Du nuage de points au MNT : comment un fichier LAS/LAZ devient une surface
Un nuage de points, ce sont des millions de mesures séparées ; un MNE, c'est une altitude par cellule de grille. Convertir l'un en l'autre — LiDAR vers MNT, LAS vers MNE — est l'étape qui transforme un scan en quelque chose sur quoi l'on peut tracer des courbes de niveau, couper des profils et calculer des volumes. La conversion est simple à lancer et facile à rater subtilement, car trois décisions s'y cachent : quels points comptent, quelle est la taille d'une cellule, et que se passe-t-il là où il n'y a pas de points. Ce guide les passe en revue une à une.
Quels points : le MNT et le MNS sont deux rasters différents
Le même nuage produit deux surfaces différentes. N'utilisez que les points classés sol et vous obtenez un modèle sol nu, un MNT. Utilisez tous les points et vous obtenez un modèle de surface, un MNS, qui passe par-dessus la végétation, les bâtiments et les engins.
Aucun des deux n'est le bon ; ils répondent à des questions différentes. Le terrassement, le drainage et les courbes de niveau ont besoin du sol. Les stocks, les ouvrages et la ligne de vue se mesurent sur la surface réellement présente.
| Sortie | Points utilisés | Valeur conservée par cellule | Utilisée pour |
|---|---|---|---|
| MNE sol nu (MNT) | Points classés sol (classe 2) | Altitude la plus basse | Déblai-remblai, nivellement, drainage, courbes de niveau |
| Modèle de surface (MNS) | Tous les points | Altitude la plus haute | Stocks, ouvrages, ligne de vue, fond d'orthophoto |
La classification du sol précède la conversion
Un MNT ne peut pas être meilleur que la classification du sol contenue dans le fichier. Dans le format LAS, chaque point porte un code de classe, et la classe 2 désigne le sol. Si le nuage n'a jamais été classé, il n'y a aucun point sol à sélectionner, et un prétendu MNT qui en est tiré est un MNS sous un autre nom.
Contrôlez le fichier avant de le convertir : combien de points il contient, si certains sont classés sol, et s'il porte la couleur. Un nuage tout juste sorti d'un traitement photogrammétrique est souvent non classé ; les livraisons de LiDAR aéroporté le sont généralement.
La taille de cellule découle de la densité de points
La taille de cellule du MNE doit correspondre à ce que le nuage peut supporter. Avec environ quatre points par mètre carré, une cellule de 0,5 m contient à peu près un point ; demandez 0,1 m et la plupart des cellules sont vides et doivent être comblées à partir de leurs voisines. Le raster devient vingt-cinq fois plus gros et ne porte pas plus de détail.
Un bon point de départ est l'espacement moyen des points : un divisé par la racine carrée de la densité. Prenez plus grossier quand le terrain est régulier et que la taille du fichier compte ; ne prenez plus fin que si la densité est réellement là.
Les cellules sans points
Les cellules vides sont normales : l'eau renvoie peu de signal à un laser topographique, le sol sous un bâtiment n'a pas de points sol, et une canopée dense laisse passer peu d'impulsions. Un convertisseur laisse ces cellules en NoData ou les comble par interpolation à partir des points alentour.
Les cellules comblées ressemblent à des données et n'en sont pas. Un lac comblé à partir de ses berges est une supposition, tout comme le sol sous un entrepôt. Sachez ce que fait votre outil, et considérez les grandes zones comblées comme non mesurées lorsqu'un volume en dépend.
Les contrôles à faire sur le résultat
Ombrez le MNE et regardez-le. Des bandes le long des lignes de vol signalent une bande mal recalée ; des creux et des pics signalent des points de bruit conservés ; un aspect en terrasses signifie que la cellule est plus fine que les données. Comparez ensuite la surface à quelques points de contrôle levés, et confirmez le système de coordonnées planimétrique et altimétrique avant de mesurer quoi que ce soit : un MNE en hauteurs ellipsoïdales lu comme orthométrique est faux partout de l'ondulation du géoïde.
Du nuage de points au MNT dans STREAM
STREAM ouvre directement les fichiers LAS et LAZ et lit le fichier avant de le convertir : nombre de points, classification, couleur et emprise. Il propose ensuite trois sorties sous forme de cases à cocher : un MNE sol nu à partir des points classés sol, en retenant l'altitude la plus basse par cellule ; un modèle de surface à partir de tous les points, en retenant la plus haute ; et une orthophoto à partir de la couleur du point le plus haut. Si le nuage ne contient aucun point classé sol, l'option sol nu est désactivée et indique pourquoi.
La taille de cellule est préremplie d'après la densité de points du nuage et la taille de sortie est prévisualisée en pixels ; réglez-la plus fin que la densité et STREAM signale que cela n'ajoute aucun détail. Le nuage est lu par blocs au lieu d'être chargé en entier : la taille du fichier n'est donc pas la limite, et le résultat s'ouvre comme un terrain tuilé sur lequel fonctionnent tous les outils — volumes, profils en travers, courbes de niveau, pente, hydrologie. Le MNE dérivé s'exporte en GeoTIFF.
STREAM ne classe pas et ne modifie pas les points. Un nuage qui a besoin d'une classification du sol doit être classé avant d'être importé.
Questions fréquentes
Comment convertir un nuage de points LiDAR en MNT ?
Choisissez les points à utiliser — les points classés sol pour un MNT, tous les points pour un modèle de surface —, fixez une taille de cellule adaptée à la densité de points et rastérisez : chaque cellule reçoit une altitude tirée des points qui y tombent. Contrôlez ensuite le résultat sur des points connus et confirmez son système de coordonnées.
Quelle taille de cellule pour un MNE issu d'un nuage de points ?
À peu près l'espacement moyen des points, soit un divisé par la racine carrée de la densité : environ 0,5 m pour quatre points par mètre carré. Une cellule plus fine laisse la plupart des cellules vides et comblées à partir des voisines : elle alourdit le fichier sans ajouter de détail.
Peut-on produire un MNT à partir d'un nuage de points non classé ?
Pas un vrai. Un modèle sol nu se construit à partir des points classés sol ; sans classification, il n'y a rien à sélectionner, et le résultat inclut la végétation et les ouvrages. Classez d'abord le nuage, ou construisez un modèle de surface à partir de tous les points.
Quelle est la différence entre un MNE issu du LiDAR et un MNE issu de la photogrammétrie ?
Les deux rastérisent un nuage de points. Les impulsions LiDAR peuvent atteindre le sol à travers les trouées de la végétation : un nuage LiDAR au sol classé donne donc un modèle sol nu sous la canopée ; un nuage photogrammétrique ne voit que ce que l'appareil a vu, et donne la surface du dessus.
STREAM peut-il convertir un fichier LAS ou LAZ en MNE ?
Oui. Il ouvre les fichiers LAS et LAZ, construit un MNE sol nu à partir des points classés sol, un modèle de surface à partir de tous les points, ou les deux en une seule importation, avec une taille de cellule suggérée d'après la densité de points, et exporte le résultat en GeoTIFF. Il ne classe pas les points.
Pourquoi mon MNE présente-t-il des trous ou des zones plates ?
Les cellules sans points — l'eau, le sol sous les bâtiments, une canopée dense — sont laissées en NoData ou comblées par interpolation. Les zones plates ou lissées sont des cellules comblées ; considérez-les comme non mesurées lorsqu'un volume en dépend.
Sources
Transformez un nuage de points LAS ou LAZ en MNE dans STREAM
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