Calculateur de GSD : la résolution au sol pour la cartographie par drone
La résolution au sol (GSD) est la taille d'un pixel de l'image sur le terrain, et c'est le premier chiffre à fixer quand on planifie un vol de cartographie par drone. Utilisez le calculateur ci-dessous avec votre propre caméra : saisissez une altitude de vol pour obtenir le GSD, ou un GSD cible pour obtenir l'altitude, puis lisez l'emprise d'une photo et l'espacement entre photos et entre lignes de vol pour vos recouvrements.
Calculateur de GSD (résolution au sol)
Saisissez votre caméra et soit une altitude de vol, soit un GSD cible. Le calculateur donne le GSD, l'emprise au sol d'une photo et, à partir de vos recouvrements, l'espacement entre photos et entre lignes de vol.
Formule: GSD = H · s / (f · n)
GSD = H × s / (f × n) : H = hauteur au-dessus du sol, s = largeur du capteur, f = focale, n = largeur de l'image en pixels. Emprise = GSD × pixels. Espacement = emprise × (1 − recouvrement).
Caméra pointée à la verticale au-dessus d'un sol plat, largeur de l'image perpendiculaire à la ligne de vol et hauteur le long de celle-ci (échangez les deux valeurs pour pivoter). Le GSD d'une orthophoto ou d'un modèle d'élévation terminés est un choix de traitement, souvent plus grossier que le GSD des photos. Les photos par hectare ne comptent ni les bords ni les virages du plan de vol.
Pour voir ce que livre un GSD donné, traitez un vol en orthomosaïque : Logiciel Orthophoto Drone
Qu'est-ce que la résolution au sol ?
Le GSD est la distance au sol entre les centres de deux pixels voisins sur une photo verticale. Un GSD de 2,74 cm par pixel signifie que chaque pixel couvre environ 2,7 cm de terrain. Un chiffre plus petit donne un détail plus fin : on distingue des objets plus petits, et les photos doivent être prises plus bas et en plus grand nombre.
Le GSD décrit les photos, pas la carte finale. L'orthophoto et le modèle d'élévation qui en sont tirés peuvent être écrits au GSD des photos ou à une taille de cellule plus grossière, et la précision de position du résultat dépend de bien plus que du seul GSD.
La formule, avec un exemple chiffré
GSD = H × s / (f × n), où H est la hauteur au-dessus du sol, s la largeur du capteur, f la focale et n la largeur de l'image en pixels. Autrement dit, le GSD est la hauteur de vol multipliée par la taille du pixel sur le capteur, divisée par la focale.
Prenez une caméra de type 1 pouce avec un capteur de 13,2 mm de large, une focale de 8,8 mm et 5472 pixels de large, à 100 m au-dessus du sol. GSD = 100 × 13,2 / (8,8 × 5472) = 150 / 5472 m, soit 2,74 cm par pixel. Une photo couvre alors 150 m en travers de la ligne de vol et 100 m le long de celle-ci. Le GSD est proportionnel à la hauteur : volez deux fois plus haut et chaque pixel couvre deux fois plus de terrain.
| Hauteur au-dessus du sol | GSD | Emprise d'une photo | Photos par hectare |
|---|---|---|---|
| 30 m | 0,82 cm/px | 45 × 30 m | 123 |
| 60 m | 1,64 cm/px | 90 × 60 m | 31 |
| 100 m | 2,74 cm/px | 150 × 100 m | 11 |
| 120 m | 3,29 cm/px | 180 × 120 m | 7,7 |
| 150 m | 4,11 cm/px | 225 × 150 m | 4,9 |
Du GSD au plan de vol
L'emprise d'une photo est le GSD multiplié par la taille de l'image en pixels. La distance entre deux prises le long d'une ligne est l'emprise dans le sens du vol multipliée par un moins le recouvrement longitudinal, et la distance entre lignes de vol est l'emprise en travers du vol multipliée par un moins le recouvrement latéral. Avec 80 % de recouvrement longitudinal et 70 % latéral, la caméra de l'exemple à 100 m prend une photo tous les 20 m sur des lignes espacées de 45 m, soit environ 11 photos par hectare.
Comme la surface de terrain qu'ajoute chaque photo diminue avec le carré de la hauteur, voler deux fois plus bas demande environ quatre fois plus de photos pour la même surface. Les photos par hectare du calculateur ne tiennent pas compte des bords ni des virages du plan de vol : un vol réel en prend un peu plus.
Le GSD n'est pas la précision
Un GSD plus petit rend les photos plus nettes au sol, mais il ne place pas à lui seul le modèle au bon endroit : la précision absolue vient du positionnement et des points d'appui, et seuls des points de contrôle indépendants la mesurent.
Le préréglage de traitement fixe le GSD des produits. Équilibré écrit l'orthophoto et les modèles d'élévation à deux fois le GSD des photos et Maximum les écrit en pleine résolution : le chiffre du calculateur est le meilleur que les photos puissent offrir, pas ce que contient chaque produit.
Choisir un GSD
Partez du plus petit élément que le livrable doit montrer ou mesurer, puis remontez à une hauteur. Si des cibles d'appui peintes doivent être retrouvées automatiquement sur les photos, faites un disque d'au moins environ sept fois le GSD de diamètre : 0,35 à 0,5 m pour un GSD de 4,7 cm.
Vérifiez ensuite le coût. Un vol plus bas fait grimper le nombre de photos et le temps de vol, et sur un terrain irrégulier une seule hauteur de vol donne un GSD différent sur la colline et dans la vallée : gardez la caméra à une hauteur constante au-dessus du terrain, pas au-dessus du point de décollage.
Erreurs courantes
Utiliser la focale équivalente 35 mm. La formule demande la focale réelle de l'objectif. Associée à la largeur réelle du capteur, la valeur équivalente donne un GSD plusieurs fois trop petit.
Prendre la diagonale du capteur ou son appellation en « pouces » pour sa largeur. Un capteur de type 1 pouce mesure 13,2 mm de large, pas 25,4 mm. Prenez la largeur dans la fiche technique de la caméra ; les types de capteur du calculateur ne sont que des valeurs typiques.
Mesurer la hauteur depuis le point de décollage. Sur un terrain en pente, la hauteur au-dessus du point de décollage et la hauteur au-dessus du sol peuvent différer assez pour changer nettement le GSD. Le calculateur attend la hauteur au-dessus du terrain que vous cartographiez.
Questions fréquentes
Qu'est-ce que le GSD en photogrammétrie ?
La résolution au sol est la taille d'un pixel sur le terrain dans une photo verticale, par exemple 2,7 cm par pixel. Elle dépend de la hauteur de vol, de la focale, de la largeur du capteur et de la largeur de l'image en pixels.
Comment calcule-t-on le GSD ?
GSD = hauteur au-dessus du sol × largeur du capteur / (focale × largeur de l'image en pixels). Avec un capteur de 13,2 mm, un objectif de 8,8 mm et 5472 pixels de large à 100 m, le GSD vaut 150 / 5472 m, environ 2,74 cm par pixel.
Quel GSD faut-il pour la cartographie ?
Cela dépend du plus petit élément à montrer ou à mesurer et de la précision à livrer. Partez du livrable pour arriver à un GSD, puis vérifiez le coût en photos et en temps de vol ; un vol deux fois plus bas demande environ quatre fois plus de photos.
Comment l'altitude modifie-t-elle le GSD ?
Proportionnellement. Une hauteur au-dessus du sol deux fois plus grande donne un GSD deux fois plus grand, donc une image plus grossière, et quatre fois moins de photos par hectare.
Pourquoi le GSD de mon orthophoto diffère-t-il de celui du calculateur ?
Le calculateur donne le GSD des photos. L'orthophoto et les modèles d'élévation sont écrits à une résolution choisie au traitement ; le préréglage Équilibré de Stream Capture les écrit à deux fois le GSD des photos et Maximum en pleine résolution.
Quelle largeur de capteur saisir ?
La largeur physique du capteur indiquée dans la fiche technique de la caméra. Un capteur de type 1 pouce mesure 13,2 mm de large. Les types de capteur du calculateur proposent une largeur typique, que vous pouvez remplacer.
Un GSD plus petit signifie-t-il une meilleure précision ?
Pas à lui seul. Un GSD plus petit donne un détail plus fin, mais la précision dépend du positionnement, des points d'appui, du recouvrement et du traitement. Vérifiez le résultat sur des points de contrôle indépendants.
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