Comment faire de la photogrammétrie avec un drone

La photogrammétrie, comment ça fonctionne ?

Le principe est simple. Vous prenez des dizaines, parfois des centaines, de photos d’un même terrain ou bâtiment sous différents angles. Un logiciel spécialisé repère ensuite les points communs entre ces images et reconstruit la géométrie 3D de la scène.

Les résultats obtenus varient selon vos besoins. Une orthophoto est une image aérienne corrigée géométriquement, mesurable comme une carte classique. Le modèle numérique de surface (MNS) produit quant à lui une carte d’altitude du terrain incluant bâtiments et végétation. Vous pouvez aussi générer un modèle 3D texturé, c’est-à-dire une reconstitution réaliste d’un bâtiment ou d’un monument que l’on peut manipuler à l’écran. Enfin, le nuage de points rassemble des millions de points positionnés dans l’espace tridimensionnel, servant de base à toute mesure précise.

Chaque type de livrable répond à un usage professionnel différent, et un même jeu de photos peut servir à tous les produire.

Planifier le vol correctement

La qualité de votre modèle 3D dépend directement de la qualité du plan de vol. Commencez par estimer la surface à couvrir. Pour vous donner un ordre de grandeur, un terrain de football nécessite environ 100 photos, tandis qu’un hectare complet en demande entre 200 et 400.

Votre drone doit maintenir une altitude constante sur toute la zone. Entre 50 et 80 mètres convient à la majorité des projets. Le paramètre le plus critique reste le chevauchement entre les photos. Visez 70 à 80 % de recouvrement frontal et 60 % en latéral. Sans ce chevauchement suffisant, le logiciel ne peut pas relier les images entre elles et la reconstruction échoue.

Concrètement, vous volerez en lignes parallèles, un peu comme on tond une pelouse. Des applications telles que Pix4Dcapture, DJI Ground Station Pro ou DroneDeploy automatisent ce quadrillage et déclenchent les photos au bon moment. Orientez la caméra vers le bas à 90 degrés (position nadir) pour cartographier un terrain. Si vous modélisez un bâtiment en 3D, ajoutez des passes supplémentaires à 45 degrés pour capturer les façades.

Réglages caméra pour la photogrammétrie

La photogrammétrie utilise des photos individuelles haute résolution, pas de la vidéo. Réglez votre caméra en mode photo, avec la résolution maximale disponible, idéalement 12 mégapixels ou plus. Plus la résolution est élevée, plus le modèle 3D sera détaillé.

Gardez l’ISO le plus bas possible, entre 100 et 200. Le bruit numérique dégrade considérablement la reconstruction 3D car le logiciel confond les artefacts de bruit avec de vrais détails de surface. La vitesse d’obturation doit être rapide, au minimum 1/500 de seconde, pour éviter tout flou de mouvement. Votre drone se déplace pendant chaque déclenchement, l’obturateur doit donc compenser ce mouvement.

Dernier point qui surprend souvent, le format JPEG suffit amplement. Le RAW n’apporte rien ici car le logiciel de photogrammétrie n’a pas besoin de latitude d’exposition. Ce qu’il lui faut, c’est de la netteté et de la cohérence entre les clichés.

Les logiciels de traitement photogrammétrique

Une fois vos photos capturées, le traitement logiciel prend le relais. Côté solutions gratuites, OpenDroneMap est spécifiquement conçu pour les photos drone et génère orthophotos, modèles numériques de surface et nuages de points. Son interface web, WebODM, simplifie grandement la prise en main. Meshroom, un autre logiciel open source, offre des résultats professionnels grâce à son interface nodale, mais nécessite un GPU Nvidia.

Du côté des solutions payantes, Pix4Dmapper reste la référence de l’industrie avec une précision remarquable et un support technique solide. Agisoft Metashape constitue une excellente alternative, particulièrement prisée en archéologie et en recherche universitaire, avec l’avantage d’une licence perpétuelle.

Comptez entre 2 et 8 heures de traitement pour 200 photos sur un PC équipé d’un GPU dédié. Le processus est très gourmand en ressources, prévoyez au minimum 16 Go de RAM et une carte graphique récente pour travailler confortablement.

Applications concrètes par secteur

Dans le BTP et la construction, la photogrammétrie par drone permet le suivi d’avancement de chantier, le calcul de volumes de terre déplacée et l’inspection de toitures. Les géomètres l’utilisent aussi pour produire des relevés topographiques en une fraction du temps qu’exigerait un relevé au sol.

L’agriculture de précision en tire un profit considérable. La cartographie des parcelles, la détection de stress végétal et la planification d’irrigation deviennent accessibles même pour des exploitations de taille modeste. Un survol mensuel suffit à suivre l’évolution des cultures et à repérer les zones problématiques avant qu’elles ne s’étendent.

Les archéologues documentent leurs sites de fouilles avec une précision millimétrique grâce à cette technique. Chaque couche stratigraphique peut être modélisée en 3D avant d’être fouillée, créant un archivage numérique permanent du site. Le secteur de l’immobilier s’y intéresse aussi pour produire des modèles 3D de propriétés et des visites virtuelles aériennes.

Les compagnies d’assurance font appel à la photogrammétrie drone pour évaluer les dommages sur les toitures après une tempête ou un incendie, réduisant les délais d’expertise de plusieurs jours à quelques heures.

Quel drone choisir pour la photogrammétrie ?

Un drone GPS avec caméra 4K suffit pour commencer. Le GPS est indispensable car il géolocalise chaque photo automatiquement, ce qui permet au logiciel de positionner les images les unes par rapport aux autres. Les modèles DJI sont les plus compatibles avec les logiciels de photogrammétrie grâce à leurs données EXIF GPS précises.

Pour la prise de vue panoramique, la photogrammétrie ouvre aussi la porte à la création de photos panoramiques par drone d’une qualité exceptionnelle. Si vous cherchez un premier drone adapté à ce type de travail, notre guide sur les drones pour filmer en 4K vous aidera à trouver le bon modèle sans dépasser votre budget.