Présentation

Article

1 - TYPES DE MESURES

2 - QUELQUES CONSIDÉRATIONS SUR LES LASERS

3 - ÉTAPES DE TRAVAIL

4 - TRAITEMENTS ET UTILISATION DU NUAGE DE POINTS

5 - ÉVOLUTIONS ET CONCLUSIONS

6 - GLOSSAIRE

Article de référence | Réf : RAD7420 v1

Traitements et utilisation du nuage de points
Scanners lasers terrestres - Des nuages pour la géomatique

Auteur(s) : Vincent BARRAS

Date de publication : 10 sept. 2018

Pour explorer cet article
Télécharger l'extrait gratuit

Vous êtes déjà abonné ?Connectez-vous !

Sommaire

Présentation

Version en anglais English

RÉSUMÉ

Les années 2000 ont apporté la notion de numérisation 3D. Les scanners lasers ont été le fer de lance des outils permettant de fournir des nuages de points. Avec des capacités de mesure de l’ordre du million de points par seconde et des portées moyennes de l’ordre de 300 m, ces instruments sont adaptés pour "rastériser" des scènes extérieures ou l’intérieur de bâtiment de manière exhaustive avec une précision millimétrique. Basé sur des techniques de mesure de distances en utilisant des lasers, ces appareils sont sensibles à la réflectance des objets. L’assemblage et le géoréférencement donne un nuage positionné dans un système de coordonnées national ou local. Le résultat peut être utilisé pour des visualisations, des mesures tridimensionnelles ou des classifications d’objets. Il est également possible de réaliser des maquettes virtuelles en vectorisant et modélisant des objets du nuage.

Lire cet article issu d'une ressource documentaire complète, actualisée et validée par des comités scientifiques.

Lire l’article

Auteur(s)

  • Vincent BARRAS : Ingénieur HES en géomatique - Professeur de topométrie, lasergrammétrie - Institut de l’ingénierie du territoire (Insit), Haute École d’Ingénierie et de Gestion du canton de Vaud (HEIG-VD), Yverdon-les-Bains, Suisse

INTRODUCTION

Durant la seconde moitié des années 1990, quelques firmes ou laboratoires spécialisés présentent de drôles d’instruments qui mélangent le principe du tachéomètre des géomètres et le principe du scannage d’une feuille de papier, un laser balaye, de manière sphérique, l’environnement pour fournir un nuage de points tridimensionnels, soit un « raster » 3D ou « nuage » 3D.

Les premiers résultats présentés au public sont des relevés de raffineries souvent compliqués à cartographier en raison de la complexité des tuyauteries. À ses débuts, la lasergrammétrie (technique traitant des mesures dans les résultats des scanners lasers) propose régulièrement ses atouts pour l’architecture d’extérieur.

Très vite, les firmes actives dans le domaine de la topométrie envisagent son potentiel pour des activités nouvelles (relevés d’ouvrages complexes, « tels que construits », etc.) et surtout une concurrence pour les stations totales (tachéomètres motorisés avec des fonctionnalités de stockage et de calcul, l’outil principal des géomaticiens à cette époque). Elles rachètent quelques développements ou créent des collaborations, par exemple :

  • Leica Geosystems rachète Cyrax ;

  • Trimble reprend Mensi ;

  • Faro reste indépendant dans ses développements, au départ, plus orientés industriels. Aujourd’hui, Trimble revend certains modèles sous son nom ;

  • Zoller+Frölich a longtemps eu une forte collaboration avec Leica Geosystems.

Aujourd’hui, les développements matériels ont atteint une certaine maturité en termes de vitesse et de précision. Les évolutions actuelles se concentrent sur les algorithmes de filtrage et les possibilités d’assemblages automatisés des nuages de points.

Il ne faut pas s’y tromper, obtenir un nuage 3D d’un environnement n’est que le début du travail. Avec ce raster, plusieurs traitements sont envisageables :

  • une utilisation directe du nuage de points 3D pour visualiser un environnement, faire des mesures ou y intégrer un projet. Ce nuage de points peut être coloré selon différentes informations (la réflectance du laser, la couleur d’une photo prise en parallèle du nuage de points…). Ce nuage permet également de conserver un état des lieux à un instant précis ;

  • après digitalisation des points caractéristiques du nuage, on obtient des vecteurs 3D, voire des formes en 3D. Ce processus, encore très manuel, permet d’alléger grandement le volume des données et de mettre en évidence les éléments essentiels qui étaient l’objectif de l’acquisition ;

  • la modélisation est la recherche de formes géométriques (meilleurs plans, cylindres, sphères…) ou de surfaces composites (maillage ou «  mesh  ») dans ce nuage. Cette transformation en éléments vectoriels « moyens » permet de limiter l’impact du bruit des mesures pour obtenir des maquettes virtuelles, base de très nombreux produits (modèle numérique de terrain, BIM…) ;

  • l’évolution actuelle s’oriente régulièrement vers la détection et la recherche dans le nuage d’objets définis dans une base de données. On peut donner comme exemple la détection de tuyaux avec des diamètres définis et des éléments (coudes, T) possédant des dimensions fixes. De très nombreux développements vont actuellement dans ce sens.

Cet article est réservé aux abonnés.
Il vous reste 95% à découvrir.

Pour explorer cet article
Téléchargez l'extrait gratuit

Vous êtes déjà abonné ?Connectez-vous !


L'expertise technique et scientifique de référence

La plus importante ressource documentaire technique et scientifique en langue française, avec + de 1 200 auteurs et 100 conseillers scientifiques.
+ de 10 000 articles et 1 000 fiches pratiques opérationnelles, + de 800 articles nouveaux ou mis à jours chaque année.
De la conception au prototypage, jusqu'à l'industrialisation, la référence pour sécuriser le développement de vos projets industriels.

DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-rad7420


Cet article fait partie de l’offre

Technologies radars et applications

(69 articles en ce moment)

Cette offre vous donne accès à :

Une base complète d’articles

Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques

Des services

Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources

Un Parcours Pratique

Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses

Doc & Quiz

Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive

ABONNEZ-VOUS

Lecture en cours
Présentation
Version en anglais English

4. Traitements et utilisation du nuage de points

La section qui suit est dédiée aux différentes étapes de travail dans les nuages de points. Pour une grande partie elles peuvent être reprises quelle que soit l’origine du nuage de points : qu’il ait été obtenu via les lidars aéroportés, qu’il soit le résultat de corrélations denses via photogrammétrie numériques ou tout autre système permettant la génération de données pixélisées en 3D.

4.1 Nettoyage

Pour avoir un nuage de points exploitable d’un objet ou d’une scène, il est nécessaire de commencer par nettoyer les impacts inutiles. Cela est très important lorsque :

  • la numérisation s’est déroulée dans un environnement très bruitée, avec du passage ;

  • la météo est humide, neigeuse ou dans un environnement poussiéreux ;

  • pour obtenir un assemblage de nuages, l’acquisition de chaque station s’est faite sur des secteurs beaucoup plus grands que nécessaires.

La première étape est d’éliminer tous les échos inutiles. Les solutions simples se font par « découpages » et suppressions des zones inutiles. Pour optimiser l’effacement des échos inopportuns, les logiciels de traitements disposent de fonctions plus ou moins efficaces pour simplifier ces tâches.

Il est souvent intéressant de commencer par le logiciel propriétaire qui sait au mieux analyser les qualités des échos (si cela n’a pas déjà été fait directement sur le terrain, voir § 3.2).

Pour des traitements plus spécifiques, comme la recherche du sol, la classification de la végétation, les recherches de bâtiments… des outils plus spécifiques donnent d’excellents résultats comme on le découvre sur la figure 23.

HAUT DE PAGE

...

Cet article est réservé aux abonnés.
Il vous reste 95% à découvrir.

Pour explorer cet article
Téléchargez l'extrait gratuit

Vous êtes déjà abonné ?Connectez-vous !


L'expertise technique et scientifique de référence

La plus importante ressource documentaire technique et scientifique en langue française, avec + de 1 200 auteurs et 100 conseillers scientifiques.
+ de 10 000 articles et 1 000 fiches pratiques opérationnelles, + de 800 articles nouveaux ou mis à jours chaque année.
De la conception au prototypage, jusqu'à l'industrialisation, la référence pour sécuriser le développement de vos projets industriels.

Cet article fait partie de l’offre

Technologies radars et applications

(69 articles en ce moment)

Cette offre vous donne accès à :

Une base complète d’articles

Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques

Des services

Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources

Un Parcours Pratique

Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses

Doc & Quiz

Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive

ABONNEZ-VOUS

Lecture en cours
Traitements et utilisation du nuage de points
Sommaire
Sommaire

BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - LANDES (T.), GRÜSSENMEYER (P.), BOULAASAL (H.) -   Les principes fondamentaux de la lasergrammétrie terrestre : acquisition, traitement des données et applications.  -  Revue XYZ. 129. pp. 25-37 (2011).

  • (2) - BARRAS (V.), FERREIRA (N.) -   ALTER : Auscultation Laser Scanner Terrestre : Feuille de route des analyses des comportements des scans,  -  heig-vd, G2C & CERN (2009).

  • (3) - BARRAS (V.), DELLEY (N.), CHAPOTTE (G.) -   ALTER : Analyses aux limites des scanners lasers terrestres, Parties 1 & 2.  -  Revue XYZ. – 137. pp. 19-31 (2013).

  • (4) - KAMGA (A.P.) -   À chaque scanner son domaine d’activités.  -  Yverdon-les-Bains : heig-vd (2012).

  • (5) - BARRAS (V.), CANNELLE (B.), CHAPOTTE (G.) -   Auscultation sans réflecteur.  -  Revue XYZ. 151. pp. 43-50 (2017).

1 Outils logiciels

CloudCompare : outil open source pour le traitement de nuage de points 3D et les maillages.

http://www.danielgm.net/cc/

JRC 3D Reconstructor : logiciel propriétaire de la société Gexcel pour le traitement de numérisations 3D provenant de plusieurs plateformes constructeurs, pour le traitement de nuages de points, de maillage et de photos.

http://www.gexcel.it/en/software/jrc-3d-reconstructor

MeshLab : outil Open Source pour l’édition et le traitement de maillages triangulaires 3D.

http://www.meshlab.net/

PointSense : logiciel propriétaire de la société FARO fournissant des outils pour la gestion et le traitement de données laser-scanner pour AutoCAD et Revit (Autodesk).

https://www.faro.com/products/construction-bim-cim/faro-pointsense/

Potree : outil open source pour la diffusion de nuages de points via du WebGL

http://potree.org/

RiscanPro : logiciel propriétaire de la société Riegl pour l’acquisition et le traitement de données de laser-scanner 3D.

http://www.riegl.com/products/software-packages/riscan-pro/

3DReshaper :...

Cet article est réservé aux abonnés.
Il vous reste 93% à découvrir.

Pour explorer cet article
Téléchargez l'extrait gratuit

Vous êtes déjà abonné ?Connectez-vous !


L'expertise technique et scientifique de référence

La plus importante ressource documentaire technique et scientifique en langue française, avec + de 1 200 auteurs et 100 conseillers scientifiques.
+ de 10 000 articles et 1 000 fiches pratiques opérationnelles, + de 800 articles nouveaux ou mis à jours chaque année.
De la conception au prototypage, jusqu'à l'industrialisation, la référence pour sécuriser le développement de vos projets industriels.

Cet article fait partie de l’offre

Technologies radars et applications

(69 articles en ce moment)

Cette offre vous donne accès à :

Une base complète d’articles

Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques

Des services

Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources

Un Parcours Pratique

Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses

Doc & Quiz

Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive

ABONNEZ-VOUS