Domaines d’utilisation

- prises de vue topographique de terrains, aussi dans les zones forestières ;
- identification de la hauteur de la végétation ;
- relevé du Wattenmeer et protection côtière ;
- relevé de régions inondables ;
- relevé de glaciers ;
- création de modèles numériques de villes, p. ex. planification de réseau radio et calculs de la transmission du bruit ;
- tracé pour la construction de routes et de plate-formes, de pipelines et de conduites ;
- surveillance de lignes aériennes à haute tension ;
- contrôle du volume, p. ex. dans les carrières à ciel ouvert et dans les décharges publiques.

Produits

Modèles numériques d’altitudes topographiques pour différentes amplitudes de maillages :

- de la surface terrestre ;
- de surfaces d’objets (p. ex. modèles de villes, modèles de végétation) ;
- vues en perspectives (p. ex. image fil de fer ou par niveaux de gris) ;
- profils du relief ;
- grilles d’altitudes topographiques, courbes de niveau et cartes en courbes de niveau ;
- dérivation de cartes secondaires : cartes de pente, cartes d’exposition.

Depuis l’arrivée de la technique, Hansa Luftbild et TopScan ont déjà couvert une superficie de plus de 100 000 km² pour divers clients allemands et étrangers, entre autres pour l’arpentage de terrain, l’administration des villes et les autorités de transport fluvial et maritime et la protection des côtes et ont traité et analysé les résultats dans des systèmes d’information géographique.

Le fonctionnement

Le scanner laser est installé dans l’avion au-dessus d’une ouverture située dans le plancher. Il émet à intervalle régulier un faisceau laser qui est réfléchi par le sol et les objets qui s’y trouvent. Le décalage temporel entre l’émission et la réception des impulsions laser réfléchies est mesuré par l’unité de réception se trouvant dans l’avion. Le faisceau laser est pulsé par un miroir oscillant à très haute vitesse (scanner). Le scanner sert à dévier le faisceau laser perpendiculairement à la direction du vol de façon à ce qu’une large bande de points de mesure soit couverte.

En combinant le mouvement vers l’avant de l’avion et l’oscillation du miroir de déviation, il est possible d’obtenir une ligne qui est presque en forme de zigzag et sur laquelle se trouvent les points de réflexion.

Le choix des paramètres du scanner et des paramètres de vol comme p. ex. l’angle du scanner, la fréquence de mesure, l’altitude et la vitesse de vol dépend de l’utilisation prévue des données altimétriques. Il est possible de modifier la densité des points en faisant varier la fréquence ; l’échantillonnage du terrain est contrôlable si l’on change l’angle du scanner et l’espacement des bandes. La distance entre le système de mesure et le point du terrain est calculée à partir de la durée de parcours de l’impulsion laser, de son émission jusqu’à sa réception, et enregistrée sur des supports de données.

La position de l’avion est estimée au moyen d’un GPS différentiel de haute précision. L’utilisation du récepteur GPS installé à bord et d’un deuxième récepteur stationnaire situé au sol pour l’évaluation de la position permet d’obtenir une très grande précision.

Une plate-forme inertielle (système gyrostabilisé) estime et enregistre les déplacements effectués en cours de vol selon les trois axes. En d’autres termes : les 3 angles qui décrivent la déviation de l’avion par rapport à la direction du nord et à la perpendiculaire. À partir des données synchronisées enregistrées, c’est-à-dire la distance, la position, l’orientation ainsi que les coordonnées de la station de référence, la position et l’altitude exactes sont calculées après le vol pour chaque point mesuré.

Les systèmes à balayage laser aéroporté Mapper ALTM 2050 et ALTM 1225 utilisés par Hansa Luftbild en coopération avec la firme TopScan ont été développés par l’entreprise canadienne Optech.

Le concept consistant à utiliser un laser conventionnel très performant combiné à un miroir déplacé mécaniquement a plus que fait ses preuves. Un taux d’impulsion élevé, l’angle de balayage variable et une altitude relativement élevée comparativement à d’autres scanners laser pour des vitesses de vol importantes sont des facteurs déterminants pour l’ajustement optimal à des exigences individuelles d’un point de vue économique.

Des vols peuvent même être effectués la nuit.

Un avantage particulier du processus de balayage laser est l’acquisition du niveau précis du sol forestier. L’expérience a démontré que le couvert forestier de la plupart des forêts présente une quantité suffisante d’ouvertures aussi petites les unes que les autres qui permettent à un pourcentage considérable d’impulsions laser d’atteindre le sol forestier. Grâce au fait qu’en plus du sol forestier la limite supérieure du couvert forestier est aussi enregistrée, le volume de végétation peut aussi être directement calculé.

À partir du maillage irrégulier des points de réflexion, les données altimétriques pertinentes pour le client sont filtrées à l’aide de différents algorithmes.

Le concept consistant à utiliser un laser conventionnel très performant combiné à un miroir déplacé mécaniquement a plus que fait ses preuves. Un taux d’impulsion élevé, l’angle de balayage variable et une altitude relativement élevée comparativement à d’autres scanners laser pour des vitesses de vol importantes sont des facteurs déterminants pour l’ajustement optimal à des exigences individuelles d’un point de vue économique.

Des vols peuvent même être effectués la nuit.

Un avantage particulier du processus de balayage laser est l’acquisition du niveau précis du sol forestier. L’expérience a démontré que le couvert forestier de la plupart des forêts présente une quantité suffisante d’ouvertures aussi petites les unes que les autres qui permettent à un pourcentage considérable d’impulsions laser d’atteindre le sol forestier. Grâce au fait qu’en plus du sol forestier la limite supérieure du couvert forestier est aussi enregistrée, le volume de végétation peut aussi être directement calculé.

À partir du maillage irrégulier des points de réflexion, les données altimétriques pertinentes pour le client sont filtrées à l’aide de différents algorithmes.

Les systèmes

Paramètres techniques :

ALTM 3100

Fréquence de mesure : 100 000 Hz
Modes de mesure: 4 pulses
Angle de balayage : jusqu’à +/- 25°
Hauteur de vol max. : 80 - 3.500 m
Appareil photo numérique : 4 092 x 4 079 pixel
Taille des pixels : 0,009 mm

ALTM 2050

Fréquence de mesure : 50 000 Hz
Modes de mesure premier / dernier / les deux
Angle de balayage : jusqu’à +/- 20°
Hauteur de vol max. : 2 000 m
Appareil photo numérique : 4 092 x 4 079 pixel
Taille des pixels : 0,009 mm

Pour une altitude de vol de 1 000 m, un faisceau laser a un diamètre d’environ 25 cm au sol. Sur sa trajectoire vers le sol terrestre, il peut rencontrer d’autres objets plusieurs fois, p. ex. des feuillages, et être réfléchi à partir de ce point. Les ALTM sont en mesure de différencier ces réflexions multiples. Le point enregistré à la première réflexion est rarement un point au sol, mais plutôt, p. ex., de la végétation. En ce qui concerne la dernière réflexion enregistrée, il est par contre plus que possible qu’il s’agisse d’un point au sol. Le mode d’enregistrement est réglable selon l’utilisation souhaitée pour la saisie de la surface au sol (dernière réflexion) ou pour celle de la surface effective (première réflexion).

L’enregistrement vidéo de l’itinéraire de vol au cours de vols diurnes est possible avec les ALTM. Dans le ALTM 2050, un appareil numérique pour mode couleur ou CIR est installé en plus de l’unité inertielle pour un géoréférencement direct. À partir des prises simultanées de photos tramées, des données altimétriques et des paramètres d’orientation, des orthophotos sont créées rapidement et efficacement pour de nombreuses applications de SIG et de cartographie.