Beaucoup d’entre vous se posent la question : quel drone faut-il choisir pour des missions de photogrammétrie ?

Pour rappel, la photogrammétrie est la technique qui consiste à effectuer des mesures dans une scène, en utilisant la parallaxe obtenue entre des photographies acquises selon des points de vue différents. Cette technique se développe de plus en plus grâce à l’émergence des logiciels de calcul de corrélation entre images comme Pix4Dmapper. Cette démocratisation touche plusieurs domaines : topographie, architecture, archéologie, etc…

Avant de choisir son drone il faudra se poser plusieurs questions essentielles :

• Quel capteur utiliser ?
• Comment géolocaliser mon relevé et avec quelle précision ?
• Quel est le domaine d’application de mes missions ?

Choix du capteur

Avant tout il faut se souvenir que la technique de la photogrammétrie repose par définition sur des photographies. Le choix du capteur sera donc primordial.

En photogrammétrie la résolution au sol (Ground Sample Distance ou GSD en anglais) est souvent exprimée en centimètre. Ce GSD varie selon plusieurs paramètres du capteur embarqué : la résolution en pixels, la taille du capteur, la focale de l’objectif et la distance entre le capteur et l’objet à reconstituer. Plus le GSD est petit, plus la résolution est fine. La précision que l’on peut attendre du résultat de de 1 à 2 GSD en planimétrie et 2 à 3 GSD en altimétrie. Pour une meilleure qualité de restitution, il faudra privilégier les grands capteurs avec un nombre important de pixels.

En théorie, n’importe quel appareil photo permet de modéliser une scène mais pour un résultat cohérent il est admis d’utiliser un capteur de 20MP 1 pouce au minimum. Aussi, il est recommandé d’utiliser une focale fixe qui fournit une image de meilleure qualité qu’un objectif à focale variable (zoom).

Voici une liste non exhaustive de capteurs classés par qualité, taille et résolution :

Autre point important dans le choix du capteur, son mode d'obturation (shutter). Il existe principalement 2 modes : le "rolling shutter" et le "global shutter".

Un capteur équipé d'un rolling shutter (DJI Zenmuse X5S par exemple) va enregistrer les pixels ligne par ligne, un peu à la manière d'un scanner. Ce mode à l'inconvénient de déformer l'image lorsque le drone est en mouvement et vous donnera donc de moins bons résultats.

Les capteurs avec global shutter (comme la DJI Zenmuse P1), plus hauts de gamme, enregistrent de façon simultanée tous les pixels. La prise de vue sera donc plus nette et non-déformée.

Les logiciels de photogrammétrie sont capables aujourd'hui de corriger l'effet de rolling shutter, cependant privilégier un appareil avec global shutter vous apportera des résultats plus précis.

Géolocalisation

Aujourd’hui la plupart des drones avec capteur intégré (Dji Mavic 2 Pro, Parrot Anafi, etc…) géolocalisent automatiquement les clichés : latitude, longitude, hauteur sont enregistrées et liées à chaque cliché. 

Le récepteur GNSS de ces drones permet d’obtenir une précision absolue de quelques mètres et une précision relative de quelques dizaines de centimètres sur le résultat final. Il est tout de même possible d’atteindre une précision centimétrique en dispersants des points de calage sur le terrain (Ground Control Point ou GCP en anglais) dont on enregistre les coordonnées grâce à un récepteur GNSS par exemple.

La géolocalisation des clichés n’est pas toujours possible s’il n’y a pas de couverture GPS, en intérieur par exemple, ou avec certains drones dont le capteur n’est pas intégré (DJI M600 Pro par exemple). Dans ce cas le calcul de corrélation sera plus long et nécessitera obligatoirement des GCPs pour obtenir un modèle 3D à l’échelle. Attention pour des relevés de zones très uniformes (murs lisses, champs, forêts, etc…) la restitution peut échouer car le logiciel ne pourra pas trouver suffisamment de points de liaison entre paires d’images.

Le système GNSS RTK (Real Time Kinematic) équipe de plus en plus les drones dédiés à la photogrammétrie : DJI Phantom 4 RTK, Leica Aibot, DJI Matrice 300RTK, Yuneec H520 RTK. Cela permet d’obtenir une géolocalisation précise des clichés et donc des résultats après calcul proches du centimètre. Ce dispositif vous permettra de gagner du temps dans le processus de modélisation.

Plusieurs autres éléments permettent d’atteindre une meilleure qualité de localisation : une nacelle stabilisée, la synchronisation des prises de vues et des mesures GNSS etc…

Voici un tableau récapitulatif de la précision obtenue selon quelques modèles de drones :

Domaine d'application

Votre métier et le genre de relevé que vous réalisez influencera également votre choix d’appareil.

Premièrement il faudra savoir dans quel(s) scénario(s) vous allez opérer : 

• Pour des missions hors agglomération : carrières , champs, relevés de routes, privilégiez un drone homologué S1 (future catégorie ouverte) et S2. 
• si vous avez des missions en agglomération il vous faudra un drone dont le poids est inférieur à 8Kg pour qu’il soit homologable en S3.

Pour rappel concernant la législation européenne : aucun drone n'est à ce jour marqué CE. Vous pouvez tout de même tous les utiliser dans les scénarios nationaux qui continuent d'exister.

Dernier point,  vous devrez choisir entre :

• les drones à capteur intégré dont l’utilisation sera optimisée pour la photogrammétrie, ou 
• les drones porteurs qui permettent d’embarquer plusieurs types de capteurs (caméra thermique, caméra multispectrale, LIDAR, etc…)

Quelques exemples de drones

Voici quelques choix d’appareil selon type d’utilisation :

Pour de la photogrammétrie en milieu urbain et de surface moyenne (quelques hectares) le DJI Phantom 4 RTK sera le drone idéal grâce à son gabarit, il est probablement le meilleur rapport qualité/prix du moment en topographie.

Pour de grandes surfaces, il est recommandé d’utiliser un drone à voilure fixe comme la senseFly eBee X capable de balayer jusqu’à 300ha par vol.

Le DJI Matrice 300 RTK est l’une des configurations les plus précises : récepteur GNSS RTK, capteur plein format 45MP. Seul inconvénient, il faudra attendre 2021 pour acquérir le capteur Zenmuse P1. Il est également très polyvalent car il peut embarquer des capteurs thermiques (Zenmuse H20T) ou LIDAR (Zenmuse L1)

Enfin si le système RTK n’est pas indispensable le DJI Mavic 2 Pro, le Yuneec H520 avec la caméra e90 ou le Dji M600 Pro seront de très bon outils.

Les choix d'ABOT : 

Le meilleur rapport qualité/prix : Le DJI Phantom 4 RTK

Si vous être professionnel de la mesure (topographe, architecte, etc...), le meilleur rapport qualité/prix sera le DJI Phantom 4 RTK. Il propose un bon capteur, un système RTK et une application 100% dédié à la photogrammétrie

Le haut de gamme : Le DJI Matrice 300 RTK équipé de la Zenmuse P1

L'autonomie de ce drone associé au capteur plein format de 45MP vous permettra d'acquérir des données de très grande précision sur de larges surfaces. En plus de cela, il est polyvalent et vous permettra d'embarquer d'autres capteurs.

L'entrée de gamme : Le DJI Phantom 4 Pro

Il a tout du Phantom 4 RTK... sans le RTK mais à un prix nettement plus abordable.

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