Lancé en septembre 2019 par DJI, le Phantom 4 Multispectral (P4M) est un drone orienté Agriculture & Environnement. Très utilisée au sein de ces deux secteurs, l’imagerie multispectrale permet de collecter un grand nombre d’informations sur l’environnement. Cette technologie facilite le suivi de la végétation, et offre aux professionnels la possibilité d’intervenir par anticipation sur leurs cultures. La force du P4M, est sa solution compacte tout en un drone + capteur intégré, prête à voler en quelques minutes sur le terrain.
Fig. 1 : Le drone DJI Phantom 4 Multispectral et son capteur multispectral intégré
Une solution TOUT EN UN drone + capteur
Le P4M est avant tout un drone compact : un poids inférieur à 1,5kg, et une diagonale moteur à moteur de 35cm. Ce poids plume lui permet de voler en catégorie ouverte A2 limitée et A3 limitée. Ce petit format, le rend facile à transporter et à déployer. Il suffit seulement de retirer la protection du capteur, d’insérer la batterie et de fixer les hélices. Le reste des opérations se passe au niveau de la radio et de l’application DJI GS Pro (cf. Fig. 5).
Fig. 2 : Le drone DJI Phantom 4 Multispectral et ses différents capteurs
Un capteur multispectral intégré pour faciliter la prise en main
Le premier avantage du DJI Phantom 4 Multispectral est son capteur multispectral intégré en sortie d’usine. Il remplace certaines solutions qui nécessitaient d’adapter un capteur externe à l’aéronef, comme celle du Parrot Sequoia à bord d’une aile volante. Avec le P4M, il n’y a aucune modification logicielle ou matérielle à apporter. Stabilisé sur 3 axes, son capteur collecte avec grande précision et un angle maintenu au nadir (orienté à 90° vers le bas) les images en vol.
Fig. 3 : Le capteur multispectral 6-bandes du DJI Phantom 4 Multispectral
Le capteur principal du P4M repose sur 6 capteurs dotés des caractéristiques suivantes :
• Capteurs : 6 CMOS de 1/2,9 pouce et de 2,12 MP (1 RGB pour la partie visible et 5 monochromes pour la partie multispectrale).
• Filtres : Red-edge (RE) ~ 730nm +/- 16nm ; Proche infrarouge (NIR) ~ 840nm +/- 26nm ; Vert (V) ~ 560nm +/- 16nm ; Rouge (R) ~ 650nm +/- 16nm ; Bleu (B) ~ 650nm +/- 16nm.
• Objectifs : FOV (champ de vision) de 62,7° ; distance focale de 5,74mm (équivalent au format 35mm : 40mm) ; mise au point automatique réglée sur ∞ ; ouverture égale de f/2,2.
• Autres : gamme ISO du capteur RGB : 200 – 800 ; gaine de capteur monochrome :
1 – 8 x ; obturateur global électronique : 1/1000 – 1/20000 s (partie visible), 1/100 – 1/10000 s (partie multispectrale).
Les images sont enregistrées en format JPEG pour le capteur visible RGB et en format TIFF pour les capteurs monochromes. Le format TIFF permet d’importer puis de traiter les images sur des suites logiciels comme Pix4Dfields, DJI Terra, Agisoft Metashape ou encore QGIS. Nous conseillons d’utiliser Pix4Dfields avec le P4M, car ce logiciel est spécialement dédié à l’agriculture de précision et au secteur environnemental. De plus, lors de l’importation, Pix4D prend en charge automatiquement les corrections radiométriques du capteur multispectral.
Une précision centimétrique avec la fonction TimeSync et le module RTK
Le système TimeSync de DJI promet une précision centimétrique aux données de positionnement des images. Il synchronise pour cela en permanence le contrôleur de vol, les 6 caméras du capteur ainsi que le module RTK intégré. Pour bénéficier du dispositif RTK, 2 possibilités sont offertes : souscrire à un abonnement réseau comme Orphéon, ou investir dans une station mobile D-RTK 2. L’abonnement réseau permet de s’affranchir de matériel au sol, mais nécessite une connexion internet. La station elle n’a pas besoin de réseau internet, mais le dispositif peut être encombrant à emporter sur le terrain.
L’autre fonctionnalité principale est la fonction live NDVI. Avec celle-ci, l’opérateur peut visualiser en direct des indices de végétation tel que le NDVI, le NDRE ou encore le GNDVI ; très utile pour identifier depuis le terrain les zones nécessitant une attention particulière.
Fig. 4 : La fonction live NDVI du DJI Phantom 4 Multispectral sur l’application DJI GS PRO
Une application complète de préparation des vols
DJI GS Pro est l’application par défaut utilisée pour la préparation des missions de vols automatiques avec le DJI Phantom 4 Multispectral. Son interface est très complète, avec la possibilité d’ajuster tout un ensemble de paramètres de vol. L’application est aussi intuitive, elle se charge automatiquement de tracer le plan de vol et conseil l’opérateur sur les valeurs optimales à rentrer. Les paramètres par défaut ci-dessous sont ceux conseillés par DJI :
Fig. 5 : Paramètres donnés par DJI pour les missions de vols automatiques avec le DJI Phantom 4 Multispectral dans l’application DJI GS Pro
Pour des applications agricoles, les paramètres auxquels il faut veiller particulièrement sont la résolution au sol ou GSD (= nombre de cm/pixel au sol) qui dépendra du niveau de détail souhaité, ainsi que le taux de recouvrement des images (Front Overlap Ratio et Side Overlap Ratio).
Fig. 6 : Orthophotographie NDVI obtenue par traitement des images du DJI Phantom 4 Multispectral
Un drone conçu pour l’agriculture de précision
Le drone DJI Phantom 4 Multispectral est la porte d’entrée de l’agriculture de précision. Sa solution compacte drone + capteur intégré est idéale pour être transportée et déployée en quelques minutes sur le terrain. La fonction Time Sync associée au module RTK promet une précision centimétrique des images capturées, et la fonction live NDVI permet de visualiser en temps réel les indices de végétation suivant : NDVI, NDRE et GNDVI. Pour préparer les missions, l’application DJI GS Pro propose tout une panoplie de paramètres modifiables à souhait par l’opérateur. Enfin, le DJI Phantom 4 Multispectral se classe parmi les solutions offrant le meilleur rapport qualité/prix du marché, avec un capteur du même gabarit que le Parrot Sequoia, référence dans le secteur.