La photogrammétrie sous-marine. La photogrammétrie

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1 PHOTOGRAMMETRIE SOUS-MARINE La photogrammétrie La photogrammétrie est une technique qui consiste à reconstituer la réalité en 3D à partir de photos réalisées sous différents angles. La photogrammétrie sous-marine La photogrammétrie sous-marine reprend le même principe que la photogrammétrie terrestre avec toutefois des contraintes supplémentaires. Les techniques de prises de vues doivent être adaptées au milieu aquatique et le recours à des outils et des techniques supplémentaires est nécessaire tels que l étalonnage colorimétrique des photographies, la calibration des appareils photo ou encore la mise à l échelle des modèles générés. Crédit : Pix4D Représentations de prises de vues d un même sujet sous divers angles Plusieurs milliers de points caractéristiques sont identifiés dans chacune des photos. Ces points sont ensuite corrélés entre photos adjacentes et, par projection géométrique, un nuage de points en 3D est constitué à partir de tous les points corrélés. Photos sous-marines brutes Photos étalonnées Grâce au recours à ces techniques et outils adaptés, on peut obtenir divers rendus exploitables : modèles 3D, orthoimages et modèles numériques d élévation. Reconstitution 3D d un corail à partir de prises de vues obliques autour de l objet Modèle 3D d une section du Banc des Lataniers

2 Une orthoimage est une image géométriquement rectifiée afin de supprimer les déformations liées à la perspective et qui possède une échelle uniforme sur toute sa surface. Tous ces livrables sont : Géoréférencés Précis (précision relative subcentimétrique) Etalonnés (rendu plus naturel des couleurs) Ils permettent : Orthoimage d une section du Banc des Lataniers Un modèle numérique d élévation est une représentation de l élévation (profondeur) en chaque point d une zone et qui inclut tous les éléments situés sa surface. Il correspond à une bathymétrie. L obtention de supports pour l aide à la décision La constitution de bases de données géographiques et temporelles Un suivi de l évolution de sites dans le temps Des calculs de distances, d aires et de volumes Des analyses de formes et de couleurs Analyses tridimensionnelles précises Sur base de ces rendus, des analyses précises peuvent être conduites comme par exemple la comparaison de deux modèles 3D distincts d une zone identique. Objets d études : Modèle numérique d élévation d une section du Banc des Lataniers Modèle A - Zone de 15x15m

3 moyen entre les deux modèles est inférieur à 5mm. Cette précision permet d identifier avec fiabilité le déplacement et les modifications d objets ou de structures au sein de la zone entre les deux modèles (ici le déplacement d une barre métallique). Modèle B - Zone de 7x7m incluse dans le modèle A 1 Modèle A Modèle B 2 Ainsi la comparaison de modèles d une même zone au fil du temps permet de suivre son l évolution spatiale et temporelle. Elle permet de mettre en évidence des phénomènes divers tels que le changement du relief, le développement ou le dépérissement de massifs coralliens, la dégradation de structures immergées, etc. (1) Section de 7x7m dans le modèle A (2) Modèle B de 7x7m (3) Superposition et comparaison des deux modèles La soustraction des positions deux nuages de points 3D permet de comparer avec précision les deux modèles et de visualiser les modifications enregistrées au sein de la zone étudiée. Dans cet exemple, l écart 3 Orthoimages géoréférencées Tous ces modèles 3D peuvent être géoréférencés afin d assurer le positionnement géographique des éléments cartographiés. Les orthoimages peuvent être intégrées dans Google Earth ou tout autre logiciel de Système d Informations Géographiques (SIG) ou Dessin Assisté par Ordinateur (DAO).

4 Modélisation 3D du site archéologique des Roches Noires (environ 350 m²) Une multitude d utilisations Superposition de l orthoimage de la barge de St-Paul sur l image satellitaire dans Google Earth à son emplacement exact Echelle adaptable de quelques cm à plusieurs dizaines de m La conception de livrables et réalisable sur des éléments de diverses tailles allant de petits objets nécessitant une grande précision à des zones de grande envergure requérant une précision moindre. Cette échelle adaptable peut également être combinée pour un même site de grande étendue avec par endroit de petits détails complexes à modéliser avec une précision accrue. Une fois la modélisation réalisée, de nombreuses applications sont possibles : calculs de distances, de surfaces et de volumes, relevé de profondeurs, analyses du profil colorimétrique de la zone. Toutes ces utilisations sont caractérisées par leur facilité et rapidité d exécution en comparaison des méthodes traditionnelles mesures sous-marines. Modélisation 3D d un corail (de l ordre d une vingtaine de centimètres de diamètre) Exemples de calculs de surface et de volume sur le modèle de la barge de St-Paul gisant à 25m de fond

5 En outre, la précision de la modélisation permet de réaliser des mesures fiables et dont la précision peut être estimée sur base de l échantillonnage réalisé sur site et du matériel de référencement utilisé. Analyse bathymétrique et du profil d élévation sur une section du Banc des Lataniers (15x15m) A partir du relevé bathymétrique d une zone, il est par exemple possible d estimer la complexité de l'habitat et de mesurer la courbure, la pente ou d établir des profils d élévation selon des axes souhaités. Analyse colorimétrique du blanchissement des coraux (identifié en rouge) à partir de l orthoimage du site archéologique des Roches Noires De par leur précision et leur mise à l échelle, les orthoimages et les modèles 3D peuvent être de véritables outils d analyses des récifs coralliens qui permettent la mesure de diverses données sur les colonies telles que le recouvrement corallien, la diversité et l abondance générique des différentes biocénoses, la capacité de refuge (liée à la complexité de l'habitat), l incidence de maladies ou de syndromes sur les coraux, etc. Toutes ces analyses peuvent être reconduites année après année afin d assurer un véritable suivi temporel de l évolution du paysage sous-marin. Ces analyses permettent notamment de quantifier l impact d évènements exceptionnels (cyclones, coulées de boue, mouvement de bancs de sable, etc.) ou activités anthropiques tels que les aménagements du littoral. *** SKYLAB +262 (0) SEANERGY OI +262 (0)

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