPLICITÉ : LA CARTOGRAPHIE EN 3D AVEC LA TECHNOLOGIE UAV + LIDAR
Notre projet de cartographie 3D de haute précision s'appuie sur une technologie de pointe : le drone DJI M300 associé au système LiDAR AlphaAir 10 (AA10). Le système AA10 intègre parfaitement un LiDAR de haute précision, un positionnement GNSS précis, une orientation IMU et une caméra orthophoto plein format de qualité industrielle. Cette combinaison dynamique fournit non seulement des nuages de points laser très précis, mais aussi des images numériques de haute résolution, jetant ainsi les bases d'une précision de données inégalée.
Figure 2. L'AlphaAir 10 du CHCNAV installé sur le drone DJI 300 pour le projet de cartographie aérienne.
Le traitement des données s'articule autour des outils logiciels CoPre et CoProcess de CHCNAV. Le CoPre, un logiciel de prétraitement avancé et facile à utiliser pour la numérisation laser 3D, traite les données brutes, y compris les trajectoires POS, les données LiDAR et les images RVB. Le CoProcess, quant à lui, offre un large éventail de capacités de post-traitement. Ce logiciel est une solution complète, de la génération de DEM/DTM à l'extraction semi-automatique de caractéristiques, à la classification automatique des données et aux modules dédiés à l'inspection des lignes électriques et des routes. Son interface intuitive et son flux de travail rationalisé permettent non seulement d'accroître la précision des projets de cartographie 3D, mais aussi d'améliorer considérablement la productivité, marquant ainsi une étape décisive dans le domaine de la cartographie aérienne.
L'EXCELLENCE RATIONALISÉE : UN FONCTIONNEMENT SANS EFFORT ET UN TRAITEMENT RAPIDE DES DONNÉES
L'efficacité est au cœur de l'opération de relevé aérien, où l'installation, la collecte et le traitement d'une zone de données de 2 km² ont été réalisés en moins d'une journée. La chronologie est la suivante :
I. PRÉPARATION.
L'AlphaAir 10 a été installé sur le drone DJI M300 en quelques minutes, préparant le terrain pour une opération rapide et efficace.
II. COLLECTE DE DONNÉES SUR LE TERRAIN.
Les missions aériennes ont été menées remarquablement rapidement, en moins d'une heure pour deux vols. Des informations ont été recueillies sur les zones terrestres le long du fleuve Yangtze, du pont Hanjiang et des câbles fluviaux.
Figure 3. Levé aérien autour dupontHanjiang Yangtze River Bridge.
L'ensemble du processus de collecte de données a été réalisé en 50 minutes environ.
III.TRAITEMENT ET ANALYSE DES DONNÉES.
L'étape suivante a consisté en un traitement et une analyse détaillés des données. Cette phase se décompose comme suit :
1) TRAITEMENT DU NUAGE DE POINTS EN COULEUR.
Il n'a fallu que 19 minutes pour traiter les données du nuage de points en couleur pour deux zones d'étude d'une superficie totale de 1,8 km² à l'aide du logiciel CoPre.
Figure 4,5. Rendu des nuages de points de la zone du pont Hanjiang et de la rivière Yangtze.
Cette étape comprenait un balayage complet des cadres en acier, des piliers, des pylônes électriques et des câbles fluviaux, générant des nuages de points et facilitant la création de profils avec des mesures directes de la hauteur du pont.
Figure 6. Nuage de points du pont Hanjiang et de ses câbles transversaux.
Figure 7. Profils du nuage de points du pont de Hanjiang.
2) TRIANGULATION AÉRIENNE ET GÉNÉRATION D'UN MODÈLE 3D.
Il a fallu 12 minutes pour réaliser la triangulation aérienne et 240 minutes supplémentaires pour générer le modèle orthophotographique numérique (DOM) et le modèle 3D du monde réel à l'aide du logiciel CoProcess.
Figure 8,9. Parties du modèle orthophotographique numérique(DOM) et du modèle 3D réel obtenus par leLiDAR AlphaAir 10 , dans la région du fleuve Yangtze.
3) AFFINAGE DES DONNÉES ET GÉNÉRATION DE DÉM
Le logiciel CoProcess utilisé pour débruiter et filtrer les nuages de points a démontré son efficacité. Il n'a fallu que 30 minutes pour générer un modèle numérique d'élévation (MNE) très précis et des courbes de niveau pour chaque zone de 1 km² avec une résolution inférieure à 1 mètre. Ce MNE précis est essentiel pour l'entretien des ponts, l'évaluation de l'impact sur l'environnement, l'évaluation des risques d'inondation et la conception des infrastructures.
Figure 10,11. Une partie du modèle numérique d'élévation (MNE), la zone du fleuve Yangtze.
Grâce à ses capacités multicibles avancées, l'AlphaAir 10 a excellé dans la pénétration de la végétation dense avec jusqu'à 8 échos de cible. Cette capacité a permis une acquisition efficace de la surface du sol, ce qui s'est traduit par des modèles numériques d'élévation (MNE) et des modèles numériques de surface (MNS) précis, même dans des environnements difficiles.
Figure 12. Effet de pénétration de la végétation dans la région du fleuve Yangtze.
L'épaisseur moyenne du nuage de points du AA10, mesurée à 5 cm, associée à une erreur d'élévation de 3,5 cm, met en évidence la précision exceptionnelle du système et confirme sa position de facilitateur technologique dans les applications de levés aériens.
Figure 13. Mesure de l'épaisseur d'un nuage de points dans la région du fleuve Yangtze.
TRANSFORMER L'ARPENTAGE DES VOIES NAVIGABLES : LA PUISSANCE DE LA TECHNOLOGIE LIDAR UAV
L'impact de l'AlphaAir 10 sur l'arpentage des voies navigables le long du fleuve Yangtze a tout simplement été transformateur. Ce système LiDAR aéroporté avancé a non seulement fourni des données très précises, mais a également capturé des points de données 3D complexes qui défient les méthodes traditionnelles. Cette avancée technologique a permis aux professionnels de la topographie d'atteindre un niveau de précision qui améliore considérablement la prise de décision et la planification des projets.
L'ÉLÉVATION DE LA TOPOGRAPHIE : L'INNOVATION LIDAR S'ENVOLE LE LONG DU FLEUVE YANGTZE
L'introduction de la technologie d'arpentage par drone LiDAR a fondamentalement changé le paysage de l'arpentage des voies navigables le long du fleuve Yangtze. Les gains d'efficacité par rapport aux méthodes traditionnelles d'arpentage par station totale sont considérables. Équipés du système AA10 LiDAR + RGB, les drones ont collecté des données rapidement, réduisant ainsi la nécessité d'un accès prolongé au site. Cela minimise les perturbations du trafic et des zones environnantes et élimine le risque d'erreur humaine dans la collecte des données, favorisant un environnement de sécurité accrue pour les professionnels de l'arpentage.
En fait, la combinaison des technologies LiDAR et UAV de l'AlphaAir 10 a permis d'entrer dans une nouvelle ère de précision et d'efficacité dans l'arpentage des voies navigables. Sa capacité à collecter des données rapidement, associée à une précision inégalée, en fait un outil indispensable pour les professionnels de l'arpentage le long du fleuve Yangtze, établissant une nouvelle norme en matière de sécurité et d'efficacité sur le terrain.
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À propos de CHC Navigation
CHC Navigation (CHCNAV) crée des solutions innovantes de cartographie, de navigation et de positionnement pour rendre le travail des clients plus efficace. Les produits et solutions de CHCNAV couvrent de nombreux secteurs tels que le géospatial, la construction, l'agriculture et la marine. Avec une présence dans le monde entier, des distributeurs dans plus de 120 pays et plus de 1 700 employés, CHC Navigation est aujourd'hui reconnue comme l'une des entreprises à la croissance la plus rapide dans le domaine des technologies géomatiques.
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