Lidar ou photogrammétrie : lequel choisir en topographie et dans les mines

Le lidar mesure la distance directement. Le scanner émet de brèves impulsions de lumière laser ; le temps de trajet de chaque réflexion donne la distance, et le GNSS et une centrale inertielle donnent la position et l'orientation du scanner, si bien que chaque réflexion devient un point 3D. Une seule impulsion peut produire plusieurs retours — la canopée, les branches, le sol en dessous — et le format LAS enregistre de quel retour il s'agit pour chaque point.

La photogrammétrie mesure indirectement. Des photographies qui se recouvrent sont appariées par un traitement structure-from-motion, qui retrouve d'où chaque photo a été prise puis la position 3D de chaque détail apparié. Elle mesure ce que voit l'appareil — une texture sous la lumière — et fournit la couleur en prime.

C'est la plus grande différence pratique. Les impulsions lidar passent par les trouées de la canopée et certaines atteignent le sol ; classer ces retours comme sol est ce qui produit un MNE sol nu. La photogrammétrie ne voit que la surface supérieure : sous une canopée continue elle mesure les feuilles, et aucun traitement ne peut retrouver un sol qu'elle n'a jamais vu. Les normes de précision cartographique de l'USGS relevaient déjà cette limite il y a des décennies : les zones de forêt dense font exception, parce que la photographie aérienne n'y fournit pas le détail nécessaire.

Sur des chantiers dégagés — mines à ciel ouvert, carrières, aires de stockage, terrassements — la différence disparaît presque, ce qui explique la domination de la photogrammétrie dans ces levés.

La photogrammétrie a besoin de texture. Les surfaces uniformes — enrobé neuf, neige, sable, eau calme — donnent peu de prise à l'appariement et ressortent bruitées ou trouées ; les objets en mouvement et les ombres profondes posent aussi problème.

Le lidar a besoin d'une réflexion. L'eau renvoie peu ou rien à un laser topographique — c'est pourquoi les plans d'eau des MNE lidar sont aplanis avec des lignes de rupture —, les matériaux très sombres ou mouillés réfléchissent faiblement, et toute erreur de position ou d'étalonnage du scanner passe directement dans chaque point.

Les deux peuvent fournir des altitudes au niveau centimétrique sur un levé bien contrôlé, et les deux peuvent être très loin du compte sur un levé mal contrôlé. En photogrammétrie, la précision suit la taille du pixel au sol, le recouvrement, les points d'appui ou le positionnement RTK/PPK et la texture de la surface. En lidar, elle suit la trajectographie, l'étalonnage entre scanner et centrale inertielle et la précision de mesure de distance du scanner. Jugez-les sur des points de contrôle indépendants, pas sur le rapport de traitement.

Le lidar livre un nuage de points, en général en LAS ou LAZ, avec l'intensité et — si un appareil photo a volé aussi — la couleur ; il est classé en sol, végétation et bâtiments, et les MNT sol nu et modèles de surface en sont dérivés. La photogrammétrie livre un nuage de points dense, un modèle de surface, une orthomosaïque et souvent un maillage texturé. Un nuage photogrammétrique peut aussi être classé, mais sous la végétation ses points sol n'existent tout simplement pas.

Pour les mines à ciel ouvert, les carrières et les aires de stockage, la photogrammétrie donne en général au levé mensuel tout ce qu'il lui faut — une surface, des volumes et une orthophoto sur laquelle dessiner — avec un équipement moins coûteux. Choisissez le lidar là où la végétation cache le sol : levés avant décapage en terrain boisé, corridors de pistes à travers la broussaille, zones de réaménagement et études d'écoulement sur des versants végétalisés. Beaucoup d'équipes qui ont accès aux deux volent la photogrammétrie en routine et le lidar là où la canopée l'impose.

STREAM ne traite ni les photos brutes ni les trajectoires lidar ; il travaille sur leurs produits. Il ouvre les LAS et LAZ des deux méthodes, lit les gros fichiers par blocs et construit un MNE sol nu à partir des points classés sol, un modèle de surface à partir de tous les points et une orthophoto à partir de la couleur des points. Les MNE et orthophotos de photogrammétrie se chargent directement en GeoTIFF. Ensuite, volumes, courbes de niveau, profils, pentes et évolution entre levés fonctionnent de la même façon quel que soit le capteur.