ALTIMÉTRIE HAUTE RÉSOLUTION

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Salomé Blanchard
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1 ALTIMÉTRIE HAUTE RÉSOLUTION Atelier géothématique Inondation, aménagement, foresterie, transport,... : quels usages pour les données 3D? CEREMA DTSO Toulouse, 2 juillet 2014 ign.fr

2 INTRODUCTION ATELIER GÉOTHÉMATIQUE 02/07/2014 2

DES ENJEUX ET UN CONTEXTE EN ÉVOLUTION LA

contexte réglementaire est en pleine évolution

3 DES ENJEUX ET UN CONTEXTE EN ÉVOLUTION LA CONNAISSANCE FINE ET PRÉCISE DU TERRITOIRE EST UN ENJEU MAJEUR Besoin d outils de suivi des territoires Prise de conscience politique Le contexte réglementaire est en pleine évolution (directive Inondation) ATELIER GÉOTHÉMATIQUE 02/07/2014 3

4 DES ENJEUX ET UN CONTEXTE EN ÉVOLUTION Contexte technique Technologies d acquisition nouvelles et performantes Technologies d exploitation de ces nouvelles données Technologies de diffusion : internet, portails 3D ATELIER GÉOTHÉMATIQUE 02/07/2014 4

LE RGE ALTI Spécifications du produit C est un MNT maillé au pas de

métropole) le système d altitude légal (NGF-IGN69 ou IGN78 en

20 à 30 cm Photogrammétrie : 70 cm Métadonnées associées

5 LE RGE ALTI Spécifications du produit C est un MNT maillé au pas de 1 m Systèmes de coordonnées : la projection légale (Lambert93 en métropole) le système d altitude légal (NGF-IGN69 ou IGN78 en métropole) Découpage en dalles de 1 km² Précision verticale LiDAR : 20 à 30 cm Photogrammétrie : 70 cm Métadonnées associées Métadonnées «texte» Images de qualification du MNT ATELIER GÉOTHÉMATIQUE 02/07/2014 5

6 Résolution DES TECHNOLOGIES ADAPTÉES 5 m RADAR 2 m PHOTOGRAMMETRIE 1 m LIDAR Précision ATELIER GÉOTHÉMATIQUE 02/07/2014 6

7 PRINCIPES DE PROGRAMMATION LIDAR littoral et zones inondables LIDAR «forêts» Corrélation «urbaine» Corrélation «rurale» RADAR ATELIER GÉOTHÉMATIQUE 02/07/2014 7

LITTO3D C est une co-production SHOM-IGN pour la réalisation d un MNT continu terre-mer sur le littoral français Spécifications similaires à RGE Alti,

8 LITTO3D C est une co-production SHOM-IGN pour la réalisation d un MNT continu terre-mer sur le littoral français Spécifications similaires à RGE Alti, étendues à des capteurs bathymétriques (sondeurs SMF et LiDAR bathymétriques) opérés sous maîtrise d ouvrage du SHOM ATELIER GÉOTHÉMATIQUE 02/07/2014 8

9 ACQUISITION LITTO3D LIDAR TOPOGRAPHIQUE Sondeur Multi Faisceau (SMF) LIDAR BATHYMETRIQUE Marée haute ATELIER GÉOTHÉMATIQUE 02/07/ Marée basse

10 Toulon-Giens ATELIER GÉOTHÉMATIQUE 02/07/

11 MÉTHODES DE PRODUCTION ATELIER GÉOTHÉMATIQUE 02/07/

12 MNT OU MNS UN PEU DE VOCABULAIRE Un MNT décrit la forme et la position de la surface du sol. Un MNS inclut les éléments de sursol vus lors de l acquisition aérienne (LiDAR ou image) : végétation, bâtiments, véhicules En pratique : Un processus basé sur des acquisitions aéroportées produit toujours un MNS Le MNT est dérivé du MNS par une phase de post-traitement : filtrage du sursol détection du sol. ATELIER GÉOTHÉMATIQUE 02/07/

13 MNT = MNS - sursol MNT OU MNS MNS MNT ATELIER GÉOTHÉMATIQUE 02/07/

14 MÉTHODES DE PRODUCTION DU RGE ALTI Photogrammétrie aérienne ou LiDAR aéroporté ATELIER GÉOTHÉMATIQUE 02/07/

15 PHOTOGRAMMÉTRIE AÉRIENNE ATELIER GÉOTHÉMATIQUE 02/07/

16 APPARIEMENT MULTI-IMAGES ATELIER GÉOTHÉMATIQUE 02/07/

17 CALCUL DU MNE ATELIER GÉOTHÉMATIQUE 02/07/ L ortho et le MNE (vue générale)

18 CALCUL DU MNE ATELIER GÉOTHÉMATIQUE 02/07/ L ortho et le MNE (détail)

19 CALCUL DU MNT MNE brut Masque du sol obtenu par fusion de différentes sources de données : - MNE brut - BD PARCELLAIRE - routes de la BD TOPO MNT ATELIER GÉOTHÉMATIQUE 02/07/

20 CALCUL DU MNT Recherche de points au sol ATELIER GÉOTHÉMATIQUE 02/07/

21 CALCUL DU MNT Calcul d une grille élastique paramètre de lissage de la grille ATELIER GÉOTHÉMATIQUE 02/07/

22 CALCUL DU MNT CORRECTIONS INTERACTIVES ATELIER GÉOTHÉMATIQUE 02/07/

23 LIDAR AÉROPORTÉ ATELIER GÉOTHÉMATIQUE 02/07/

24 LIDAR AÉROPORTÉ LIDAR = LIght Detection And Ranging «Mesure de distance par détection de lumière» ATELIER GÉOTHÉMATIQUE 02/07/

25 PRINCIPE Position du capteur Direction de visée Dt distance Z Echo X ATELIER GÉOTHÉMATIQUE 02/07/ Y

26 LASER À IMPULSIONS Intensité Longueur d'onde : proche infrarouge (1064 ou 1541 nm) Durée des impulsions : 7 à 10 ns Fréquence des impulsions : ~200 khz (jusqu'à 500 khz) Divergence : typiquement 0.3 mrad (30 cm de diamètre à 1000 m) ATELIER GÉOTHÉMATIQUE 02/07/ Temps

27 SYSTÈME DE BALAYAGE Couvrir une bande de terrain sous l'axe de vol Par exemple au moyen d un miroir oscillant ATELIER GÉOTHÉMATIQUE 02/07/

28 RÉFLEXION DE L'IMPULSION Intensité Dt distance ATELIER GÉOTHÉMATIQUE 02/07/ Temps

29 RÉFLEXION DE L'IMPULSION Intensité Dt 1 distance 1 Dt 2 distance 2 Dt 3 distance 3 ATELIER GÉOTHÉMATIQUE 02/07/ Dt 4 distance 4 Temps

30 PRINCIPE DU GÉORÉFÉRENCEMENT DIRECT Position et orientation Centrale inertielle 3 gyroscopes 3 accéléromètres Echantillonnage ~200 Hz GNSS Récepteur bi-fréquence Echantillonnage ~ 2 Hz direction distance Calcul de trajectographie Couplage GNSS / inertiel Point XYZ Trajectoire (WGS84) Position absolue l,, h Orientation absolue roll, pitch, yaw ATELIER GÉOTHÉMATIQUE 02/07/

31 CLASSIFICATION DU NUAGE DE POINTS Détection automatique de points situés au sol, basée sur des critères de pente et de courbure du sol Corrections interactives. ATELIER GÉOTHÉMATIQUE 02/07/ / 20

32 CALCUL DU MNT Calcul du MNT par triangulation des points de la classe «sol» et interpolation d une grille régulière au pas de 1 m. ATELIER GÉOTHÉMATIQUE 02/07/

33 ELÉMENTS DE PRÉCISION LiDAR aéroporté Corrélation automatique Facteurs principaux GNSS et inertiel Résolution des images, focale Précision alti. attendue Échos : ~15 cm MNT : ~20 cm MNT : 50 à 70 cm Précision plani. attendue De l ordre de 50 cm De l ordre de 50 cm à 1 m Restrictions Végétation basse dense (taillis) : pas d écho au sol, donc interpolation Zones boisées étendues : intégration de MNT externes (BD Alti) Zones végétalisées de petite taille : interpolation ATELIER GÉOTHÉMATIQUE 02/07/

34 SPÉCIFICATIONS ATELIER GÉOTHÉMATIQUE 02/07/

35 RAPPEL DES SPÉCIFICATIONS PRINCIPALES Spécifications du produit C est un MNT maillé au pas de 1 m Découpage en dalles de 1 km² Format ASCII Grid (.asc) Métadonnées sous forme d images GeoTIFF Masque de SOURCE Masque de DISTANCE ATELIER GÉOTHÉMATIQUE 02/07/

36 LE MASQUE DE SOURCE Il fournit une informatique qualitative sur l origine des données Image en couleurs indexées: la couleur indique la «famille» Par exemple vert=lidar, bleu = corrélation, ATELIER GÉOTHÉMATIQUE 02/07/

LE MASQUE DE DISTANCE Il fournit une informatique quantitative sur la distance aux échantillons (c est-à-dire aux mesures réelles effectuées), en mètres Plus la distance est grande, plus l erreur d

37 LE MASQUE DE DISTANCE Il fournit une informatique quantitative sur la distance aux échantillons (c est-à-dire aux mesures réelles effectuées), en mètres Plus la distance est grande, plus l erreur d interpolation est importante (croit avec le carré de la distance) Image en couleurs indexées L index donne la distance en mètres Une échelle de couleur (vert -> rouge) permet de visualiser l image ATELIER GÉOTHÉMATIQUE 02/07/

38 EXPLOITATION DES MÉTADONNÉES B A A B Z 29,9 m SOURCE 52 LiDAR topo, 2 pts/m² Préc. Z : 0,2 m EMQ DISTANCE 1 Interpolation 1m Z -1,35 m SOURCE 30 LiDAR bathy SHOM Préc. Z : 0,5 m à 95% DISTANCE 2 Interpolation à 2 m ATELIER GÉOTHÉMATIQUE 02/07/

39 LE PROGRAMME RGE ALTI ATELIER GÉOTHÉMATIQUE 02/07/

40 PRINCIPES DE PROGRAMMATION LIDAR littoral et zones inondables LIDAR «forêts» Corrélation «urbaine» Corrélation «rurale» RADAR ATELIER GÉOTHÉMATIQUE 02/07/

41 AVANCEMENT Carte au 30/11/2013 Objectif : couverture complète en 2017 ATELIER GÉOTHÉMATIQUE 02/07/

42 EXEMPLES Martinique Ile de Noirmoutier ATELIER GÉOTHÉMATIQUE 02/07/

43 MERCI DE VOTRE ATTENTION. ATELIER GÉOTHÉMATIQUE 02/07/

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