Le scanner laser dans une approche multidisciplinaire pour l enseingement et la recherche. Audrey Ueberschlag & Pierre-Yves Guilléron
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- Ariane Goudreau
- il y a 7 ans
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1 Le scanner laser dans une approche multidisciplinaire pour l enseingement et la recherche Audrey Ueberschlag & Pierre-Yves Guilléron
2 Géomatique News 23 avril 2103 Yverdon-les-Bains Audrey Ueberschlag Pierre-Yves Gilliéron EPFL Laboratoire TOPO Leica-Géomatique News
3 Agenda EPFL ENAC Recherche et enseignement Enseignement: modéliser ensemble notre environnement SE: Semaines ENAC UE: Unités d enseignement Recherche Institut IIE Modélisation par scanner laser en Antarctique Conclusion Leica-Géomatique News
4 architectural et construit 1. EPFL - ENAC Faculté de l environnement naturel, Leica-Géomatique News
5 1. EPFL - ENAC Acquisition et représentation de l information spatiale Bachelor disciplines «classiques» Eléments de géomatique, SIG, télédétection, topométrie, GPS Bachelor approche multidisciplinaire Semaines ENAC, unités d enseignement Master projets, stages et travaux de fin d étude Projets ENAC Stages d étudiant(e)s en entreprise Projets de master Leica-Géomatique News
6 1. EPFL - ENAC Scanner laser: outil pédagogique fascinant Sciences de base Ondes électromagnétiques Principe physique de télédétection Traitement du signal, filtrage Sciences de l ingénieur Construction, structure, surveillance d ouvrages Géologie, dangers naturels Architecture Relever architectural, archéologie Leica-Géomatique News
7 1. EPFL - ENAC Scanner laser: outil pédagogique fascinant L exemple du Polydôme du design à l analyse de strcuture Leica-Géomatique News
8 2. Enseignement Objectif ENAC: projeter ensemble Modéliser et comprendre l environnement naturel et construit SE-Semaine ENAC : «Relever de l environnement construit» Constat daté de la forme et de la structure effective du bâti Utilisation de techniques variées Des plus simples (mètre, niveau) aux plus actuelles (laser scanner) Observer, comprendre et représenter Leica-Géomatique News
9 Site des anciens arsenaux de Biasca (TI) 2. Enseignement Leica-Géomatique News
10 2. Enseignement ENAC, Etudiants de Bachelor 4 ème semestre Leica-Géomatique News
11 2. Enseignement ENAC, Etudiants de Bachelor 4 ème semestre Leica-Géomatique News
12 2. Enseignement Unité d enseignement ENAC : «Du relevé numérique à la mesure du changement» Cours hebdomadaire pendant un semestre, 4h/sem. Enseignants: architecte, ing. géomètre, ing. civil Objectifs : Sensibiliser les étudiants à la technique du scanner laser Présenter les champs d applications possibles Développer des capacités d analyse des données et d interprétation des phénomènes Travailler à plusieurs échelles Leica-Géomatique News
13 2. Enseignement Exercice «Pont» : détection de modifications architecturales d un ouvrage ou d un bâtiment Objectifs : Comprendre la structure dans son ensemble Lever et extraire la géométrie fidèle de l objet Documenter l ouvrage pour une époque donnée Situation en zone urbaine, Pont Bessières, Lausanne Leica-Géomatique News
14 2. Enseignement ENAC, Etudiants de Bachelor 6 ème semestre Leica-Géomatique News
15 2. Enseignement ENAC, Etudiants de Bachelor 6 ème semestre Leica-Géomatique News
16 2. Enseignement ENAC, Etudiants de Bachelor 6 ème semestre Relevé photogrammétrique Archéotech, 1999 Leica-Géomatique News
17 2. Enseignement Dessin de l élévation à partir : D orthophotos De coupes extraites du nuage de points Comparaison entre 1999 et : photogrammétrie réalisée par Archeotech 2013: lever scanner laser (1 pt/cm) Difficulté d interprétation Leica-Géomatique News
18 2. Enseignement Exercice «Poutre» : Suivi des déformations sous divers charges Objectifs : Etudier le matériau (bois) et son comportement Utiliser différentes méthodes de mesures de déformation Qualifier et comparer les différentes méthodes Situation: mesures à courtes distances en laboratoire Leica-Géomatique News
19 2. Enseignement 1 ère partie : Concept et préparation des mesures Définition des contraintes expérimentales Etude des méthodes de levés possibles Choix de la méthode adéquate ENAC, Etudiants de Bachelor 6 ème semestre Leica-Géomatique News
20 2. Enseignement 2 ème partie: Mise en œuvre, acquisition et traitement Mesures au scanner laser, théodolite et au niveau Comparaison des déformations obtenues Leica-Géomatique News
21 2. Enseignement Session de charge/décharge jusqu à rupture de la poutre Leica-Géomatique News
22 2. Enseignement Différence entre les états 0 (non chargé) et 1. Leica-Géomatique News
23 2. Enseignement Différence entre les états 0 et 1 (flèche env. 18 mm). Leica-Géomatique News
24 2. Enseignement Au bachelor, les étudiants sont amenés à: Travailler sur des thématiques multidisciplinaires Mieux cerner la finalité et les contraintes d un lever laser Utiliser des technologies modernes de la géomatique Pour l acquisition, le traitement et la représentation Au master, ils vont approfondir leurs connaissances : Dans un projet de semestre Relevé du barrage des Toules, en collaboration avec GéoSat Dans un design project Levé des limites naturelles pour la mensuration officielle, en collaboration avec le bureau BBHN Dans un projet de master Leica-Géomatique News
25 3. Recherche Institut d ingénierie de l environnement (IIE) 20 laboratoires et groupes de recherche Domaines de recherche et d expertise Atmosphère et climat Eau et sols Déchets et pollution Monitoring et modélisation Géomatique: laboratoires LASIG et TOPO Systèmes d acquisition de données à référence spatiale (Lidar, imagerie, systèmes aéroportés) Modélisation et analyse spatiale Leica-Géomatique News
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27 3. Recherche Saisie de MNS à différentes époques Etape 1 : Registration Utilisation de 6 cibles HDS fixes pour toute la durée de l expérimentation Géoréférencement dans un système de coordonnées locales Hypothèse d un mouvement général de la banquise sans influence sur le site d expérience Leica-Géomatique News
28 3. Recherche Etape 2 : Filtrage des données brutes Bruit de mesures engendré par les conditions météo Leica-Géomatique News
29 3. Recherche Etape 2 : Filtrage des données brutes Utilisation du logiciel TerraScan pour la détection du sol Vérification manuelle du filtrage Procédure identique pour les 2 états Leica-Géomatique News
30 3. Recherche Etape 3 : Comparaison des 2 états Méthode n 1 : Création de 2 MNT Comparaison des MNT Utilisation du logiciel 3DReshaper Leica-Géomatique News
31 Carte de différences (m) 3. Recherche Comparaison des MNT de l état 0 et de l état 1 Visualisation du MNT de l état 0 Leica-Géomatique News
32 Carte de différences (m) 3. Recherche Formation d un amas de l ordre de 50 à 80 cm Formation d un creux de l ordre de 50 à 90 cm Zone de mouvement faible (+/- 15 cm), utile à l interprétation de l influence du vent Comparaison des MNT de l état 0 et de l état 1 Visualisation du MNT de l état 0 Leica-Géomatique News
33 3. Recherche Etape 3 : Comparaison des 2 états Méthode n 2 : Utilisation d un plan de référence d altitude arbitraire H = 100 m Projection des nuages de points sur ce plan Obtention de 2 nuages de points composés des différences verticales entre le plan et les nuages Transformation des nuages de points en images Visualisation des mouvements de la neige Leica-Géomatique News
34 3. Recherche Jour 1 Evolution des différences verticales dans le temps 100 m 99,5 m 99 m Leica-Géomatique News
35 3. Recherche Jour 2 Evolution des différences verticales dans le temps 100 m 99,5 m 99 m Leica-Géomatique News
36 Conclusion Enseignement Le scanner laser est un outil attractif et qui demande une bonne dose de réflexion dans une approche multidisciplinaire Usage dans des thématiques variées de l enseignement de base aux divers projets Recherche appliquée en environnement Demande croissante en données à référence spatiale précises et fiables Nécessité de modéliser le plus fidèlement possible des phénomènes liés à l environnement Leica-Géomatique News
37 Remerciements Pour l enseignement : Luca Conti, architecte et assistant-doctorant, LCC, EPFL Stefano Zerbi, architecte, Ongaro & Co SA, Cresciano Jérôme Zufferey, informaticien et chargé de cours, SAR, EPFL Olivier Feihl, archéologue, Archeotech SA, Lausanne Olivier Burdet, chargé de cours, IBETON, EPFL Laurent Humbert, chargé de cours, IBOIS, EPFL Pour la mission en Antarctique : Ernesto Trujillo, collaborateur scientifique, CRYOS, EPFL Katherine Leonard, collaboratrice scientifique, CRYOS, EPFL Michael Lehning, Professeur, CRYOS, EPFL Ted Masksym, Woods Hole Oceanographic Institution, Woods Hole, MA, USA Leica-Géomatique News
38 et merci pour votre attention Audrey Ueberschlag Laboratoire TOPO Pierre-Yves Gilliéron Leica-Géomatique News
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