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Cartographie par drone pour l'agriculture et la forêt

La cartographie par drone donne à l'exploitant agricole ou au propriétaire forestier une orthophoto à jour et à l'échelle ainsi qu'un modèle de terrain de toute la propriété. Avec un appareil photo RVB ordinaire, vous pouvez mesurer des surfaces de champs, voir où l'eau s'accumule, estimer la hauteur de la canopée et comparer des vols dans le temps. Les indices de végétation tels que le NDVI ne sont pas inclus : ils exigent une caméra multispectrale et un autre logiciel.

Que peut apporter une carte de drone à une exploitation agricole ou forestière ?

Un vol avec un appareil standard fournit une orthophoto géoréférencée, un MNS (modèle numérique de surface : le dessus de tout ce qui s'y trouve) et un MNT (modèle numérique de terrain : le sol nu), ainsi qu'un nuage de points et un modèle 3D. Dans Orthosite, vous pouvez y mesurer surfaces, longueurs, hauteurs, pentes et volumes, comparer des vols de dates différentes et exporter les résultats.

Usages typiques que les données permettent :

L'orthophoto du vol de démonstration public dans la vue Ortho d'Orthosite, superposée à un fond de carte OpenStreetMap.
L'orthophoto du vol de démonstration public dans la vue Ortho d'Orthosite, superposée à un fond de carte OpenStreetMap.

Orthosite peut-il calculer le NDVI ou des cartes de santé des cultures ?

Non. Orthosite traite des images RVB ordinaires (JPG, PNG, TIFF). Il n'a ni calcul de bandes, ni calibration de réflectance, ni indices de végétation. Le NDVI se calcule à partir de la réflectance dans le proche infrarouge et dans le rouge ; il exige donc une caméra multispectrale et un logiciel conçu pour cela.

L'orthophoto d'Orthosite est une carte en vraies couleurs. C'est une bonne couche de fond pour la reconnaissance à l'œil, pour localiser les zones à problème et pour les mesurer, mais ce n'est pas une carte d'indice. Si la santé des cultures est l'objectif principal, volez avec un capteur multispectral et utilisez un outil d'indices dédié ; Orthosite couvre alors le terrain, la mesure et la documentation.

Comment repérer les problèmes de drainage et les zones humides sur une carte de drone ?

Ouvrez la vue DSM/DTM et activez les courbes de niveau, la pente et l'ombrage, avec un pas de courbes et une exagération verticale réglables. Les points bas, les lignes de fossé, les crêtes et les ruptures de pente apparaissent directement, et une coupe tracée le long d'un fossé ou à travers un champ donne le profil avec les hauteurs minimale et maximale et la longueur.

Orthosite ne réalise pas d'analyse hydrologique (pas de couche de direction ni d'accumulation d'écoulement) ; le jugement sur la destination de l'eau vous revient, ou revient à votre concepteur de drainage. Pour aller plus loin avec le terrain, téléchargez le MNS ou le MNT en GeoTIFF et utilisez-le dans un SIG ou un outil de conception de drainage.

La qualité des hauteurs dépend du géoréférencement : avec le RTK ou des points d'appui, les hauteurs suivent le système d'altitudes choisi, le meilleur cas réaliste est d'environ 2-3 GSD en altimétrie, et Orthosite indique la précision atteinte par rapport à des points de contrôle indépendants pour chaque vol. Pour les calculs de pente d'un plan de drainage, utilisez ce chiffre indiqué plutôt qu'une règle empirique. Les hauteurs sur sol nu et dégagé sont les plus fiables.

Le MNS (modèle numérique de surface) du vol de démonstration dans Orthosite, coloré selon l'altitude avec légende en mètres (RH2000), bascule MNS/MNT et boutons de téléchargement.
Le MNS (modèle numérique de surface) du vol de démonstration dans Orthosite, coloré selon l'altitude avec légende en mètres (RH2000), bascule MNS/MNT et boutons de téléchargement.

Comment obtenir la hauteur de canopée à partir d'un levé par drone ?

La hauteur de canopée est la hauteur de la végétation au-dessus du sol : MNS moins MNT. Le MNS est la surface que voit l'appareil (cimes d'arbres, sommet des cultures), le MNT est le sol en dessous. Les travaux publiés sur les modèles photogrammétriques de surface de culture et de hauteur de canopée à partir de drones RVB comprennent la biomasse de l'orge à partir de la hauteur des plantes[1] et la structure de la végétation à l'échelle du paysage à partir de modèles de hauteur de canopée[2].

CHMDSM= surface (treetops)DTM= groundCHM = DSM - DTM

Avec la formule Pro et au-dessus, Orthosite peut classer le nuage de points avec des filtres à base de règles (pas d'apprentissage automatique) : sol, végétation basse (moins de 0,5 m au-dessus du sol), moyenne (0,5-2 m), haute (2 m et plus), bâtiments, eau, routes, lignes électriques, tabliers de ponts et bruit, le reste restant non classé. Le nuage classé peut être exporté en LAS ou LAZ. Les hauteurs au-dessus du sol proviennent de la propre surface de sol du filtre. Vous pouvez lire hauteurs et distances dans le nuage de points et la vue 3D, et télécharger le MNS et le MNT pour les soustraire vous-même dans un SIG si vous voulez un raster de hauteur de canopée. Orthosite ne produit actuellement ni raster de hauteur de canopée prêt à l'emploi ni comptage d'arbres ou de plants.

Quelles sont les limites sous les arbres et dans les cultures denses ?

La photogrammétrie ne voit que ce que voit l'appareil. Sous une canopée forestière fermée ou dans une culture dense, presque aucune image ne montre le sol ; le nuage de points a donc peu ou pas de points de sol à cet endroit et le MNT est interpolé à partir des trouées, clairières et lisières. Une comparaison entre scanner laser sur drone et structure from motion a trouvé que les deux pouvaient décrire le terrain et la canopée dans des zones de fermeture de canopée relativement faible[3] ; sous canopée fermée, le scanner laser, qui peut atteindre le sol à travers les trouées du feuillage, est le meilleur outil.

Comment mesurer des surfaces, des tas et des changements dans le temps ?

Tracez un polygone sur l'orthophoto pour mesurer un champ, une zone endommagée ou une clairière dans votre propre système de coordonnées. Pour des tas de terre, d'ensilage, de fumier ou de bois, Orthosite calcule des volumes surface contre surface, la base étant nommée à côté du nombre (par exemple un plan ajusté, un point le plus bas ou un second levé).

Avec plus d'un vol dans un projet, vous pouvez utiliser Compare pour balayer entre les dates et, dans la vue DSM/DTM, afficher la différence en déblai (en dessous) et remblai (au-dessus). Cela documente l'érosion, des terrassements, un chemin raviné ou un peuplement abattu entre deux vols. Levez à chaque fois depuis les mêmes points d'appui ou le même dispositif RTK afin que les différences soient réelles et non une erreur de géoréférencement.

Comment voler pour une mission de cartographie agricole ou forestière ?

Voir les guides sur la planification du vol et les points d'appui pour plus de détails.

FAQ

Orthosite peut-il faire du NDVI ou des cartes de santé des cultures ?
Non. Orthosite transforme des images RVB en orthophoto, MNS/MNT, nuage de points et modèle 3D. Il n'a ni traitement multispectral, ni calcul de bandes, ni indices de végétation ; utilisez une caméra multispectrale et un outil d'indices dédié pour le NDVI.
Puis-je utiliser une carte de drone pour planifier un drainage ?
Oui, comme donnée de terrain. La vue DSM/DTM montre courbes de niveau, pente et coupes, et le MNS/MNT peut être téléchargé en GeoTIFF. Orthosite ne calcule pas l'écoulement de l'eau ; la conception du drainage est donc faite par vous ou votre concepteur, avec la précision atteinte indiquée pour le vol.
Comment mesurer la hauteur des arbres ou des cultures avec un drone ?
Soustrayez le MNT (sol) du MNS (dessus de la végétation). La photogrammétrie ne mesure le sol que là où l'appareil le voit ; sous une canopée fermée ou des cultures denses, le sol est donc interpolé et la hauteur est une estimation.
Orthosite classe-t-il la végétation ?
Oui, avec la formule Pro et au-dessus, avec des filtres à base de règles, pas d'apprentissage automatique : sol, végétation basse (moins de 0,5 m), moyenne (0,5-2 m) et haute (2 m et plus) selon la hauteur au-dessus du sol, plus bâtiments, eau, routes, lignes électriques, tabliers de ponts et bruit. Il n'identifie ni les espèces ni le type de culture.
Peut-il compter les plants ou les arbres ?
Non. Orthosite n'a pas de comptage de plants ou d'arbres. Vous pouvez mesurer et marquer vous-même des éléments sur l'orthophoto et le nuage de points.
Puis-je mesurer des surfaces de champs et des tas ?
Oui. Les surfaces se tracent sur l'orthophoto géoréférencée, et les volumes de tas sont calculés surface contre surface, la définition de la base étant nommée dans le résultat.
Puis-je documenter des dégâts de tempête ou d'inondation et suivre les changements ?
Oui. Volez de nouveau après l'événement, puis comparez les vols dans le visualiseur ou affichez la différence d'altitude en déblai et remblai. Utilisez à chaque fois les mêmes points d'appui ou le même dispositif RTK.

Sources

  1. Estimating Biomass of Barley Using Crop Surface Models (CSMs) Derived from UAV-Based RGB Imaging – Remote Sensing 6(11), 10395-10412 (2014)
  2. Ultra-fine grain landscape-scale quantification of dryland vegetation structure with drone-acquired structure-from-motion photogrammetry – Remote Sensing of Environment 183, 129-143 (2016)
  3. Assessment of forest structure using two UAV techniques: a comparison of airborne laser scanning and structure from motion (SfM) point clouds – Forests 7(3), 62 (2016)

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