Semaine_4_Chapitre_3: Plateforme lidar Flashcards
(39 cards)
Video partie 1
Video partie 1
ALS
ALS= Airborne Lidar Scanning (avion et hélicoptère)
Définitions:
-Fréquence d’émission:
Nombre d’impulsion par seconde, haute fréquence peut diminuer le cout d’acquisition.
-Patron de balayage:
Distribution spatiale théorique des impulsions au sol, fonction du dispositif de balayage du laser.
-Divergence du laser:
Angle déterminant l’augmentation du diamètre de l’impulsion selon la distance.
-Angle de balayage (aéroportée):
angle maximal de visée latérale par rapport au nadir
-Diamètre d’une impulsion:
diamètre de la trace au sol à une distance donnée selon la définition FWHM ou 1/e^2
-Longueur d’une impulsion:
durée en ns de l’onde émise, selon la définition FWHM ou 1/e^2
Airborne Laser Scanning (ALS) composantes
ALS:
2 composantes de positions
2 composantes LSS (mesures)
- Composantes GPS pour sa position
- Composantes IMU pour son orientation
- Composantes LIDAR pour les mesure de range
- Composante SCANNER de scan angle (redirige le laser dans différentes directions)
IMU
Capable de détecter les accélérations et dans quelle direction, elle est donc capable de donner une information par rapport à la position de l’avion. capable de dire au temps T1 tu es rendu là.
Problème: autant le IMU va dire que tu es à une position puisqu’elle est capable de détecter les accélérations dans les différentes direction autant le GPS va aussi donner une position, mais laquelle est la vraie.
Comment faire pour utiliser ces deux sources de données pour améliorer notre positionnement?
Utilisation d’un filtre Kalman: méthode statistique et prédire quelle est la meilleure réponse en fonction des 2 sources d’information
Donc en même temps de prédire la position exacte, la plateforme inertiel détermine les angles (de quel bord ça penche)
Avantages du lidar aéroporté
Les données topographiques lidar dépassent en exactitude et résolution toute autres formes de données : – terrain – photogrammétrie – interférométrie radar
plus grande résolution pour plus grande exactitude en plus de la rapidité.
Les levés lidar constituent la manière la plus rapide d’acquérir des données sur la topographie des surfaces et de celle du sol.
• Elles constituent également la meilleure source d’information sur la forme des structures (par exemple les pylones et câbles) et de la végétation
(hauteur des couverts forestiers).
Contrairement à la photogrammétrie, le lidar peut traverser le couvert de végétations
Produits dérivés d’un levé lidar aéroporté.
MNS = Modèle numérique de surface (arbre inclu, on voit le sommet des objets à la surface, les premiers retours)
MNT = Modèle numérique de terrain (tout ce qui se trouve au niveau du sol, on scan le sol/terrain)
Positionnement des retours
- les coordonnée d’origine du tir Laser est établie par un système GPS (GNSS)
- L’angle de tir laser est connu grâce à une centrale inertielle (IMU) qui mesure l’orientation de l’avion selon les 3 axes ainsi que par l’angle du miroir de balayage.
- En combinant la porté, la position d’origine et l’orientation de la plate forme et du miroir on peut mesurer la position xyz de chacun des retours
- Donc en gros, besoin de:
- position initiale (Composante GPS)
- Orienation (IMU)
- balayage (miroir)
- tout cela nous donne la position RETOUR**
Balayage
Fauchée = Largeur qu’on couvre avec un seul balayage (vertical/ perpendiculaire à la ligne de vol, longueur de la bande, déterminé par l’angle du miroir de balayage )
À cause des imperfection de la course de l’avion (cause atmosphérique), le recouvrement va être plus grand pour permettre de corriger les imperfections
Lignes de vol
recouvrement latéral = entre les fauchées
Semis points de lidar
Les données prennent donc la forme de semis
de points XYZ plus ou moins réguliers. Cela est du à l’avion qui n’est pas complètement stable, la position des points n’est pas homogène (le patron des scan ne fait pas des zigzag parfait), plus hétérogène.
pas toujours du 4 points par mètres carrées.
exemple de statistiques : Séparation par tuiles, dans 95% des cas il y a 4 points dans les tuiles
Partie 2
Partie 2
Fréquence d’impulsion
définition de fréquence d’impulsion:
Nombre d’impulsions laser par seconde, Hz
Une fréquence plus élevée permet d’accroître la densité des retours (par mètres carrée) pour une même altitude, ou de voler plus haut pour une même densité
(réduction des couts).
-Augmentation de la fréquence d’impulsion, diminution de l’espace entre chaque retour LE LONG DE LA LIGNE DE BALAYAGE.
Fréquence de balayage
Définition de fréquence de balayage:
Nombre de passages (scans) par secondes
- une fréquence de balayage haute permet à une altitude et une vitesse donnée/ définie, de réduire L’ESPACE ENTRE LES LIGNES DE BALAYAGE
- le champ de visée est déterminé par l’angle de balayage maximum, cela influence la fréquence de balayage maximale
au bout de la ligne le miroir ralenti un peu, il risque donc d’avoir plus de points.
** l’angle maximal de visé et l’altitude détermine LA FAUCHÉE (LARGEUR DE LA BANDE COUVERTE)**
Densité moyenne
Densité moyenne = PRF/ 2 x v x h x tan(theta/2)
ou v: vitesse avion h: altitude de vol theta: angle de visé PRF; fréquence d'émission
PRF maximal dépend de l’altitude de vol, pcq il faut considérer un équilibre entre puissance émise et PRF
résolution horizontale
Pour les retours discrets: comme plus d’un
point par impulsion est possible, on peut
rapporter la résolution horizontale en points
par m2 ou en impulsion par m2
** À faire attention à la région urbaine ou couvert végétal**
Résolution
• La résolution dépend de la densité des points,
elle s’exprime donc en termes de :
– Nombre de points par m2 ou impulsions par m2
– ou de distance moyenne entre les points (postspacing)
Elle dépend de : – La fréquence d’impulsion – L’altitude de vol – La fréquence de balayage – La présence d’un couvert végétal
Niveau de résolution
Vu le volume de données en général considérable,
l’augmentation de la densité de points se paye en
espace disque et temps de traitement.
en foret on essaye d’avoir un angle de visé plus petit, pour éviter les trajets multiples et sur des angles de visées plus longues, il y a de l’énergie qui se perd aux extrémités, donc plus difficile de passer à travers le couvert végétal.
Video partie 3
Video partie 3
la variabilité de densité due au recouvrement des lignes de vol
la densité de points n’est pas homogène lors de levés, on voit le nombre d’impulsions par mètre carrées, dans les extrémités de la fauché ou de le ligne de vol il y a beaucoup moins d’impulsions par mètres carrées, pcq à ce moment la l’avion c’est tassé du mauvais coté, ce qui fait que ce recouvrement latéral en particulier est moins bien recouvert
les axes de rotation
- roulis
- tangage
- lacets
Portée maximale
La portée maximale détermine l’altitude maximale de
vol.
Une altitude plus grande entraîne une diminution de la
densité et de l’énergie incidente et une augmentation
de l’erreur, mais permet de diminuer les coûts du
survol. surtout au niveau du IMU, une erreur de IMU de qques degrés va se faire ressentir beaucoup plus à grande altitude que à basse altitude
paramètres des capteurs
- Nombre de retours par impulsions
- Mesure de l’intensité du signal
- erreur
- Puissance du laser (dépend entre autre de la fréquence d’impulsion)
- Longueur d’onde du laser
hélicoptère
-L’hélicoptère convient aux survols de CORRIDORS
(lignes électriques, pipelines, etc.)
- Il permet des survols à basse altitude et faible
vitesse, donc des COUVERTURES PLUS DENSES
-Il est plus facile d’atteindre l’ÉQUILIBRE souhaité
entre les densités parallèlement et perpendiculairement à l’axe de vol.
-Plus LENT ET COUTEUX, il ne convient pas aux
survols de grande superficie.
-Sa moins bonne stabilité augmente le risque de
TROUS dans la couverture de points.
