Projet de Photogrammétrie Autoroute A1 Yverdon-Payerne Tunnel «Pomy» Yverdon-Sud

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1 2011 Projet de Photogrammétrie Autoroute A1 Yverdon-Payerne Tunnel «Pomy» Yverdon-Sud Ghabi Ramzi, Matthieu Henriot et Majdouline Safia, À l intention de M. François Gervaix 16/06/2011

2 Autoroute A1 Yverdon - Payerne Introduction L autoroute A1 est le principal axe routier est-ouest de la Suisse. Cette infrastructure linéaire est de haute importance sur tous les domaines puisqu elle relie la frontière française à la frontière autrichienne, en passant par les villes suivantes : Genève, Nyon, Morges, Lausanne, Yverdon-les- Bains, Berne, Aarau, Zurich, Winterthour et Saint-Gall. Figure 1 Source : Constitué de plusieurs galeries souterraines, celle-ci doit faire l objet d exercices de contrôles annuels afin de maintenir la sécurité de ces infrastructures spéciaux But de projet Un tunnel «Pomy» existe vers l entrée de l autoroute A1 à Yverdon-sud dans la direction de Payerne. Cette galerie est de haute importance stratégique ainsi elle a fut sujet de plusieurs études de contrôles depuis le percement de ses deux tubes en Figure 2 Source: GoogleEarth HEIG-VD > EC+G > IGI 1 sur 6

3 Autoroute A1 Yverdon - Payerne Pour effectuer un tel travail, un vol photogrammétrique avec un plan de vol adéquat sont indispensables pour fournir le modèle numérique du terrain et des données vectorielles du tronçon afin de pouvoir le contrôler précisément. Pour cela, ce projet consiste à documenter la planification, le traitement et la valorisation de ce vol photogrammétrique. Acquisition Matériel R-Pod est capable d acquérir ces données aériennes grâce à ses équipements de qualité tel que : - L aile swinglet - Le pc pour le pilotage - Le GPS - La station inertielle Plan de vol Le plan de vol se déroulera de la manière suivante : Figure 3 Système R-Pod 1. Travaux préparatoires (timing, type de matériel, ) 2. Périmètre du vol (MBR) 3. Paramètre (GSD, Recouvrement longitudinal, Recouvrement latéral, Hauteur de vol, etc.) Il existe encore plus de paramètre à définir dans la planification de vol. Pour cela, l interface basée sur GeoAdmin ( permet de calculer les différents paramètres du plan de vol en saisissant tout simplement la surface à photographier. Le résultat du premier essai est la suivant : Figure 4 : Extrait du GeoAdmin HEIG-VD > EC+G > IGI 2 sur 6

4 Autoroute A1 Yverdon - Payerne Les figures 3 et 4 montrent le résultat de calcul du plan de vol. Le GSD (taille de l échantillonnage au sol) a été fixé à 4 cm. D autre part, l altitude a été fixée à 445 m au niveau de la mer (Altitude Yverdon). Egalement le recouvrement latéral a été fixé par défaut (50 %) ce qui est nécessaire pour assurer une couverture latérale continue bande après bande. Cependant, le recouvrement longitudinal a été bloqué sur 60 %, ceci est suffisant pour ce cas où 50 % des objets au sol seront visés 3 fois. La superficie du MBR est de 6.5 ha avec une hauteur du vol de 133 m au-dessus de sol..exécution du vol Parmi les éléments qui doivent être fixés judicieusement, en fonction des produits souhaités, pour la phase exécution : Horloge du vol : Vue la légèreté de l aile R-Pod (500g), Il faut éviter les temps où la vitesse du vent dépasse 5 m/s afin d assurer la stabilité du drone durant le vol. Aussi, un vol à midi permettra d éviter les problèmes de devers car le soleil est en haut avec un angle 30 à l horizontale. Il est important aussi d éviter les problèmes de nébulosité (l ombre des nuages éparpillés dans le ciel). Décollage / atterrissage : Figure 4 : Extrait du GeoAdmin Afin d assurer la sécurité du drone, il est nécessaire d effectuer le décollage et l atterrissage sur un terrain gazonneux. Celui-ci existe déjà juste au-dessus de début du tunnel. HEIG-VD > EC+G > IGI 3 sur 6

5 Géoréférencement Autoroute A1 Yverdon - Payerne GCP (Grounds Control Point) Ces points seront choisis d une manière judicieuses afin d effectuer un traitement précis des images numériques brutes. Le levé de ces points pourra se faire avant ou après l exécution du vol. Voici une proposition de l emplacement de ces derniers. Cinq GCP seront nécessaires pour caler les images. Les points ont été choisis en veillant à assurer une répartition régulière sur le MBR Figure 5 Répartition des GCP Aérotriangulation Il s agit de créer une relation entre système de coordonnées image et le système de coordonnées objet par le géoréférencement des images à l aide des : Rapport de calibration de la caméra Données GPS et IMU Les GCP levés Le traitement sera effectué une fois le vol exécuté. Il s agit d effectuer : 1. Montage du bloc : Former un bloc d image (mosaïque provisoire) qui sera prêt au traitement. 2. Orientation interne : Mise en correspondance de la géométrie des images avec celle de la caméra à l aide du rapport. 3. Orientation externe : Des transformations de type Helmert permettant la coïncidence entre le modèle images et le modèle terrain à l aide des GCP levées et mesurées manuellement 4. Compensation du bloc : éliminer les erreurs (les faux rayons) Contrôle Qualité Pour s assurer du bon déroulement de géoréférencement du bloc, il est possible de contrôler les points terrain calculés avec le modèle numérique du terrain. D autre part, après l extraction des orthophoto par la suite, il est possible aussi de contrôler leur superposition avec la carte nationale. HEIG-VD > EC+G > IGI 4 sur 6

6 Autoroute A1 Yverdon - Payerne Restitution C est l étape qui suit l aérotriangulation. Elle consiste à extraire soigneusement les produit divers tel que : 1. Le modèle numérique du terrain 2. Le modèle numérique de surface Ligne de raccord D autre part, lors de la création de l orthomosaïque, les lignes de raccord doivent être choisies judicieusement afin d éviter les déformations des objets lors de l intersection des images voisines Restitution Cette étape est très importante dans ce projet. Les données vectorielle géoréférencées permettant le contrôle de l entrée du tunnel, et d autre part serviront pour la création de la maquette 3D du secteur. Pour se faire, il faut disposer des images géoréférencées avec le modèle numérique du terrain. Interprétation L orthomosaïque : L orthomosaïque est un produit indispensable pour la création de la maquette 3D. Celle-ci sera effectuée avec un GSD de 4 cm afin d avoir un image précise. Niveau de détail LOD : Le niveau de détail sera un LOD2. Celui-ci consiste à avoir les bâtiments texturés avec des toitures réelles grâces aux données vectorielles, et aux images numériques terrestres qui seront facile à prendre vue la proximité du tunnel. Visualisation Couverture du sol : L interprétation du sol sera effectuée grâce aux produits réalisés. Le modèle numérique du terrain, le modèle numérique du terrain et l orthomosaïque permettront l analyse des objets et des espaces existants sur le terrain. En générale, d après les visualisations sur GoogleEarth, le sol sera couvert d un champ au-dessus du tunnel, 3 grand giratoire juste avant l entrée, et quelque bâtiment à coté. HEIG-VD > EC+G > IGI 5 sur 6

7 Maquette 3D : La maquette sera réalisé à l aide de : Autoroute A1 Yverdon - Payerne 1. Modèle numérique du terrain 2. Orthomosaïque du secteur (Pour texturer le sol) 3. Des données vectorielles (modélisation de bâtiments et surtout de l entrée du tunnel) 4. Des clichés terrestres pour texturer les façades des bâtiments (LOD2) La maquette sera visualisable sur une application gratuite, et sera intégrée dans GoogleEarth pour voir la superposition de notre produit avec les données de Google. Ceci sera un contrôle supplémentaire de la précision du travail effectué. Conclusion Ce projet est très importants vue son apport en données précises pour le contrôle de l entrée du tunnel, et d autre part pour vivre un cas réel de la photogrammétrie qui permettra d appliquer les connaissances vue dans le cours. HEIG-VD > EC+G > IGI 6 sur 6

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9 Infrastructure linéaire A1 Yverdon-Payerne 2011 Projet destiner au publique Adresser à Mr François Gervaix Fait par Mlle EL ALAOUI Houda Le 16/06/11 Houda El Alaoui

10 Infrastructure linéaire A1 Yverdon-Payerne Introduction Ce rapport a pour objectif d'optimiser la prise en compte du développement durable dans la réalisation des photos aériennes avec un vol photogrammétrique de l autoroute A1 Yverdon- Payerne. Afin de définir des informations qui aide de trouver des nouvelles ambitions pour la politique des transports conciliant développement économique, attractivité du et développement durable avec prise en compte des enjeux environnementaux locaux. -But Le but de ce tavail est de doccumenter la planification le traitement et la valorisaton d un vol photogrammétrique - Acquisition 1. - Matériel utilisé : R-Pod c est une combinaison du matériel et logiciel Discription du matériel utiliser dans le vol photogrammétrique : a) Batrie et autopilote intégre b) apareil photo (enviren ~250 g) c) ventilateure d) PC portable avec le logiciel (emotion) pour comander l aparaille et de traiter les donner founie par la petite drone poid total de 500 g. Tous les principaux points de la réglementation sur le site : Houda El Alaoui

11 Infrastructure linéaire A1 Yverdon-Payerne Plan et exécution du vol Date d exécution : le vendredi 06 mai 2011 Trajectoires pour le vol de l'a1 Lignes de vol : 4 en parallèle à l A1, 1 perpendiculaire Surface couverte : 48 ha Hauteur de vol : 167 m GSD : 5 cm GCP aquis : 16 GCP à une précision moyenne de 2cm Durée du vol : 20 minutes Houda El Alaoui

12 Infrastructure linéaire A1 Yverdon-Payerne Géoréférencement *MBR : , , , , Polygone : , , , , *(Minimum Bounding Rectangle. Est le rectangle minimal aproprier pour couvrir toute la zone à survoler. il englobe le polygone définissant la zone à survoller) 2. - GCP Ground Control Point - GCP: Tout point qui est reconnaissable sur les deux images de télédétection, des cartes et des photographies aériennes et qui peuvent être localisés avec précision sur chacune d'elles. Cela peut ensuite être utilisé comme un moyen de référence entre les cartes ou, plus couramment, entre les cartes et images numériques. Souvent utilisé dans la correction géométrique des images de télédétection Aérotriangulation L'objectif de l'aérotriangulation est de déterminer pour chaque photo la position exacte de la caméra au moment de la prise de vues aériennes. A l'aide de cette Houda El Alaoui

13 Infrastructure linéaire A1 Yverdon-Payerne 2011 position, on pourra déterminer l'orientation des images, créer des modèles stéréoscopiques et lire correctement les coordonnées indiquées dans les modèles Contrôle qualité -Restitution Le contrôle de qualité est indispensable et qui consiste sur la netteté de la photo et la pertinence et la qualité visuelle est contrôlée, ainsi que le taux de recouvrement effectif. 1. MNT MNT c est un modèle numérique de terrain, c est une carte indiquant la forme brute du terrain, sans végétation ni construction.il correspond donc à une schématisation du modelé de la région étudiée. -Interprétation 1. MNS -Conclusion Modèle d une surface en 3D. Dans le contexte des données géoréférencées, on appelle modèles de surface des représentations de la surface visible (incluant les bâtiments, la végétation, etc.). (Abréviation angl. DSM = digital surface model) Ce projet me permette de comprendre le principe d un traitement d un vol photogrammétrique et savoir les étapes principaux d obtenir des photos aériennes comment se déroulent, le matériel utiliser et les informations obtenu.. Houda El Alaoui

14 Infrastructure linéaire A1 Yverdon-Payerne 2011 Les sources : Houda El Alaoui