Pas à Pas - Exploiter des images de drones pour créer couches SIG haute-résolution avec Drone2Map
Depuis les premiers numéros du magazine SIGMAG, arcOrama collabore chaque trimestre à la rédaction d'un article didactique focalisé sur une fonctionnalité ou une application clé de la plateforme ArcGIS. Je reprends ci-dessous l'article publié dans le numéro 17 paru en juin 2018, il est consacré à l'exploitation d'images issues de drones pour créer des produits cartographiques en haute-résolution.
Drone2Map for ArcGIS est une application premium de la plateforme ArcGIS qui permet l'utilisation d'images aériennes collectées par drone (ou autre moyen aéroporté) afin de créer des produits cartographiques 2D/3D (orthophoto, MNE/MNT, Mesh3D, …) de qualité professionnelle. A partir de prises de vue géolocalisées (coordonnées GPS du centre de la photo) et cadencées pour offrir un certain pourcentage de recouvrement entre les images, Drone2Map calcule un modèle photogrammétrique 3D. Ce modèle mathématique permet ainsi la génération des produits cartographiques 2D et 3D souhaité par l'utilisateur qui seront directement exploitables dans votre SIG. Indépendante des autres applications ArcGIS Desktop, Drone2Map est une application Windows qui nécessite de s'authentifier avec un compte du portail ArcGIS disposant d'une licence Drone2Map
1. Après avoir démarré l'application, la première étape consiste à créer un nouveau projet. Pour cela, vous indiquerez le type de projet souhaité. Les différents types (Rapid, 2D Mapping, 3D Mapping, …) permettent de configurer automatiquement les options relatives aux produits cartographiques 2D ou 3D à générer. Une fois le projet créé, ces options pourront être modifiées pour ajouter ou enlever certains produits en sortie. Cliquez ensuite sur le bouton "Create" pour créer votre projet.
2. Vous indiquerez ensuite le nom du projet puis le répertoire de stockage de l'ensemble des fichiers à générer. Vous sélectionnerez ensuite les images à traiter. Pour cela, vous pourrez les sélectionner individuellement ou en spécifiant un répertoire. A l'ajout des images, ces dernières sont listées avec leur nom et leurs coordonnées (latitude, longitude et altitude). Ces informations peuvent être intégrées dans les images elles-mêmes ou dans un fichier séparé. Cliquez sur le bouton "OK" pour poursuivre.
3. La localisation des images ainsi que le plan de vol apparaissent sur la carte. Cette carte peut être affichées en 2D ou en 3D. Elle permet notamment de valider la configuration spatiale des images, de les visualiser et potentiellement d'en désactiver certaines pour ne pas les prendre en compte dans les traitements. Vous pouvez également ajouter à la carte des données locales ou des services web de votre SIG pour valider, par exemple, la couverture du plan de vol par rapport à vos données métier.
4. En cliquant sur la localisation d'une image, vous pouvez l'afficher dans une fenêtre dédiée et naviguer dans la photo brute collectée par le drone. La fenêtre de visualisation permet de parcourir chaque image dans l'ordre d'acquisition. Vous pourrez également ajouter des annotations aux images et les exporter vers d'autres formats.
5. La géolocalisation des images et les algorithmes de raccordement des images voisines permet d'obtenir une précision relative des images très précis (de l'ordre de quelques cm). Cependant, pour améliorer la précision absolue de calage des produits cartographiques générés, vous pouvez ajouter des points dont le coordonnées précises ont été mesurées sur le terrain. Une interface vous permet d'importer ces points depuis différentes sources (fichier csv, Géodatabase, service d'entités, …) puis d'identifier ces points sur les photos correspondante.
6. Après avoir paramétré ces points de calage, il ne vous reste plus qu'à choisir les types de produits cartographiques que vous souhaitez obtenir en sortie. Pour cela, cliquez sur le bouton "Processing options". Vous pouvez choisir des produits 2D (orthophoto, MNT, MNE, courbes de niveau, image NDVI, …) ou des produits 3D (Mesh3D texturé, nuage de points LAS, PDF 3D, …). Vous pouvez également paramétrer la résolution des différents jeux de données qui seront générés.
7. Votre projet est maintenant paramétré. Vous allez pouvoir lancer le traitement des images. En fonction de la configuration de votre machine, du nombre d'images, des produits à générer et de leur résolution, le calcul du modèle photogrammétrique et la génération des données en sortie peuvent prendre de quelques minutes à plusieurs heures. Pour démarrer le traitement, cliquer sur le bouton "Start".
8. Une fois le traitement terminé, les différents produits cartographiques sont ajoutés dans la carte courante. Selon leur nature, vous retrouverez ces couches dans la partie "2D Products" ou "3D Products" de la table des matières des couches. Différents outils sont à votre disposition pour mesurer des distances, des superficies ou des volumes en vous appuyant sur les données résultantes.
9. En cliquant sur le mode "3D View", vous pourrez consulter les couches 2D et 3D dans un environnement de globe 3D couvrant l'ensemble du monde. En cliquant sur le ruban "Tools", vous trouverez les outils permettant de partager ces nouvelles couches de données à travers le portail ArcGIS de votre organisation. Pour cela, vous cliquerez sur l'outil correspondant au type de couche à publier.
10. Une fois vos couches publiées sur votre portail, vous pouvez les exploiter dans des cartes web ou des scènes web et les partager avec les groupes d'utilisateurs de votre choix. Ainsi, Drone2Map for ArcGIS est totalement intégré à la plateforme ArcGIS en simplifiant le workflow et réduisant le temps entre la collecte d'images brutes et la diffusion de produits cartographiques haute-résolution auprès de vos collaborateurs et partenaires.
1. Après avoir démarré l'application, la première étape consiste à créer un nouveau projet. Pour cela, vous indiquerez le type de projet souhaité. Les différents types (Rapid, 2D Mapping, 3D Mapping, …) permettent de configurer automatiquement les options relatives aux produits cartographiques 2D ou 3D à générer. Une fois le projet créé, ces options pourront être modifiées pour ajouter ou enlever certains produits en sortie. Cliquez ensuite sur le bouton "Create" pour créer votre projet.
2. Vous indiquerez ensuite le nom du projet puis le répertoire de stockage de l'ensemble des fichiers à générer. Vous sélectionnerez ensuite les images à traiter. Pour cela, vous pourrez les sélectionner individuellement ou en spécifiant un répertoire. A l'ajout des images, ces dernières sont listées avec leur nom et leurs coordonnées (latitude, longitude et altitude). Ces informations peuvent être intégrées dans les images elles-mêmes ou dans un fichier séparé. Cliquez sur le bouton "OK" pour poursuivre.
3. La localisation des images ainsi que le plan de vol apparaissent sur la carte. Cette carte peut être affichées en 2D ou en 3D. Elle permet notamment de valider la configuration spatiale des images, de les visualiser et potentiellement d'en désactiver certaines pour ne pas les prendre en compte dans les traitements. Vous pouvez également ajouter à la carte des données locales ou des services web de votre SIG pour valider, par exemple, la couverture du plan de vol par rapport à vos données métier.
4. En cliquant sur la localisation d'une image, vous pouvez l'afficher dans une fenêtre dédiée et naviguer dans la photo brute collectée par le drone. La fenêtre de visualisation permet de parcourir chaque image dans l'ordre d'acquisition. Vous pourrez également ajouter des annotations aux images et les exporter vers d'autres formats.
5. La géolocalisation des images et les algorithmes de raccordement des images voisines permet d'obtenir une précision relative des images très précis (de l'ordre de quelques cm). Cependant, pour améliorer la précision absolue de calage des produits cartographiques générés, vous pouvez ajouter des points dont le coordonnées précises ont été mesurées sur le terrain. Une interface vous permet d'importer ces points depuis différentes sources (fichier csv, Géodatabase, service d'entités, …) puis d'identifier ces points sur les photos correspondante.
6. Après avoir paramétré ces points de calage, il ne vous reste plus qu'à choisir les types de produits cartographiques que vous souhaitez obtenir en sortie. Pour cela, cliquez sur le bouton "Processing options". Vous pouvez choisir des produits 2D (orthophoto, MNT, MNE, courbes de niveau, image NDVI, …) ou des produits 3D (Mesh3D texturé, nuage de points LAS, PDF 3D, …). Vous pouvez également paramétrer la résolution des différents jeux de données qui seront générés.
7. Votre projet est maintenant paramétré. Vous allez pouvoir lancer le traitement des images. En fonction de la configuration de votre machine, du nombre d'images, des produits à générer et de leur résolution, le calcul du modèle photogrammétrique et la génération des données en sortie peuvent prendre de quelques minutes à plusieurs heures. Pour démarrer le traitement, cliquer sur le bouton "Start".
8. Une fois le traitement terminé, les différents produits cartographiques sont ajoutés dans la carte courante. Selon leur nature, vous retrouverez ces couches dans la partie "2D Products" ou "3D Products" de la table des matières des couches. Différents outils sont à votre disposition pour mesurer des distances, des superficies ou des volumes en vous appuyant sur les données résultantes.
9. En cliquant sur le mode "3D View", vous pourrez consulter les couches 2D et 3D dans un environnement de globe 3D couvrant l'ensemble du monde. En cliquant sur le ruban "Tools", vous trouverez les outils permettant de partager ces nouvelles couches de données à travers le portail ArcGIS de votre organisation. Pour cela, vous cliquerez sur l'outil correspondant au type de couche à publier.
10. Une fois vos couches publiées sur votre portail, vous pouvez les exploiter dans des cartes web ou des scènes web et les partager avec les groupes d'utilisateurs de votre choix. Ainsi, Drone2Map for ArcGIS est totalement intégré à la plateforme ArcGIS en simplifiant le workflow et réduisant le temps entre la collecte d'images brutes et la diffusion de produits cartographiques haute-résolution auprès de vos collaborateurs et partenaires.
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