Quel aéronef choisir pour photogrammétrer en vues obliques un hameau à maquetter en 3D à coût minimum ?
Un autogire.

 

1 - Objectif

Générer une surface 3D circulaire sans "trous" de diamètre 100 à 150 m centrée sur le toit d'une tour dans un hameau de 5 maisons à 30 minutes de l'aérodrome le plus proche.

 

2 - Préparation

Matérialiser sur GOOGLE EARTH l'hippodrome circulaire de prise de vues par des WPs au format kmz transmis par courriel au pilote pour introduction dans son GPS.

Altitude point coté le plus proche 130m (430ft): référence pour vol à une altitude QNH donnée correspondant à la hauteur H. AGL et à la focale F donnant l'échelle Ec (1/Ec = F/H.AGL) et le GSD (taille du plus petit détail en cm/pixel) souhaités.

Choix altitude QNH en fonction
- niveau de détails souhaité (Ec 2500 et GSD 1.25 cm/pixel; Ec 4170 et GSD 2.2 cm/pixel),
- plafond sur zone au moment de la mission.

 

3 – Matériel 3D

PC 64 bits ASUS et logiciel "PhotoScan vs standard"

Nikon D750 - taille capteur CCD: hauteur 24mm, largeur 36mm; Focale choisie 120mm
Deux possibilités:
- Rayon hippodrome circulaire R 300m et hauteur AGL 300m (1420ft QNH); échelle Ec 2500 (300000/120) et largeur emprise sol 90m (2500 x 0.036);
- Rayon hippodrome circulaire R 500m et hauteur AGL 500m (2080ft QNH); échelle Ec 4170 (500000/120) et largeur emprise sol 150m (4170 x 0.036)

 

4 - Aéronefs utilisés

41 - Avion "Piper PA 28" - Aéroclub de Lorient

PA28
Avion PA 28, aile basse – "Trappe de mauvais temps" ouvrable (coin inférieur avant vitre latérale gauche du cockpit)

"Piper PA 28" (pilote Loïc) avec "Trappe de mauvais temps" ouvrant vers le bas dans le cockpit côté pilote (à fermer au décollage); photographe en place pilote et pilote en place copilote.

8 Août 2015 : 11h00 - Ciel bleu, quelques nuages - Vol entre 1400 et 1500ft QNH
Plusieurs tours de hameau pour choisir groupe de photos "alignées" régulièrement sur l'hippodrome circulaire.

HipPA28
Vue oblique 3D des photos prises sur hippodrome à 1500 ft QNH
Masquage progressif par bord attaque aile basse oblige à resserer le virage

Saisie stable des photos rendue difficile:
- par turbulences et par taille réduite fenêtre,
- par bord attaque de l'aile basse qui oblige à resserrer le virage à gauche pour éviter masquage.

Hameau
Vue oblique 3D - Hameau de 5 maisons – Centre du cercle: tour - Trous en bordure à cause cercle non bouclé
Masquage progressif par bord attaque aile basse oblige à resserer le virage

La surface 3D porte des "trous" correspondant au cercle non bouclé.

 

42 - ULM 3 axes "Funk FK 9" - Aéroclub de Pontivy

FK9
Avion FK 9, aile haute – Grande fenêtre coulissante (coin inférieur avant vitre porte gauche du cockpit)

"Funk FK9" (pilote Gérard)
9 Août : 10h30 - Ciel bleu, quelques nuages - Vol entre 1400 et 1500ft QNH 

Hauban
Photo oblique - Masquage par hauban d'aile au bout d'un tour

Saisie stable des photos rendue difficile par turbulences et par hauban de l'aile haute masquant l'objectif au bout d'un tour complet en vol circulaire ; le problème rencontré étant le même que la veille, abandon saisie 3D en vol circulaire pour un objectif bis prévu: suivi de plantations (GSD 1.25 cm/pix) par photos obliques.

Plantation
Photo oblique - Etat plantation résineux et feuillus (zoom, GSD 1.25cm/pixel soit détail de 2.5cm visible au sol à la verticale)

Hippodrome en ligne droite axe Sud Nord, puis Nord Sud ; photos obliques vers axe central plantation.
Intégration des photos dans plan cadastral interactif en "svg" avec appel des pages de la matrice (nature surface, ha-a-ca) par clic sur la surface du plan et appel de la photo oblique par clic sur le numéro de la section.

Le pilote du FK9 connaît un propriétaire d'autogire à contacter pour faire une saisie 3D en vol circulaire, stable (rotor découpe les turbulences en rondelles) et sans masque par aile ou hauban.

 

43 - ULM autogire "Magni M 14" - Site constructeur Magni

M14
ULM autogire "M 14 Scout" avec pilote et photographe (pieds sur cale-pieds dans carénage)

Piste200m
Piste privée Ouest Est de 200m de long avec hangar au Nord

Vol n°1
12 Août: 11h30 - Ciel bleu, quelques nuages - Vol entre 1400 et 1500ft QNH - Hippodrome circulaire R 300m, H.AGL 300m
Plusieurs tours pour choisir groupe photos successives bien "alignées".
Saisie stable des photos; bonne protection par le dos du pilote et par la verrière élargie vers l'arrière pour abriter du froid en hiver la main gauche posée sur la manette des gaz.

HipCercle300
Vue oblique 3D des photos prises sur hippodrome circulaire R 300m à 1500 ft QNH (300m AGL)

Surface 3D sans "trous" sur carré de 90m de côté; "trous" à plus de 90m proviennent du mauvais bouclage du cercle (Pb. lisibilité suivi plot GPS avec soleil).
Voir AIR - Perros sur site "Sketchfab.com/cdg".
Décision de faire un vol n°2 à 2100ft pour avoir une surface 3D de 150m de côté.

Vol n°2
21 Août: Brume le matin jusqu'à 12h30, puis ciel bleu sans nuages à 14h30
Vol entre 1900 et 2100ft QNH, plusieurs tours pour choix groupe de photos bien "alignées".

HipCercle
Vue oblique 3D des photos prises sur hippodrome circulaire R 500m à 2000 ft QNH (500m AGL)

VertiCercle150m
Vue verticale 3D - Carré 150m de côté centré sur tour entre potager (à G.) et hameau de 5 maisons ( à D.)

ObliqueCarre150m
Vue oblique 3D du hameau vers Nord Est - Carré de 150m de côté

Après traitement avec gratuiciel "MeshLab", il reste à intégrer cette surface 3D dans un cube de 150m de côté avec le logiciel "Rhinocéros" (Laurent; "CreaFab" parc de Soye, Ploemeur) pour pouvoir obtenir un volume fermé imprimable 3D en couleurs par la société "Sculpteo".

Perros
ULM autogire "M14 - Scout" - Hameau de Perros
Maquette échelle 1/500 (13cm x 12cm x 5cm) - Rectangle 65m x 60m
Résolution imprimante utilisée à cette échelle permet de voir une arche (1mm x 1mm) en pierre de taille (blocs 50cm x 50cm) entre le manoir et le garage

 

Conclusion

L'autogire "M14 Scout » est donc le moyen le mieux adapté à la photogrammétrie basique (pas de géoréférencement) à coût minimum par photos obliques.

Un essai de fixation du pod optique "HOP WIC" (voir Etude pod optique axe vertical pour hélicoptère Kompress) sur le mât rotor, au plus près du centre de gravité, sera effectué pour tester le niveau des vibrations; si les photos verticales sont nettes, une bande photo centrée sur le hameau, avec recouvrement longitudinal Sud-Nord sur 1500m de long, sera faite pour obtenir une bande de terrain 3D (sans géoréférencement dans un premier temps).

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PS: Merci de donner remarques, idées ou le bonjour encliquant ci-dessous:

christian.degastines@orange.fr

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