Le fleuve Yangtze est la bouée de sauvetage du Zhenjiang et une menace constante. Pour se préparer aux inondations, les autorités locales ont créé une très grande carte de drone.
Zhenjiang est l'un des ports les plus actifs de Chine. Plus de 140 millions de tonnes de marchandises ont transité par le port fluvial intérieur en 2013 seulement. En raison de sa proximité avec le fleuve Yangtze et le Grand Canal, Zhenjiang est une importante plaque tournante du transport depuis des siècles.
Mais les cours d'eau qui apportent tant de prospérité à la préfecture débordent parfois.
Pour mieux comprendre les risques d'inondation, renforcer et maintenir l'écologie de la berge et comprendre la façon dont la berge est développée et utilisée, le gouvernement municipal populaire de Zhenjiang a commandé une orthophoto haute résolution. Plus de 400 kilomètres carrés ont été cartographiés à l'aide de CMM drone et Pix4Dmapper.
Le bureau municipal de contrôle des inondations de Zhenjiang se trouve à quelques pas du fleuve Yangtze. En juillet 2019, le personnel pouvait clairement voir la rivière depuis le bureau : pas depuis les fenêtres, mais dans une orthophoto massive créée à partir de 21 000 images, représentant 400 kilomètres carrés.
Cartographie drone à grande échelle pour un projet de grande envergure
Le Bureau municipal de contrôle des inondations avait une mission claire : produire des orthophotos haute résolution des 100 km de côtes du fleuve Yangtze et 500 mètres de chaque côté. La zone du projet s'étendait de la rivière Dadao dans la ville de Jurong à l'ouest jusqu'à la ville de Xilaiqiao dans la ville de Yangzhong, y compris quelques îles dans la rivière.
La zone de 400 kilomètres carrés devait être cartographiée avec une distance d'échantillonnage au sol de seulement 8 cm.
Alors que cartographie par drone à grande échelle a été atteint auparavant, c'est un grand défi pour n'importe quelle équipe. Avec le drone Griflion M8, le Bureau municipal de contrôle des inondations a cru qu'il avait le bon outil pour le travail.
Les drones à décollage et atterrissage verticaux (VTOL) combinent les avantages des drones à voilure fixe et multirotors. Comme les drones multirotors, les drones VTOL peuvent décoller et atterrir à peu près n'importe où, mais ils ont la vitesse de vol plus rapide et la durée de vie de la batterie plus longue associées aux drones à voilure fixe.
L'équipe a choisi une MMC Griflion M8 drone, équipé d'une caméra haute résolution et d'un système RTK/PPK pour une cartographie précise.
Vérifications en amont : garantir des résultats précis
RTK/PPK est remarquablement précis, mais pour un projet aussi vaste et important, l'équipe souhaitait confirmer l'exactitude de ses résultats et un moyen d'illustrer le succès du projet.
Deux jours avant le début du vol, l'équipe du projet a marqué des points de contrôle supplémentaires dans toute la zone d'étude. Conformément aux meilleures pratiques pour un projet de cartographie de corridor , les points de contrôle au sol ont été soigneusement placés dans un schéma décalé ou en "zigzag". Tous les points de contrôle au sol ont été étudiés, de sorte que l'équipe pouvait être absolument certaine de leurs résultats. Le projet fini comptait au total 160 points de contrôle et points de contrôle au sol.
Mettre le plan en action
Au petit matin, le drone bourdonnait. Ses ailes orange s'étiraient sur deux mètres et demi, se détachant sur le ciel.
Avant le décollage, le pilote a téléchargé l'itinéraire pré-planifié sur le drone. Pour assurer une reconstruction précise et pour obtenir le GSD de 8 cm requis, l'équipe a défini un chevauchement frontal de 75 % et latéral de 70 %.
L'équipe a suivi le drone alors qu'il effectuait le premier des 41 vols requis pour le projet. Une heure après le lancement, le Griflion est revenu sain et sauf : en plus d'assurer la précision, sa station de base RTK l'a aidé à retrouver le chemin du retour.
Après une inspection rapide, le pilote a emballé le drone dans la voiture et s'est rendu au point de lancement suivant. Au cours des jours suivants, le processus a été répété 40 fois.
Traitement quotidien des données
Les vols de drones se sont étalés sur 15 jours, mais de retour au bureau, le personnel n'a pas attendu que les vols soient terminés pour commencer à travailler.
Minyi Pan de Pix4D explique : « En raison de la portée de ce projet, il était particulièrement important de commencer le traitement tôt. Revenir dans une zone de vol déjà couverte pour reprendre les images manquantes serait une perte de temps et d'énergie. La détection précoce de tout problème potentiel pourrait faire gagner beaucoup de temps à l'équipe. »
Les membres de l'équipe ont importé les données dans Pix4Dmapper et vérifié le chevauchement des images. L'option de traitement rapide de Pix4Dmapper a permis à l'équipe d'examiner rapidement même de grands ensembles de données et le rapport de qualité a confirmé que les résultats étaient fiables. Avec un projet à grande échelle et à plus long terme, la météo était un problème. Au fur et à mesure que la lumière changeait d'un jour à l'autre, la luminosité des images changeait également, provoquant des bandes sur les sorties fusionnées.
"Parfois, le temps était clair une seconde et orageux la suivante", poursuit Mme Pan. « Dans cette partie de la Chine, les vents de catégorie six ou sept ne sont pas rares. Cependant, malgré le mauvais temps et d'autres défis, nous étions très satisfaits des résultats.
Après 15 jours de vol, l'équipe MCM avait couvert 400 kilomètres carrés et capturé plus de 21 000 images de drones de haute qualité, avec une résolution de 42 millions de pixels. Une fois que l'équipe a vérifié les données traitées rapidement, elles ont été retraitées à un niveau supérieur.
Flux de travail simple, résultats précis
Dans une enquête informelle, la plupart de nos utilisateurs ont convenu qu'un "gros" projet est supérieur à 10 000 images.
Le projet Yangtze River consistait en plus de 21 000 images de 42 mégapixels chacune.
Cependant, malgré la taille du projet, le traitement dans Pix4Dmapper était simple.
Grâce au RTK/PPK et aux points de contrôle au sol, l'équipe a pu utiliser un flux de travail standard. "Le "flux de travail en trois étapes" classique confie la majeure partie du travail à l'ordinateur !" ajoute Mme Pan. Les images ont été assemblées en une image continue, non déformée et mesurable : une orthophoto.
L'équipe a obtenu d'excellents résultats avec des paramètres standard et a constaté que même si Pix4Dmapper prenait un certain temps pour traiter un ensemble de données aussi volumineux, il ne nécessitait qu'une intervention humaine minimale.
L'équipe s'est appuyée sur le rayCloud pour marquer les points de contrôle au sol. Après avoir marqué manuellement quelques points de rattachement, le logiciel prend le relais et marque automatiquement le reste des points. Bien qu'un petit réglage manuel puisse être nécessaire, l'équipe a signalé que la fonctionnalité est "très pratique et pratique!"
Les résultats ont été vérifiés dans le rapport de qualité pour s'assurer qu'ils correspondent aux exigences du projet.
Pourquoi utiliser des drones pour la cartographie à grande échelle ?
Les drones peuvent sembler un choix inhabituel pour un projet de cette envergure. Mais les avions légers sont d'un coût prohibitif à piloter et difficiles sur le plan logistique. L'imagerie satellite peut sembler être la réponse, mais elle n'a tout simplement pas la résolution nécessaire.
Alors que nos cieux sont remplis de satellites, les images disponibles ne sont pas toujours à jour. Un exemple clair est un terrain de basket, qui n'était pas terminé lorsque les images satellites ont été capturées, mais qui est facile à repérer sur l'orthophoto.
Les orthophotos ont un autre avantage par rapport aux images satellites assemblées : la précision. Sauf dans les rares zones où le terrain est parfaitement plat, l'assemblage des images introduit des artefacts où les photos sont mal alignées. Les orthophotos rectifiées prennent en compte la hauteur du terrain grâce au MNS (modèle numérique de surface) pour en tenir compte. Les orthophotos produites avec des images de drones sont plus précises.
L'équipe était plus que satisfaite des couleurs naturelles des orthophotos et le bon chevauchement signifiait qu'il y avait très peu de lacunes.
L'eau est très difficile à reconstruire en orthomosaique. Quelques "fissures" sont apparues dans la rivière, mais l'équipe a pu boucher les trous avec l'outil de surface dans rayCloud, améliorant considérablement l'apparence du modèle fini.
Le résultat final a été livré un mois seulement après le premier vol de drone.
"Pour l'annotation des données, la précision et la résolution de ces orthophotos dépassent de loin nos besoins", a commenté le responsable du Bureau municipal de contrôle des inondations. "Pix4D est non seulement puissant, mais aussi facile à utiliser, rapide à démarrer et ne nécessite pas beaucoup de connaissances professionnelles."
Il a poursuivi : « Nous utilisons généralement de petits drones pour photographier de petites rivières et des lacs, notre propre travail. Le personnel peut effectuer le traitement des données pour produire des orthophotos de haute précision. Ce projet utilisant Pix4D pour traiter des centaines de kilomètres carrés de données a été couronné de succès, renforçant notre confiance dans la capacité de traitement de vastes zones.
Les résultats sont là, mais le projet se poursuit. Le bureau municipal de contrôle des inondations de la ville de Zhenjiang prévoit de mettre à jour régulièrement l'orthophoto du fleuve Yangtze et d'étendre la technologie à davantage de rivières et de lacs du Zhenjiang. Avec ce projet comme exemple, l'équipe espère que davantage de villes lanceront des programmes de drones similaires. En plus d'améliorer la résilience de la région aux inondations, cela pourrait signifier qu'à terme, les 6 300 kilomètres du fleuve Yangtze seront cartographiés.
