Mesure de volume par drone : stocks et déblais/remblais

Comment un volume par drone est-il calculé ?

Le logiciel pose une grille sur votre contour. Dans chaque cellule, il prend la hauteur de la surface mesurée (un MNS, modèle numérique de surface) moins la hauteur de la surface de base, multiplie par l'aire de la cellule, et additionne les cellules : V = Σ (z_surface − z_base) × aire de la cellule. Les cellules où la surface est au-dessus de la base sont comptées en déblai (cut, matière au-dessus de la base, le tas) et celles en dessous en remblai (fill) ; le net est le déblai moins le remblai.

Pix4D calcule de la même façon : une étude publiée en carrière décrit sa grille dont l'intervalle est la distance d'échantillonnage au sol, avec le volume calculé cellule par cellule^[1]. La surface mesurée porte la précision du vol ; la base porte votre hypothèse sur un sol que personne n'a photographié.

Pourquoi la surface de base décide-t-elle du résultat ?

La base est le sol sous le tas, qu'aucune image ne montre. Chaque méthode doit le supposer, généralement à partir des hauteurs le long du contour que vous tracez. Deux opérateurs avec le même vol et des bases différentes obtiennent des volumes différents, et aucun n'a tort d'une façon que les données puissent révéler.

Sur la même surface, les bases d'Orthosite ont donné des réponses très différentes lorsqu'un contour coupait un tas à un angle (vol d'essai de Bräcke) : 388 m³ avec une base triangulée, 647 m³ avec un plan de meilleur ajustement et 864 m³ avec le sol visible ajouté. Retracé le long du vrai pied, toutes les bases sur trois surfaces différentes sont tombées à quelques pour cent les unes des autres (352 ± 9 m³ pour le premier tas, 1 000 ± 35 m³ pour le second). La leçon est celle de la liste de contrôle ci-dessous : tracez au pied, indiquez la base.

Quelle surface de base choisir ?

Orthosite nomme chaque base à côté du nombre, à l'écran, dans le PDF et dans les exports. Voici celles qu'il propose (les noms Pix4D proviennent de la documentation de Pix4D^[2]) :

• Triangulated boundary (TIN), par défaut – un réseau de triangles passant par les hauteurs de la surface aux sommets de votre contour. Juste lorsque tout le pied est visible et que le sol alentour n'est pas plat. Pix4D et DroneDeploy l'appellent Triangulated.
• Best-fit plane – un plan des moindres carrés passant par les hauteurs du contour. Lisse un contour irrégulier ; juste lorsque le sol est plat ou uniformément incliné. Pix4D : Fit Plane ; DroneDeploy : Linear Fit.
• Lowest boundary point – un plan horizontal à la hauteur la plus basse du contour. Pour les tas contre des murs dont une partie du pied est cachée ; il compte comme tas tout le sol situé au-dessus du sommet le plus bas. Pix4D : Align with Lowest Point.
• Mean boundary level – un plan horizontal à la hauteur moyenne du contour. Sur sol incliné, le côté haut devient déblai et le côté bas remblai. Pix4D : Align with Average Altitude.
• Custom height – un plan horizontal à une hauteur que vous saisissez, par exemple une dalle de béton connue. Pix4D : Custom Altitude.
• Boundary + visible ground – la définition propre d'Orthosite : le sol lisse à l'intérieur du contour qui lui est relié (lisse, pente inférieure à 8°) est ajouté comme points de contrôle, de sorte que la base suit le sol jusqu'au pied lorsque vous avez tracé le contour à une certaine distance à l'extérieur du tas. Elle ne peut pas connaître un sol qui continue de monter sous le tas.
• Against an earlier flight – la surface mesurée de l'autre vol sert de base (voir ci-dessous).

Une huitième base, Lowest point inside polygon (un plan horizontal à la cellule la plus basse n'importe où à l'intérieur du contour), n'est pas proposée sous forme de bouton ; lorsqu'un résultat l'utilise, Orthosite la signale comme non standard, car un seul fossé ou une seule cellule bruitée fixe la base de tout le polygone.

Même tas, même surface, trois bases : la base triangulée suit le sol incliné, les deux plans horizontaux retranchent ou ajoutent des coins.

Comment mesurer l'évolution entre deux dates ?

Survolez de nouveau le site et choisissez Against an earlier flight. La base est alors la surface mesurée du vol antérieur, si bien que le sol sous le tas est levé au lieu d'être supposé. C'est la grandeur modèle contre modèle que calculent les logiciels de levé et celle par laquelle se mesure normalement un métré contractuel. Les cellules que le vol antérieur ne couvre pas sont écartées, et le résultat indique la couverture de votre contour.

Volume on every flight applique le même contour et la même base à tous les vols d'un projet et liste déblai, remblai et net par vol, avec un export CSV portant la définition de la base sur chaque ligne. Utilisez à chaque fois le même contour, la même couche (MNS ou MNT) et la même base.

Une mise en garde : contre une surface d'un autre vol, un décalage de hauteur entre les deux levés devient un volume fantôme égal au décalage × la surface (3 cm sur 1 000 m² font 30 m³). Les bases construites à partir du contour annulent un décalage uniforme ; le modèle contre modèle, non. Rattachez les deux vols aux mêmes points d'appui ou à la même référence RTK et vérifiez les deux avec des points de contrôle.

Quelle est la précision des volumes de stocks par drone ?

Les comparaisons publiées situent un levé soigné à quelques pour cent de la référence, pas exactement dessus. Dans une étude en carrière, un volume UAV d'environ 12 750 m³ (GSD de 3,5 cm, sept points d'appui, calcul cellule par cellule dans Pix4D) différait d'une référence levée au GNSS de 144 m³, soit 1,1 %, ce qui équivaut à une différence moyenne de hauteur de 3,2 cm^[1]. Une comparaison de 2023 entre station totale, scanner laser terrestre et photogrammétrie par drone sur des stocks de granulats a trouvé la station totale utilisable seulement sur le sable vif et les granulats grossiers et sous-estimant généralement les volumes, le scanner laser faisant mieux, et le drone prometteur à plus basse altitude avec un recouvrement plus grand^[4].

Trois éléments fixent le nombre réel pour votre tas : la précision en hauteur de la surface (environ 2 à 3 GSD avec RTK et points d'appui, vérifiée sur des points de contrôle indépendants), la façon dont le pied est défini, et la base. L'erreur de hauteur compte proportionnellement à la surface : 2 cm d'erreur systématique sur un tas de 2 000 m² font 40 m³, quelle que soit la hauteur du tas. Orthosite indique la précision atteinte sur les points de contrôle pour chaque vol dans son rapport de précision ; le volume lui-même ne porte pas de valeur d'incertitude distincte.

Que coûte la résolution de la grille ?

Très peu si elle est assez fine. Sur des données de scanner laser, la méthode par grille différait d'un calcul sur surface triangulée de 0,00 à 0,09 % dans tous les programmes testés sauf un (celui-là : 2,45 %), et le pas de la grille comptait davantage : 0,03 % à 0,2 m, 1,37 % à 1 m^[3]. Orthosite intègre à la résolution native du modèle d'élévation, jusqu'à 6 millions de cellules par mesure. Les contours plus grands sont lus à travers des vues d'ensemble moyennées, qui conservent la hauteur moyenne et donc le volume, et la taille de cellule effective est indiquée comme Resolution. Lors d'un contrôle propre à Orthosite, la somme sur grille correspondait à une intégration exacte par prismes triangulaires des mêmes données en pleine résolution à 0,2 % près.

Quelles erreurs faut-il rechercher ?

• Le pied. Un contour qui traverse le tas ou se trouve à plusieurs mètres dans l'herbe déplace la base. Tracez le contour au pied ; les sommets d'Orthosite prennent leurs hauteurs dans le modèle d'élévation, pas à l'endroit où vous avez cliqué.
• Végétation et matière en mouvement. Herbe, arbustes, eau et chargeuses modifient la surface. Volez lorsque le tas est statique et que le contour est dégagé de plantes.
• MNS ou MNT. Le MNS est la surface telle que capturée et c'est le choix par défaut pour les tas. Le MNT est le sol nu et convient aux fouilles ; il repose sur une classification du sol, qui est fondée sur des règles, et sur les tas d'essai de Bräcke un MNT automatique est ressorti 9 à 15 % trop bas parce que les sommets des tas étaient traités comme non-sol.
• Biais de surface. Une surface située au-dessus du sol réel ajoute un volume de biais × surface chaque fois que la base en est indépendante (un autre vol, une hauteur saisie) ; les bases construites à partir du contour annulent un biais uniforme. Orthosite calcule lui-même le MNS sur grille à partir du nuage de points, en prenant la moyenne des points les plus hauts de chaque cellule (ceux situés à moins de 6 cm du sommet) au lieu du seul point le plus haut ; sur un vol de Bräcke, cela a fait passer l'écart du MNS par rapport au nuage de points aux points d'appui de +0,50 cm à −0,06 cm. Contrôlez la surface elle-même sur des points de contrôle indépendants.
• Couverture. Si une partie du contour n'a pas de données, le résultat le dit (surface couverte et avertissement de faible couverture) au lieu de se réduire silencieusement.
• Sol caché. Murs, surplombs et sol sous le tas sont invisibles pour un drone. Utilisez une hauteur personnalisée ou un vol antérieur comme base.

Bonnes pratiques pour des volumes défendables

• Volez avec au moins 80 % de recouvrement longitudinal et 70 % latéral et ajoutez des images obliques pour les tas hauts (voir le guide du vol RTK précis).
• Utilisez des points d'appui ou le RTK pour que la surface soit correctement placée (guide des points d'appui), et gardez des points de contrôle de côté pour mesurer le résultat.
• Tracez le contour au pied, sur un tas statique, sans plantes à l'intérieur.
• Choisissez la base à dessein, écrivez-la à côté du nombre et employez la même pour chaque levé répété.
• Indiquez le système de coordonnées et d'altitudes. Orthosite précise si les longueurs, surfaces et volumes sont des valeurs sur la grille ou sur le sol.

Comment Orthosite mesure-t-il un volume ?

Dans la barre d'outils de mesure du visualiseur 3D, vous tracez un polygone autour du tas et faites un clic droit pour calculer déblai et remblai. Vous choisissez la couche (Surface DSM ou Terrain DTM) et la base, et le panneau de résultat affiche déblai, remblai, net, surface, résolution, couverture, ainsi que le nom de la base avec sa définition. La vue 3D dessine la surface mesurée en rouge et la surface de base en bleu, et un rapport PDF reprend le contour dans le système de coordonnées et d'altitudes que vous avez choisi. Le volume est calculé sur le serveur à partir du modèle d'élévation livré.

Dernière vérification: 2026-10-10