La photogrammétrie pour les pilotes de drone professionnels

Le 1er juillet 2023, par Antoine

L’un des exemples les plus connus de photogrammétrie est la reconstitution de villes en 3D sur Google Earth. La photogrammétrie capte la réalité et la transpose telle quelle dans le virtuel. Cette méthode fait de plus en plus d’adeptes dans le milieu du numérique, des jeux vidéo, de la réalité virtuelle, du cinéma, mais pas que. Les entreprises de tous les secteurs s’emparent de cette technique pour reconstituer un modèle numérique d’un bâtiment à rénover, d’une zone naturelle à protéger, d’un chantier à terminer ou encore d’une mine à exploiter, c’est pourquoi nous avons de plus en plus de demandes pour de la formation photogrammétrie drone. Pour comprendre le potentiel exceptionnel de la photogrammétrie, on revient d’abord sur les principes de fonctionnement de cette technique. On vous présente ensuite les applications possibles de la photogrammétrie dans notre monde actuel en pleine digitalisation. Pour les professionnels et les amateurs télépilotes de drone, on vous propose enfin une liste des meilleurs logiciels de photogrammétrie avec drone. Tour d’horizon de la photogrammétrie.

Comment fonctionne la photogrammétrie ?

La photogrammétrie est une technique qui consiste à photographier des points similaires à des angles de vue différents. Cette technique permet de déterminer les dimensions et les volumes d’un objet ou d’une zone à partir des mesures sur photo pour ensuite le reconstituer en version digitale 3D.

Un fonctionnement sur le principe de la vision stéréoscopique humaine

La photogrammétrie repose sur la stéréoscopie, le même principe de modélisation que la vision humaine. Lorsqu’un observateur regarde un objet, une image différente se forme sur la rétine de chacun des yeux. Le cerveau prend ensuite le relais pour traiter les 2 images et modéliser l’image en 3D. Cette restitution est connue sous le nom de réflexe oculaire – accommodation. La vision stéréoscopique combine donc deux images pour reconstituer une image dans le cerveau. La photogrammétrie fonctionne sur le même principe que la vision stéréoscopique humaine. Cette technique combine les mêmes points sur deux images pour proposer une modélisation très précise en 3 dimensions.

La photogrammétrie : une technique de modélisation en 3 étapes

1ère étape : la collecte d’images

La première étape consiste à prendre des images à partir de différentes vues. La caméra enregistre les positions de chaque prise de vue de l’objet ou de la zone sous différents angles. Ces images peuvent être prises au sol, et plus fréquemment par prises de vues aériennes. Par avion ou par drone, les images sont captées avec un appareil photo classique, ou avec un capteur d’image placé sur le drone. Cette étape nécessite l’intervention de professionnels de la photogrammétrie, car les photographies doivent être prises d’un angle de vue pertinent, afin de faciliter, plus tard, le travail de reconstitution en 3D. La qualité du résultat dépend en grande partie de la pertinence des prises de vue, tout autant que de la performance des outils.

2ème étape : Le traitement des images collectées

Un logiciel de restitution met en parallèle deux images, deux angles de vue du même point, pour restituer les informations collectées. Cette étape consiste à corréler plusieurs images à différents angles de vue d’un même point. La reconnaissance de points homologues sur différentes photos étant un travail long et fastidieux, le repérage des points de correspondance nécessite de passer par un logiciel de reconnaissance automatique. Les points de correspondance sont identifiés et serviront de référence pour calculer la géométrie de l’objet. Pour fiabiliser cette étape, il est essentiel de combiner de multiples points de vue

3ème étape : La modélisation en 3D

Une fois les points de correspondance identifiés, les techniques de photogrammétrie sont utilisées pour estimer la position de chaque point dans l’espace. Il s’agit ensuite de reconstituer l’objet en construisant sa surface. Pour cela, il faut combler les vides entre chaque point pour recréer la surface de l’objet ou d’une zone. Pendant cette dernière étape, le travail de l’opérateur est essentiel pour assurer un rendu précis, uniforme et réaliste. Pour découvrir nos dernières modélisations 3D, rendez-vous sur notre page Skechfab, vous pourrez observer la modélisation 3D du château de Chambord réalisé en photogrammétrie.

Quel secteur est en forte demande de photogrammétrie ?

Les applications de la photogrammétrie sont nombreuses dans notre monde actuel de plus en plus numérisé. Aujourd’hui, la photogrammétrie est utilisée dans le secteur du bâtiment, en architecture, en topographie, en géologie et dans bien d’autres domaines d’activité.

L’architecture

La photogrammétrie est utilisée pour la modélisation digitale en trois dimensions de bâtiments et d’infrastructures. Cette technique permet la visualisation numérique de projets architecturaux, de bâtiments à rénover, elle permet de documenter des réalisations, et de superviser la gestion de chantier. La photogrammétrie est aussi utilisée pour créer des maquettes, virtuelles et réelles, d’infrastructures et de monuments du patrimoine.

La cartographie et la topographie

La photogrammétrie est une technique utilisée pour cartographier des terrains, créer des cartes précises à partir d’images aériennes et terrestres. Les données collectées peuvent être ensuite utilisées à diverses fins, telles que la surveillance d’une zone protégée, la gestion des ressources naturelles ou encore la planification de chantiers. La photogrammétrie permet d’obtenir des images en haute résolution et en trois dimensions, un véritable atout pour la cartographie moderne. De plus, l’utilisation de drones ouvre de nouvelles opportunités pour cartographier des zones reculées et des terrains difficiles d’accès.

L’immobilier

Le secteur de l’immobilier s’intéresse aussi à la photogrammétrie, afin de présenter des modélisations 3D de biens mis en vente. Cette méthode permet aux acheteurs de facilement visualiser les biens, sans avoir à se déplacer. Par drone, la prise de photos de fait rapidement et à coûts réduits. Les visuels en 3D sont saisissants et permettent aux propriétaires de faire des choix plus rapidement. La plus-value d’une telle méthode est telle que de plus en plus d’agences immobilières adoptent cette technique de modélisation 3D.

L’ingénierie et le génie civil

La photogrammétrie permet d’effectuer des relevés de terrain précis pour la planification de projets d’ingénierie, tels que la construction de ponts, de barrages, de routes ou bien de voies de chemin de fer. La photogrammétrie donne des résultats très précis et fiables de la cartographie d’une infrastructure et d’une installation. Le drone facilite la surveillance et la cartographie de sites et d’installations difficiles d’accès. La photogrammétrie aide à analyser le terrain afin de planifier efficacement la construction d’une route, par exemple. Le génie civil s’est donc emparé de cette technique pour accompagner le processus de conception, la réalisation et la surveillance d’un chantier.

L’archéologie et la préservation du patrimoine

La photogrammétrie est utilisée pour documenter et modéliser des sites archéologiques, des monuments historiques ainsi que les hauts lieux du patrimoine culturel. Cette méthode participe à la préservation du patrimoine culturel en créant des reproductions numériques et des archives virtuelles, plus simples à partager avec le grand public. La photogrammétrie permet aussi de préserver la mémoire d’une civilisation et d’une culture à travers la préservation virtuelle du patrimoine. Cette technique est particulièrement utile dans les cas de menaces de destruction, telles que les conflits, les désastres naturels ou tout simplement l’effet du temps. Les répliques numériques de monuments historiques sont réalisées grâce à la photogrammétrie. On peut par exemple citer la cathédrale Notre Dame de Paris, qui a fait l’objet d’une modélisation numérique en 3D par photogrammétrie.

Le cinéma et les jeux vidéo

La photogrammétrie est utilisée pour la création de modèles 3D dans l’industrie du cinéma et des jeux vidéo. Cette technique est appréciée pour réaliser des effets spéciaux réalistes, pour créer le clone numérique d’acteurs, pour réaliser des cascades périlleuses par exemple, ou encore pour créer des personnages et des décors virtuels. Elle permet de capter des éléments dont nous disposons de photos pour les transposer et les animer sur écrans. Ce monde photo-réaliste offre un niveau d’immersion unique particulièrement prisé par les acteurs de l’industrie du divertissement. La franchise Call of Duty Modern Warfare a par exemple fait appel à la photogrammétrie pour améliorer les détails de son jeu vidéo Infinity Ward.

La réalité virtuelle et la réalité augmentée

La photogrammétrie permet de reconstituer des environnements virtuels réalistes à partir d’images réelles. Elle offre des possibilités d’exploration virtuelle et de visualisation interactive qui se rapproche au mieux de l’expérience physique réelle. Cette technique est donc utilisée par les entreprises du numérique pour créer des expériences immersives en réalité virtuelle et en réalité augmentée. Le milieu de la réalité virtuelle s’empare de cette méthode pour créer des modèles de décors digitalisés aussi vrais que dans le monde physique. Paris Musées propose, par exemple, une visite virtuelle de l’atelier du sculpteur Antoine Bourdelle. Derrière cette prouesse technique, se cache la photogrammétrie qui a permis la captation des images dans le musée pour reconstituer les lieux en réalité virtuelle.

Quels sont les logiciels de photogrammétrie du marché ?

Après la collecte des images, vient le temps du traitement des données sur logiciel. Cette étape est essentielle pour réaliser une modélisation en 3D précise et fiable. Alors comment bien choisir son logiciel de photogrammétrie ? La réponse dépend de votre projet et de votre expérience. Quel logiciel de photogrammétrie correspond le mieux à votre projet ? Vous êtes un professionnel chevronné ou vous débutez tout juste la photogrammétrie ?

RealityCapture

Ce logiciel permet de générer automatiquement des modèles en trois dimensions. Les nuages de points offrent un maillage en 3D complet et texturé avec un taux de résolution élevé. Une option permet d’alléger le modèle délivré pour faciliter la visualisation du rendu final. Ce logiciel est principalement utilisé pour la conception de jeux vidéo. Son utilisation est payante, sauf pour la démo gratuite

MicMac

Ce logiciel de photogrammétrie, développé par l’Institut de Physique du Globe de Paris, est destiné en priorité aux professionnels, tels que les cartographes, les archéologues, les géomorphologues et les architectes. Libre et gratuit, MicMac permet de gérer un grand nombre de données pour travailler sur de larges terrains, comme la modélisation d’une ville par exemple. Facile d’utilisation, il offre aussi un contrôle à la fin de chaque étape.

PhotoModeler

Ce logiciel génère automatiquement des nuages de points pour une modélisation en 3D facile. Il est notamment utilisé par le célèbre développeur de jeux vidéo Electronic Arts (EA). Au moment du traitement, la fonctionnalité Idealize, permet de retravailler les images en supprimant les distorsions de la lentille. Cette méthode permet d’obtenir des textures à la fois nettes et précises, et exportables au format CAO. Petit bémol, PhotoModeler est un logiciel payant qui ne dispose pas du work-flow automatisé.

Meshroom

Ce logiciel de photogrammétrie gratuit, proposé par AliceVision, est avant tout simple d’utilisation. Il est facile de procéder à une reconstitution 3D texturée en insérant les images. Le nuage de points en 3D est ensuite généré automatiquement par le logiciel. Il est aussi possible de personnaliser certaines étapes selon les besoins spécifiques de votre projet.

SpeedTree

Ce logiciel permet de modéliser des paysages hors norme, notamment dans un environnement naturel. Grâce à un outil d’art 3D et des algorithmes puissants, il est possible de concevoir des paysages uniques. Les compagnies Bungie et Ubisoft ont choisi de travailler avec ce logiciel.

Metashape

Proposé par Agisoft, Metashape est un logiciel d’édition de modèles 3D. Il est capable de traiter des données complexes et d’analyser les distances et les volumes pour générer des modèles en 3D. Parfait pour numériser des objets complexes et des grands espaces, ce logiciel très complet est utilisé aussi bien dans le milieu de la défense, de la recherche, du divertissement que de la préservation du patrimoine. Ce logiciel, au prix bon marché, permet aussi une modélisation automatique.

WebODM

Ce logiciel de photogrammétrie par drone est spécialement conçu pour reconstituer des modèles en 3D à partir de prises de vue aérienne. Particulièrement adapté pour la cartographie et la topographie, WebODM offre la possibilité de créer des nuages de points denses, des modèles en 3D texturés et des cartes géoréférencées.

DroneDeploy

Ce logiciel pour drone est utilisé par les professionnels des secteurs du BTP, de l’agriculture, de la surveillance et bien d’autres. DroneDeploy est un logiciel en cloud adapté à la prise d’image par drone. Le logiciel spécialisé dans les prises de vue aérienne permet de cartographier des zones étendues à partir de captures d’image par drone.

Quel est le meilleur drone pour la photogrammétrie ?

Il est possible de faire de la prise de vue aérienne par photogrammétrie avec différents types de drone. Pour une activité professionnelle, il est conseillé de s’équiper d’un drone spécialement conçu pour la photogrammétrie. Les drones équipés du système Real Time Kinematic (RTK) corrigent en temps réel les erreurs de positionnement GPS. Ce système facilite beaucoup la capture d’image en vue d’une cartographie, surtout pour les très larges zones. Si le drone n’est pas équipé du RTK, les ajustements doivent être faits manuellement.

Autel Evo II Pro

Ce drone professionnel permet de prendre des photos d’excellente qualité même à faible luminosité grâce aux capteurs CMOS super-sensibles de Sony. Les images conservent beaucoup de détails, même dans les zones d’ombre ou au contraire d’intense luminosité. L’application Explorer permet d’utiliser ce drone pour la photogrammétrie.

Le DJI Mavic 3 Enterprise

Ce drone professionnel est équipé d’un système de photogrammétrie pour la cartographie aérienne et la reconstitution en 3D. La caméra zoom x56 offre une précision au centimètre près.

Le Matrice 300 RTK

Ce drone professionnel polyvalent est idéal pour la photogrammétrie en prise de vue aérienne haute résolution. Le Matrice 300 RTK offre une grande fiabilité. Il peut notamment résister à des conditions climatiques hostiles, comme la pluie, le vent, la neige, les fortes chaleurs et le froid. De plus, la technologie AI Spot Check permet d’obtenir un cadrage cohérent.

Mavic 3 Pro

DJI a sorti Mavic 3 Pro, un drone grand public, facile à piloter. Ce modèle offre une option de photogrammétrie par drone clé en main, facilement transportable et d’une durée de vol moyenne d’environ 30 minutes. On note tout de même sa faible résistance au vent.

DJI Phantom 4 RTK

Ce drone de référence pour les professionnels de la photogrammétrie est idéal pour la cartographie de haute précision en basse altitude. Son système RTK et ses nombreuses options de pilotage et de prises de vue assurent un positionnement précis du drone pour répondre aux besoins du projet. Pour les prises de vue sur des surfaces moyennes, le drone DJI Phantom 4 RTK offre un bon rapport qualité/prix.

FAQ

Comment fonctionne la photogrammétrie ?

La photogrammétrie fonctionne sur le même principe que la vision humaine combinant yeux – cerveau. Deux points identiques sont combinés à partir de deux images pour générer une modélisation en 3D d’un objet ou d’une surface.

Qu’est-ce que la photogrammétrie ?

La photogrammétrie est une technique qui permet de reconstituer, à partir de photographies, un modèle en trois dimensions d’une scène, d’un monument, d’un objet ou d’une zone. Cette technique est utilisée par les professionnels du BTP, de l’architecture, de la surveillance, de la cartographie, du divertissement et par bien d’autres professions.

Quels sont les logiciels de photogrammétrie sur le marché ?

Il existe un très grand nombre de logiciels de photogrammétrie pour traiter les images collectées. Parmi les plus fréquents, on peut citer 3DF Zephyr, Ames Stereo Pipeline, Metashape, PhotoModeler ou encore RealityCapture.

Quel logiciel pour la photogrammétrie ?

Metashape, MicMac et Meshroom sont des logiciels de photogrammétrie gratuits et complets, qui permettent de nombreuses applications dans différents domaines.

Quel drone pour la photogrammétrie ?

Le drone DJI Phantom 4 RTK et le Matrice 300 RTK sont deux excellents choix pour les professionnels de la photogrammétrie et de la surveillance aérienne. Pour les professionnels débutants, le Mavic 3 Pro est un bon appareil pour démarrer la cartographie aérienne.