Mesures géodésiques, topographiques, photo- et lasergrammétriques dans le cadre de l'étude de glacier

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1 , topographiques, photo- et lasergrammétriques dans le cadre de l'étude de glacier M. KOEHL Maître de conférences Spécialité Topographie MAP-PAGE (UMR 694) INSA de Strasbourg

2 Sommaire Le contexte / / Spécialité pour le positionnement et la quantification de déplacements lasergrammétriques Ph pour la constitution d un MNT & Perspectives

3 Introduction

4 Introduction Le projet MEGATOR (Mesure de l'evolution des Glaciers Alpins par Télédétection Optique et Radar) , - collaboration de 4 laboratoires de recherche spécialisés : - traitement des images optiques et SAR, - les techniques de fusion, - la représentation cartographique. Objectif du projet MEGATOR = Définir, puis Mettre en place une méthode générale permettant d'extraire les données utilisables dans le cadre de la surveillance des glaciers à partir d'une énorme quantité d'images et de données disponibles pour en construire des modèles d'évolution et pour mesurer les risques encourus par les régions avoisinantes.

5 Introduction Différentes Géodésiques pour le positionnement et la quantification de déplacements Lasergrammétriques Ph pour la constitution d un MNT

6 Positionnement, Quantification de déplacements Campagnes MEGATOR (Glacier d Argentière)

7 Positionnement, Quantification de déplacements - Positionnement des différentes expérimentations - de déplacements - Utilisation de GPS (LEICA system 1200) - 2 campagnes : Octobre 2006 / Février Octobre 2006 : - 2 pivots + 2 mobiles - Enregistrement des mesures + post-traitement - Février 2007 : - 1 pivot + 1 mobile - liaison radio / mesures temps réel

8 Positionnement, Quantification de déplacements - Positionnement des différentes expérimentations - de déplacements - Profil transversal - Profil longitudinal - répétées 2-3 jours - emq mesures : +/- 1.5 cm - Exploitation des résultats + comparaison avec campagnes annuelles sur plus de 10 ans (mesures tachéométriques)

9 Positionnement, Quantification de déplacements Localisation des expérimentations Glacier d Argentière

10 Positionnement, Quantification de déplacements Vecteurs déplacements observés

11 Positionnement, Quantification de déplacements Vecteurs déplacement/an observés : mesures tachéo.

12 Positionnement, Quantification de déplacements Récapitulatif d un ensemble de mesures (profil 7.2)

13 Positionnement, Quantification de déplacements

14 Positionnement, Quantification de déplacements

15 Positionnement, Quantification de déplacements

16 Lasergrammétriques Relevé 3D et modélisation de déplacement En marge de la Campagne MEGATOR 10/2006 (Glacier d Argentière)

17 Lasergrammétriques Relevé 3D et modélisation de déplacement - Relevé 3D par TLS (Trimble GX) - Essais car - Réponse glace? - Distance limite? - Conditions de mesures - Modèle 3D : - Exploitation? - Signification?

18 Lasergrammétriques Relevé 3D et modélisation de déplacement

19 Lasergrammétriques Relevé 3D et modélisation de déplacement Caractéristiques techniques (Trimble GX) Longueur d onde 532 nm (classe II) Mesure Télémètre laser à temps de vol Champ de vision 360 autour de l axe vertical +38 to -22 autour de l axe horizontal Précision distance 7 mm à 100 m (max. 350m) Précision angulaire Résolution grille 60 µrad (plan horizontal) 70 µrad (plan vertical) 3 mm à 100 m sans restriction en nbre de points / scan Taille faisceau (avec auto-focus) Vitesse 3 mm à 50 m < 5000 / sec. Fournit (X,Y,Z) + Intensité + RVB

20 Lasergrammétriques Relevé 3D et modélisation de déplacement - 5 stations de scanner - 3 opérations des mesures (à partir de 3 stations) - Suivi de l acquisition en temps réel sur tablette PC - environ 1 h - 1 million de pts - pas de 20 cm à 100 m. - Traitements: Realworks Trimble survey

21 Lasergrammétriques Relevé 3D et modélisation de déplacement Premier scan : nuage de point + triangulation

22 Lasergrammétriques Relevé 3D et modélisation de déplacement La Ph M. KOEHL Gdr ISIS janv. 2009

23 Lasergrammétriques Relevé 3D et modélisation de déplacement Deuxième scan : 2 triangulations

24 Lasergrammétriques Relevé 3D et modélisation de déplacement La Ph M. KOEHL Gdr ISIS janv. 2009

25 Lasergrammétriques Relevé 3D et modélisation de déplacement Troisième scan : 3 triangulations

26 Lasergrammétriques Relevé 3D et modélisation de déplacement La Ph M. KOEHL Gdr ISIS janv. 2009

27 Ph Génération de MNT THR MNT THR «Mer de Glace» à partir de photographies de 1995 «Argentière» à partir de photographies de 1990

28 Ph Génération de MNT THR En 1995, l'acquisition des images sur la "Mer de Glace" a été réalisée avec les caractéristiques suivantes : -Taille originale d'un pixel - 36 cm au pied du glacier (altitude de 1000 m), - 18 cm à son sommet (altitude de 2800 m). - L'altitude de vol était de 4650 m. Série de photographies «Mer de Glace», 1995

29 Ph Génération de MNT THR Constitution du M.N.T. haute résolution : 1/ Orientation des images (aéro-triangulation) 2700 points d'aéro-triangulation. emq : 20 cm en planimétrie, 30 cm en altimétrie. 2/ Production du M.N.T. Logiciels KLT. Corrélation dans deux ou plus d'images. 3/ Rajout des lignes caractéristiques de rupture et de structure Restitution manuelle. 4/ Les M.N.T. : TIN, Grilles de pixel (images), pour lesquelles chaque valeur de niveaux de gris correspond à une valeur d'altitude.

30 Ph Génération de MNT THR M.N.T. Haute Résolution : «Mer de Glace»

31 Ph Génération de MNT THR

32 Ph Génération de MNT THR Processus de génération en détail : - Série de photographies, numérisées - Identification de points dans les images - bâches existantes? - points caractéristiques - Mesure de points sur site - Calage des images - Points homologues par corrélation - Complètement manuel - Choix du format d export / du pas d export (Exemple d Argentière)

33 Ph Génération de MNT THR Bandes de photos/images

34 Ph Génération de MNT THR

35 Ph Génération de MNT THR

36 Ph Génération de MNT THR Mono photo pour saisie des points de calage

37 Ph Génération de MNT THR Corrélation automatique sur plusieurs images

38 Ph Génération de MNT THR Rouge : good Vert : weak Autres : bad points

39 Ph Génération de MNT THR Nuage de points en vue oblique

40 Ph Génération de MNT THR Nuage de points en vue oblique Nuage de points en vue de dessus «Trous» à remplir manuellement

41 Ph Génération de MNT THR La Ph Grille : pas de 2m. Vue ortho M. KOEHL Gdr ISIS janv. 2009

42 Ph Génération de MNT THR La Ph Grille : pas de 2m. Vue ortho M. KOEHL Gdr ISIS janv. 2009

43 Ph Génération de MNT THR

44 Géodésiques pour le positionnement et la quantification de déplacements GPS outil essentiel pour le positionnement des mesures. Conditions difficiles. Traitements intéressants. Bonne précision. GPS facile d accès pour les mesures. Ph pour la constitution d un MNT Hypothèse inverse : pas de déplacement de certains objets Traitements longs. Points de calage difficiles à obtenir 10 / 20 ans après. Traitement semi-automatique 60%. Traitements manuels conséquents importants. Bons résultats du point de vue de la précision. Lasergrammétriques Premiers essais à l époque. Conditions limites d utilisation. Objet nouveau. Traitements aisés mais longs. Modélisation aisée. Rendu intéressant. Exploitation? Interprétation? Objet à la dynamique trop importante?