SIG 2016 - Retour sur la démo Drone2Map for ArcGIS - 2/2
Suite à cette première partie, je poursuis aujourd'hui mon article consacré à la démonstration Drone2Map for ArcGIS réalisée lors de la session plénière de la conférence SIG 2016. Après une introduction plutôt didactique et un peu décalée, j'ai eu le plaisir de vous présenter une expérimentation réalisée avec la région Centre Val-de-Loire et la société Drone-XT sur le site de Chaumont-sur-Loire.
Sur proposition de la région Centre Val-de-Loire, nous avons eu l'opportunité de démontrer les capacités de l'application Drone2Map for ArcGIS, à travers un cas concret de cartographie 2D et 3D. Ainsi, au début du mois de septembre, nous avons pu réaliser une campagne de collecte d'images en haute-résolution sur le domaine de Chaumont-sur-Loire. Situé entre Tours et Blois, en plein coeur du territoire classé patrimoine de l'UNESCO, ce domaine est la propriété de la région de Centre Val-de-Loire. Le site est renommé pour son château mais aussi et surtout pour son festival des jardins qui reçoit plus de 400 000 visiteurs chaque année.
La collecte des photos
La vidéo ci-dessous résume en quelques séquences cette mission de collecte que nous avons réalisé les 8 et 9 septembre derniers.
Après avoir défini le territoire et la résolution souhaitée, notre partenaire opérateur de drones Drone-XT nous a conseillé sur le choix de l'appareil et le plan de vol à adopter. Deux appareils ont été retenus et testés sur cette mission: le DJI Phantom 4 et le DJI Inspire 1 Pro, vous les apercevez dans la vidéo.
Le traitement avec Drone2Map
Le Modèle Numérique de Surface
Drone2Map ne produit pas que des orthomosaïques, il calcul également un modèle numérique de surface qui peut être publié en tant que service tuilé mais aussi en tant que service d'imagerie pour permettre à l'application cliente d'effectuer des traitements à la volée (ombrages, pentes, orientations de pentes, courbes de niveau, ...). Par exemple, j'ai publié le MNS de cette même parcelle en tant que service d'imagerie avec ArcGIS Server. Je l'ai ensuite représenté dynamiquement avec un dégradé de couleurs basé sur l'altitude et couplé à un calcul d'ombrage.
La collecte des photos
La vidéo ci-dessous résume en quelques séquences cette mission de collecte que nous avons réalisé les 8 et 9 septembre derniers.
L'objectif de cette expérimentation était de produire une orthomosaïque plus récente et plus précise que l'orthophoto existante sur l'ensemble du domaine et en particulier sur la toiture du chateau. Il s'agissait également de générer un modèle 3D afin de pouvoir réaliser des analyses sur la hauteur de la végétation dans le parc.
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| Les 4 parcelles survolées du Domaine de Chaumont-sur-Loire |
Après avoir défini le territoire et la résolution souhaitée, notre partenaire opérateur de drones Drone-XT nous a conseillé sur le choix de l'appareil et le plan de vol à adopter. Deux appareils ont été retenus et testés sur cette mission: le DJI Phantom 4 et le DJI Inspire 1 Pro, vous les apercevez dans la vidéo.
L'essentiel de la mission a été au final réalisé avec le DJI Inspire 1 Pro, un quadricoptère d'environ 3 kg équipé d'une caméra capable de prendre des photos avec une définition de 12 MegaPixels ce qui permet, selon l'altitude de vol, d'obtenir une résolution au sol de 1 à 5 centimètres. Le plan de vol a été paramétré avec une altitude moyenne de vol de 40 m. et une fréquence de prise de vues permettant un recouvrement longitudinal de 75% et un recouvrement latéral de 30%. Avec ces paramètres, les 40 hectares du domaine ont été couverts avec environ 5000 clichés collectés en 6 heures de temps (temps de changement des batteries non-inclus).
Le traitement avec Drone2Map
Une fois les photos capturées par la caméra, il suffit de les transférer depuis la carte mémoire vers un poste équipé de la solution Drone2Map for ArcGIS afin de générer les différents produits cartographiques.
La première étape dans un projet Drone2Map consiste à sélectionner les photos à utiliser pour créer vos produits cartographiques. Vous vérifiez alors que chaque image est bien géolocalisée, ce qui est indispensable pour que l'application puisse positionner les images dans l'espace et construire son modèle photogrammétrique. Pour la première parcelle du domaine (la plus grande), 2760 images ont été collectées.
Une fois les photos analysées, leur emplacement apparait en bleu dans la zone cartographique de Drone2Map.
Cette affichage des photos peut être complété par l'affichage (en orange) du trajet du drone, reconstitué à partir des photos (et des dates/heures de prise de vue).
L'affichage cartographique peut à tout moment être basculé en 3D et vous pouvez interroger chaque point pour afficher la photo brute correspondante.
L'étape suivante consiste à spécifier les produits cartographiques à générer.
Drone2Map propose différents types de produits cartographiques en sortie:
Ensuite, il suffira de lancer le traitement. Le calcul prendra alors de quelques minutes à quelques heures selon le nombre d'images à traiter et selon les capacités de la machine (Drone2Map permettant de choisir le nombre de CPU à utiliser).
Une fois les produits générés, ces derniers s'affichent dans votre projet dans la carte ou dans la scene selon leur nature. Par exemple, l'orthomosaïque s'affichera à la fois dans la carte et dans la scène alors que le mesh 3D ne s'affiche que dans la scène.
Un point clé de Drone2Map for ArcGIS est de vous permettre d'utiliser les fichiers générés directement dans les outils SIG experts (Esri ou non-Esri) mais également dans toutes les apps de la plateforme ArcGIS via des services web. Pour cela, il vous suffira de vous authentifier sur le portail ArcGIS de votre organisation et d'utiliser les fonctions de partage en "Tile Layer" pour l'orthomosaïque ou le MNS, ou en "Scene Layer" pour le mesh 3D ou le nuage de points 3D.
L'orthomosaïque
C'est ce que j'ai fait, par exemple, pour partager l'orthomosaïque de cette parcelle que j'ai publié en tant que service tuilé sur ArcGIS Online. Vous pouvez la consulter interactivement via la carte web ci-dessous:
La première étape dans un projet Drone2Map consiste à sélectionner les photos à utiliser pour créer vos produits cartographiques. Vous vérifiez alors que chaque image est bien géolocalisée, ce qui est indispensable pour que l'application puisse positionner les images dans l'espace et construire son modèle photogrammétrique. Pour la première parcelle du domaine (la plus grande), 2760 images ont été collectées.
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| Sélection des photos et affichage des informations de géolocalisation |
Une fois les photos analysées, leur emplacement apparait en bleu dans la zone cartographique de Drone2Map.
Cette affichage des photos peut être complété par l'affichage (en orange) du trajet du drone, reconstitué à partir des photos (et des dates/heures de prise de vue).
L'affichage cartographique peut à tout moment être basculé en 3D et vous pouvez interroger chaque point pour afficher la photo brute correspondante.
L'étape suivante consiste à spécifier les produits cartographiques à générer.
Drone2Map propose différents types de produits cartographiques en sortie:
- une orthomosaïque (au format GeoTiff)
- un modèle numérique de surface (au format GeoTiff)
- un nuage de points 3D et coloré (aux formats Lidar LAS, PLY ou XYZ)
- un mesh 3D (modèle 3D triangulé et texturé) fourni au format Scene Layer Package SPK
- un mesh 3D (modèle 3D triangulé et texturé) fourni aux formats FBX, OBJ ou DXF
- un fichier PDF 3D
Ensuite, il suffira de lancer le traitement. Le calcul prendra alors de quelques minutes à quelques heures selon le nombre d'images à traiter et selon les capacités de la machine (Drone2Map permettant de choisir le nombre de CPU à utiliser).
Une fois les produits générés, ces derniers s'affichent dans votre projet dans la carte ou dans la scene selon leur nature. Par exemple, l'orthomosaïque s'affichera à la fois dans la carte et dans la scène alors que le mesh 3D ne s'affiche que dans la scène.
Un point clé de Drone2Map for ArcGIS est de vous permettre d'utiliser les fichiers générés directement dans les outils SIG experts (Esri ou non-Esri) mais également dans toutes les apps de la plateforme ArcGIS via des services web. Pour cela, il vous suffira de vous authentifier sur le portail ArcGIS de votre organisation et d'utiliser les fonctions de partage en "Tile Layer" pour l'orthomosaïque ou le MNS, ou en "Scene Layer" pour le mesh 3D ou le nuage de points 3D.
L'orthomosaïque
C'est ce que j'ai fait, par exemple, pour partager l'orthomosaïque de cette parcelle que j'ai publié en tant que service tuilé sur ArcGIS Online. Vous pouvez la consulter interactivement via la carte web ci-dessous:
Le Modèle Numérique de Surface
Drone2Map ne produit pas que des orthomosaïques, il calcul également un modèle numérique de surface qui peut être publié en tant que service tuilé mais aussi en tant que service d'imagerie pour permettre à l'application cliente d'effectuer des traitements à la volée (ombrages, pentes, orientations de pentes, courbes de niveau, ...). Par exemple, j'ai publié le MNS de cette même parcelle en tant que service d'imagerie avec ArcGIS Server. Je l'ai ensuite représenté dynamiquement avec un dégradé de couleurs basé sur l'altitude et couplé à un calcul d'ombrage.
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| Le MNS en dégradé de couleurs et par ombrage |
Enfin, lors de ma démonstration à SIG 2016, j'ai également montré les produits 3D que l'on pouvait générer avec Drone2Map for ArcGIS.
Le mesh 3D
Il s'agit d'un modèle de triangles 3D et texturé à partir des photos prises par le drone. Il peut être rapidement publié en tant que service de scène en téléchargeant le fichier SPK sur un portail ArcGIS (ArcGIS Online ou Portal for ArcGIS 10.4). Une fois publié en tant que service, il peut être consommé dans des scènes web dans un navigateur, dans ArcGIS Pro, dans ArcGIS Earth ou encore dans les applications natives développées avec ArcGIS Runtime (Version Quartz).
Le nuage de points 3D
Le nuage de points 3D est un autre produit généré par Drone2Map. Il permet d'afficher votre surface 3D à partir des points du modèle photogrammétrique. Il contient les informations d'altitude ainsi que les informations de couleurs issues des photos. Fourni au format LAS il peut être exploité directement dans des applications comme ArcMap, ArcScene, ArcGlobe ou ArcGIS Pro. Il peut être classifié à l'aide des outils d'ArcMap ou d'ArcGIS Pro. Il peut également être utilisé pour réaliser de la saisie d'entités 3D, effectuer des mesures de hauteurs, pour interpoler différents types de surface ou encore pour extraire des points spécifiques.
Le mesh 3D
Il s'agit d'un modèle de triangles 3D et texturé à partir des photos prises par le drone. Il peut être rapidement publié en tant que service de scène en téléchargeant le fichier SPK sur un portail ArcGIS (ArcGIS Online ou Portal for ArcGIS 10.4). Une fois publié en tant que service, il peut être consommé dans des scènes web dans un navigateur, dans ArcGIS Pro, dans ArcGIS Earth ou encore dans les applications natives développées avec ArcGIS Runtime (Version Quartz).
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| Le mesh 3D du chateau affiché dans ArcGIS Pro |
Le nuage de points 3D
Le nuage de points 3D est un autre produit généré par Drone2Map. Il permet d'afficher votre surface 3D à partir des points du modèle photogrammétrique. Il contient les informations d'altitude ainsi que les informations de couleurs issues des photos. Fourni au format LAS il peut être exploité directement dans des applications comme ArcMap, ArcScene, ArcGlobe ou ArcGIS Pro. Il peut être classifié à l'aide des outils d'ArcMap ou d'ArcGIS Pro. Il peut également être utilisé pour réaliser de la saisie d'entités 3D, effectuer des mesures de hauteurs, pour interpoler différents types de surface ou encore pour extraire des points spécifiques.
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| Le nuage de points 3D affiché dans ArcGIS Pro |
Pour conclure
Au cours de cette démonstration à SIG 2016 et à travers cet article, j'ai essayé d'expliquer les principes de Drone2Map et de montrer à quel point il est désormais simple de réaliser une collecte de photos par drone puis de produire, dans la foulée, des produits professionnels 2D et 3D directement exploitables dans votre SIG et dans les apps de la plateforme ArcGIS.
Drone2Map est une application premium (non gratuite) qui est disponible depuis juillet 2016, la version actuelle est la version 1.0.1 et une version 1.1 est attendue en fin d'année en même temps qu'ArcGIS 10.5. Vous pouvez la télécharger et la tester en version évaluation depuis le Marketplace ArcGIS.
3 comments :
une nouvelle innovation
La procédure de création de produit fini à l'air très intuitive, j'ai juste deux intérogation.
- Est ce que le motion sensor ou accéléromètre du drone peut être pris en considération afin d'améliorer la qualité des produits finaux?
- Est il possible d'utiliser l'application pour créer des nuages de points à partir de prises de vues réalisées au sol?
Bonjour,
A ma connaissance, Drone2Map n'utilise pas les informations de vitesses et de direction du Drone. Drone2Map utilise les informations de géolocalisation (longitude, latitude, altitude), les informations de la caméra (longueur de focale, taille de l'image) et en option une table de GCP (Ground Control Point) pour affiner le calage géographique du modèle.
En ce qui concerne l'utilisation de Drone2Map avec des images prises depuis le sol, l'outil n'est pas prévu pour cela mais cela doit pouvoir fonctionner. Si vous réalisez des tests, je suis preneur de vos retours.
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