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Comment créer des cartes photogrammétriques 3D précises à l'aide de GCP et d'un drone non RTK ?
Ce tutoriel s'adresse aux professionnels et amateurs qui ont besoin de cartes de terrain ou de sites 3D précises, mais qui ne possèdent pas de drone coûteux équipé d'un module RTK. Ce guide vous montrera comment réaliser des cartes au centimètre près à l'aide d'un drone standard (non RTK), de points de contrôle au sol (GCP) et d'un logiciel de photogrammétrie.
Contrairement aux drones RTK, qui intègrent des données géoréférencées avec une précision centimétrique directement dans chaque photo, les drones non RTK s'appuient sur un GPS standard, ce qui peut introduire des erreurs de positionnement de plusieurs mètres. Pour surmonter cette limitation, nous utilisons des marqueurs physiques (GCP) dont les coordonnées exactes sont mesurées à l'aide d'un RTK Calibrated Surveyor KitCes données servent de points de référence dans le processus de photogrammétrie. Grâce à une planification et un traitement minutieux, vous pouvez obtenir une précision digne d'un levé topographique, même avec un drone standard.
Assurez-vous d'avoir accès et les informations d'identification pour un NTRIP service. Vous avez besoin d'aide pour trouver un service correctionnel ? Consultez notre Liste de NTRIP services de correction dans votre pays.
Matériel requis:
- RTK Calibrated Surveyor Kit
- Points de contrôle au sol (GCP) pour drones
- un drone avec caméra et carte SD insérée
- a smartphone
- un ordinateur
Logiciel requis:
- Cartes SW
- Lien de drone
- WebODM (c'est un outil de photogrammétrie open source avec des fonctionnalités payantes en option comme le service cloud, le support technique, etc. Si vous êtes un utilisateur technique et que vous n'avez pas peur d'une configuration pratique, vous pouvez l'installer gratuitement depuis GitHub. Dans notre tutoriel, nous utilisons la version cloud payante de WebODM)
Comment construire des cartes 3D précises avec des points de contrôle par drone et au sol ?
Placez les GCP et mesurez leurs coordonnées précises à l'aide du kit RTK
- Placez des points de contrôle au sol (GCP) sur votre zone cartographique. Pour garantir la précision de votre modèle 3D final, suivez ces règles :
- Placez des GCP près de chaque coin de l'arpentage et au moins un au centre.
- Gardez les GCP espacés de 50 à 100 mètres ; ajoutez-en davantage le long des bords longs si nécessaire.
- Assurez-vous que les GCP sont clairement visibles depuis les airs et ne sont pas obstrués par des arbres ou d’autres objets.
- Si le terrain est accidenté, placez des GCP aux points d’altitude élevés et bas.
Connectez le kit RTK à votre smartphone via USB ou Bluetooth. Dans ce tutoriel, nous utiliserons une connexion USB.
Ouvrez SW Maps, connectez-vous à votre kit RTK, puis connectez-vous au NTRIP service en suivant les étapes décrites dans le Comment l'utiliser ? RTK Calibrated Surveyor Kit avec SW Maps section du Guide de l'utilisateur.
- Assurez-vous de régler la hauteur de l'instrument en fonction de celle de votre perche. Ceci est essentiel pour mesurer avec précision les positions au niveau du sol.
Avant de prendre des mesures sur le terrain, assurez-vous que le kit RTK est connecté à votre smartphone et recevoir des corrections. Dans SW Maps, ouvrez le menu principal et appuyez sur GNSS Statut. Vérifiez le type de correction : pour une meilleure précision, il doit afficher RTK Fix.
- Placez le kit RTK sur le premier GCP, en vous assurant que la bulle du pôle est centrée dans le cercle. Cela confirme que le pôle est parfaitement vertical pour un positionnement précis.
- Avant de prendre des mesures sur le terrain, assurez-vous que le kit RTK est connecté à votre smartphone et recevoir des corrections. Dans SW Maps, ouvrez le menu principal et appuyez sur État GNSS. Vérifiez le type de correction : pour une meilleure précision, il doit afficher RTK Fix.
- Appuyez sur le menu latéral, appuyez sur Fonctionnalité->Créer un calque.
- Saisissez le nom du calque, sélectionnez « Point » comme type de géométrie et choisissez un symbole géométrique. Vous pouvez également définir la couleur du calque à cette étape.
- Sélectionnez Satellite comme carte d'arrière-plan. Activer Tracks, et sous Filtre, choisissez Couches d'entités.
- Presse Ajouter un calque et touchez Fonctionnalité enregistrée par GNSS.
- Définir le nom du calque, choisissez POINT comme type de géométrie et sélectionnez un symbole de géométrie. Pressez Ajouter.
- Le nouveau calque apparaîtra. Appuyez sur Fermer.
- Presse Rec icône et appuyez sur Fonction d'enregistrement.
- Dans le Remarques champ, saisissez le nom du point au sol — par exemple, GCP 1. Nous vous recommandons de cocher la case Moyenne Cochez la case pour permettre au kit de calculer une position moyenne (veillez à maintenir la perche statique pendant ce processus). Le type de fixation doit rester « RTK Fix » pour une bonne précision des mesures. Appuyez ensuite sur « « »+pour enregistrer la position. Vous verrez un message indiquant « Point enregistré !" .
- Passez au point de contrôle au sol n°2 et prenez la mesure comme expliqué à l'étape 15. Répétez ce processus pour tous vos points de contrôle au sol (dans notre tutoriel, nous avons utilisé 6 GCP).
Une fois terminé, vous verrez une carte affichant toutes les fonctionnalités enregistrées.
- Pour exporter votre projet, appuyez sur le menu principal de SW Maps, appuyez sur Projet d'exportation.
- Choisir Tableur format d'exportation. Sélectionner XLS in Paramètres de la feuille de calcul et appuyez sur Exportations.
Capturer des images de drones
- Lancez l'application DroneLink sur votre smartphone.
- Allumez votre drone et votre télécommande. Connectez votre smartphone au contrôleur.
- Attendez que DroneLink détecte le drone et confirme le verrouillage GPS
- Appuyez sur « + » pour créer une nouvelle mission de vol. Choisissez Cartographie modèle.
- Pour définir les points limites, décollez votre drone et placez-le au-dessus du premier point de contrôle de la surface. Notez que le premier point indique l'altitude de vol si vous utilisez la version payante de Dronelink.
- Exploiter Enregistrement pour enregistrer les coordonnées de 1 GCP.
- Dirigez votre drone vers le point de contrôle de la circulation (GCP) suivant et enregistrez les coordonnées. Répétez cette opération pour tous les GCP présents et appuyez sur Suivant.
- Sélectionnez Photos comme fichier de type multimédia dans le menu Capture et appuyez sur Suivant.
- Ne personnalisez pas les paramètres avancés si vous n'êtes pas un utilisateur avancé et appuyez sur Suivant.
- Ne personnalisez pas les paramètres avancés si vous n'êtes pas un utilisateur avancé et appuyez sur Suivant.
- Mettez le vitesse du vol et appuyez sur Suivant.
- Ensemble chevauchement avant et appuyez sur Suivant.
- Ensemble chevauchement latéral et appuyez sur Suivant.
- Choisissez Grille comme motif et appuyez sur Suivant.
- Dans le Direction de la cartographie Paramètres : vous pouvez choisir votre direction préférée, mais dans notre cas, nous avons utilisé l'option par défaut. Cliquez sur Suivant.
- Ensemble Pas de cardan de la caméra du drone en degrés et appuyez sur Suivant.
- Remplissez le nom du plan de mission et appuyez sur Suivant.
- Le résumé de la mission sera affiché. Appuyez sur Continuer.
- La mission sera calculée. Appuyez sur JOUER pour le lancer.
- Le drone naviguera jusqu'au point de départ, puis lancera la mission. Le drone volera automatiquement ; aucune commande manuelle n'est nécessaire pendant le vol. Vous pouvez suivre la progression de la mission via le tableau de bord de vol de l'application.
- Une fois la mission terminée, vous verrez une notification dans l'application.
- Vous avez maintenant rassemblé toutes les mesures de terrain nécessaires pour créer un modèle 3D.
Traiter les images et construire un modèle 3D du terrain
- De retour à votre ordinateur, transférez le fichier exporté depuis SW Maps à l'étape 5 vers votre ordinateur. Nous utiliserons ce fichier, contenant les coordonnées GCP, ultérieurement lors de l'alignement des photos dans WebODM afin d'améliorer la précision du modèle 3D.
- Si vous utilisez Android, connectez votre téléphone au PC via USB, sélectionnez Transfert de fichiers mode et copiez le fichier exporté à partir du Cartes SW dossier.
- Vous pouvez également envoyer le fichier par e-mail ou le télécharger sur un service cloud (par exemple, Google Drive, Dropbox) et le télécharger sur votre PC.
- Téléchargez toutes les photos prises par le drone. Pour ce faire, connectez le drone directement à votre ordinateur ou retirez la carte SD du drone et insérez-la dans votre PC.
- Parmi toutes les photos prises, recherchez celles qui ont GCP visible et enregistrez-les dans le dossier séparé.
- Ouvrez WebODM. Cliquez Ajouter un projet, donnez-lui un nom, ajoutez une description si nécessaire et appuyez sur Créer.
- Allez à Interface GCP, cliquez Charger le fichier de point de contrôle existant.
- Choisissez le fichier que vous avez exporté depuis SW Maps et appuyez sur Open.
- Un aperçu du fichier de points de contrôle au sol (GCP) apparaîtra, indiquant les coordonnées précises de chaque point. Cliquez sur Charge pour importer les GCP.
- Presse Fournisseur de cartes et cliquez sur Satellite vers la vue Satellite pour visualiser les GCP sur la carte.
- Presse Choisissez des images.
- Accédez au dossier contenant les images GCP que vous avez préparées à l'étape 38, sélectionnez-les toutes pour les importer dans WebODM et appuyez sur Open.
- Les images avec GCP vont se charger. Nous allons maintenant associer chaque coordonnée GCP à une image de drone montrant la cible correspondante. Cliquez sur la première image.
- Appuyez sur Supprimer les coordonnées prédéfinies dans la fenêtre Points de contrôle au sol et la fenêtre d'affichage Carte.
- Cliquez sur le lien "+Cliquez sur le bouton « Contrôler », puis cliquez au centre du point de contrôle dans l'image. Associez-le ensuite au point correspondant dans la vue Satellite en cliquant au même endroit. Vous pouvez identifier chaque point de contrôle en vérifiant le numéro indiqué sur la photo ; il doit correspondre au nom visible dans la fenêtre Satellite.
- Presse Retour Répétez les étapes 46 à 48 pour chaque image GCP restante afin de lier chaque photo à ses coordonnées correspondantes. Un GCP peut être lié à plusieurs images contenant le même point. Ces étapes sont importantes, car le fichier généré associe chaque GCP à des valeurs de pixels spécifiques (X, Y, Z) de l'image, ce qui permet d'améliorer la précision du géoréférencement.
- Lorsque toutes les images GCP sont liées aux coordonnées précises du GCP, appuyez sur Exporter le fichier et appuyez sur EnregistrerCe fichier d'exportation Ground Control permet d'aligner la carte avec précision pour un post-traitement ultérieur dans WebODM.
- Renommez le fichier en GCP_file.txt et déplacez-le dans le même dossier où toutes vos images de drone sont stockées.
- Importons maintenant toutes les photos du terrain. Accédez à la Tableau de bord et cliquez sur Sélectionnez des images et des fichiers GPS.
- Choisissez toutes les images de drones ainsi que le fichier GCP_file.txt, puis cliquez sur OpenAttendez quelques secondes que les données soient tracées sur la carte.
- Activer la vue satellite ou la vue Google Maps dans Cartes de base.
- Choisir Option de traitement selon vos besoins. Nous utiliserons Haute résolution. Il optimise les paramètres pour générer des orthophotos et des modèles 3D de la plus haute qualité. Utilisez-le pour obtenir un niveau de détail visuel optimal, mais sachez que cela nécessite plus de temps de traitement et de mémoire. Appuyez sur Valider.
- Presse Démarrer le traitementLe traitement peut prendre plusieurs minutes.
- En appuyant Affichage des traces Vous pouvez suivre la progression. Dans notre cas, le traitement a pris 22 minutes.
- Une fois terminé, l'aperçu de la carte photogrammétrique apparaîtra. Appuyez sur Montrer carte pour visualiser votre modèle 2D.
- Vous pouvez désormais voir votre modèle photogrammétrique de terrain en 2D superposé sur Google Maps.
- Cliquez sur le bouton 3D dans le coin inférieur droit pour passer à la vue 3D.
- Votre modèle 3D sera désormais affiché pour une exploration interactive.
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