Créer des photomaillages 3D sur l'ensemble de votre territoire à l'aide de Site Scan for ArcGIS

Depuis que les équipes de nFrames ont rejoint Esri, Site Scan for ArcGIS a évolué pour utiliser dorénavant le moteur de SURE for ArcGIS pour le calcul des photomaillages (meshes) 3D. Cette puissante application sur le Cloud (en mode Saas) permet de générer rapidement des photomaillages 3D précis à l'échelle de toute une ville ou agglomération. Site Scan ingère des images prises par des drones et procède à un traitement photogrammétrique de ces images pour les transformer en produits cartographiques 2D et 3D (orthophoto, nuage de points, phtomaillages 3D, MNE/MNT, ...). Ces produits peuvent être utilisés non seulement pour mettre à jour les images de fond de carte, mais désormais, grâce à cette technologie de photomaillage 3D améliorée, ces données générées par Site Scan peuvent être utilisées pour créer un jumeau numérique d'un large territoire de manière efficace et à faible coût.

Pour tester cela, Esri et un de ses partenaire Wingtra, ont réalisé un POC: utiliser le WingtraOne Gen II pour cartographier une grande partie de Zurich, en Suisse, et traiter les données dans Site Scan for ArcGIS à l'aide du nouveau moteur de photomaillage SURE.

La collecte d'images de drones pour créer ces jumeaux numériques nécessite des angles de caméra et des champs de vision qui non seulement se chevauchent suffisamment, mais capturent également les façades des bâtiments ou les parties verticales des éléments naturels. Cela garantit que le moteur de maillage dispose de suffisamment d'informations sur la texture et les détails pour que les modèles générés soient complets et à haute résolution.

À l'aide de l'application iOS de planification de vol de Site Scan for ArcGIS et d'un quadricoptère pris en charge, le mode de vol le plus adapté sera "Crosshatch Survey". Ce mode de vol crée un modèle de vol nord-sud-est-ouest avec l'angle de la caméra par défaut à 35 degrés. Ces trajectoires de vol permettent une meilleure reconstruction des données 3D car chaque autre ligne de vol regarde dans la même direction, créant un effet stéréo qui améliore la reconstruction.

Lors de la capture d'une grande zone, il peut être plus efficace d'utiliser un drone de type "avion" plutôt qu'un quadricoptère. Wingtra vient d'annoncer la prochaine génération de son VTOL, ou avion à "décollage et atterrissage vertical", le "WingtraOne Gen II". Ce drone dispose d'une caméra améliorée montée selon un angle oblique combinée à un objectif à large champ de vision pour capturer les façades et des structures urbaines sans nécessiter plusieurs passages.

Les survols de Zurich ont été planifiés sur huit tronçons. L'acquisition des images a été réalisée en seulement six heures de vol au total.

Une fois les vols terminés, la première étape consistait à post-traiter les données GPS à l'aide d'une méthode de "cinématique post-traitée" ou "PPK" et de géolocaliser les images brutes à l'aide de ces informations de localisation plus précises.

Une fois les informations GPS des images mises à jour, les images ont été téléchargées sur la plateforme Cloud Site Scan for ArcGIS pour traitement. Chaque section de vol a été téléchargée séparément. Ces sections peuvent être fusionnées pour être traitées ensemble ou conservées séparément pour être réunies après traitement en une seule carte ou scène 3D. Des points de contrôle au sol (GCP) ont été ajoutés et marqués comme points de contrôle pour vérifier l'exactitude des données GPS PPK après le traitement. 

Chaque section a été traitée simultanément dans le cloud, grâce aux capacités de traitement élastiques de Site Scan for ArcGIS qui permettent un traitement parallèle des différents ensembles de données d'un même utilisateurs ou des différents utilisateurs de la plateforme. L'avantage de pouvoir traiter simultanément plusieurs secteurs de notre territoire c'est la disponibilité, dans les heures suivant le vol, des produits cartographiques résultants.

Les jeux de données résultants sont assez volumineux en raison de l'imagerie Wingtra haute résolution. Il serait peu pratique, bien que tout à fait possible, de les télécharger sur une machine locale uniquement pour les republier sur ArcGIS Online ou sur un portail ArcGIS Enterprise. 

Pour cette raison, Site Scan inclut un bouton permettant la publication directe. Ce dernier automatise la création de couches hébergées directement de Site Scan vers le portail ArcGIS Online (ou Enterprise). Pour les jeux de données de Zurich, il a suffit de cliquer sur ce bouton et de paramétrer la tâche de publication vers le dossier souhaité et/ou le groupe de partage pour ajouter les données à l'organisation ArcGIS. Les photomaillages 3D ainsi publiée en tant que couches de scène peuvent alors être intégrées à une scène 3D pour permettre le streaming haute définition de ces données sur le web pour être visualisées dans un navigateurs web (desktop ou mobile) ou dans des applications comme ArcGIS Earth, ArcGIS Pro, ArcGIS Runtime,...

Cartographier une ville entière comme Zurich avec une photomaillage 3D à haute résolution n'est pas une nouveauté dans l'absolue mais constituait jusqu'à présent une tâche relativement complexe et longue à réaliser. Les avancées technologiques du coté des drones, avec des appareils comme la dernière génération du WingtraOne VTOL, combinées au traitement d'images dans le cloud avec Site Scan for ArcGIS font désormais d'un projet comme celui-ci un workflow rapide et simple: capturer, traiter et partager.

Vous pouvez en savoir plus sur Wingtra et le WintraOne Gen II depuis cette page, et sur Site Scan for ArcGIS depuis cette page.

Par ailleurs, vous pourrez découvrir en live, le résultat de ce POC via cette scène web 3D ArcGIS Online.