La lasergrammétrie

La lasergrammétrie est une technique relativement récente. Plusieurs noms lui sont actuellement donnés :

  • lasergrammétrie : terme le plus utilisé pour les applications terrestres ;
  • relevé laser-scanner : terme courant pour les relevés aéroportés et terrestres ;
  • relevé haute densité : terme introduit par Leica Geosystems ;
  • bombardement laser : terme très utilisé en Suisse et en Belgique ;
  • laserométrie : terme parfois utilisé dans le domaine industriel.

Les grands principes de la lasergrammétrie

Les relevés laser-scanner sont comparables à des photographies en 3D de l’objet mesuré. Chaque point scanné sur le terrain est immédiatement connu en coordonnées X, Y, Z.
Du point de vue du géomètre, on note un changement de philosophie par rapport à la topographie classique : ici, on ne relève pas les points caractéristiques de l’objet, mais on mesure l’objet dans sa globalité. La précision d’un tel système est illustrée par l’écart-type sur chaque point mesuré. Cependant, la précision du résultat modélisé peut être meilleure que la précision des données brutes grâce à une très grande densité de l’information (très forte redondance des données). Si vous recherchez une haute résolution d’informations, optez pour cette technologie !

Définition d’un système laser-scanner 3D

Pour l’utilisateur, un système laser-scanner 3D est un instrument qui mesure des points 3D (X, Y, Z) sur une zone d’un objet :

  • de manière automatique et systématique,
  • à une cadence de relevé importante (des dizaines et même des centaines de milliers de points par seconde),
  • qui permet l’obtention des coordonnées 3D en temps réel.

Un scanner peut éventuellement donner en supplément et pour chaque point :

  • une valeur fonction de la réflectivité de l’objet,
  • des valeurs RVB obtenues via une caméra numérique.

Les laser-scanners 3D peuvent être utilisés :

  • en position fixe (contrôle qualité en industrie),
  • en position mobile (scanner terrestre utilisé en topographie),
  • montés sur un véhicule ou aéroportés avec système de navigation embarquée.

Definition issue du 3D SCANNING INSTRUMENTS – Wolfgang BOEHLER, Andreas MARBS – i3mainz, Institute for Spatial Information and Surveying Technology, FH Mainz, University of Applied Sciences.

Les facteurs importants d’un système laser-scanner

Pour qu’un laser-scanner soit parfaitement efficace, il est important de prendre en compte :

  • les logiciels associés pour le post-traitement,
  • la précision du système (exprimée en général par l’écart-type sur chaque point),
  • la taille du spot laser en fonction de la distance,
  • la portée de l’instrument : distance la plus courte et distance la plus longue,
  • la vitesse de scan (exprimée en points / seconde, de 50’000 à 1’000’000 suivant les systèmes),
  • la qualité de l’information,
  • le champ angulaire,
  • l’environnement de travail (température, humidité, radioactivité…),
  • la facilité d’utilisation (au regard du poids par exemple),
  • la solution d’alimentation électrique,
  • le danger du système laser pour les yeux (certains systèmes nécessitent un balisage du chantier lors des mesures),
  • le constructeur.

Le système Zoller & Fröhlich Imager 5010 C

Ce système repose sur la mesure du déphasage entre onde émise et onde reçue. D’une portée allant de 30 cm à 187 m, son emploi est quasi universel pour tous types de chantiers.

Sa classification IP 53, sans ventilation, son encombrement faible en font un système de prédilection pour les relevés en milieu nucléaire.

De plus, grâce à la caméra HDR coaxiale embarquée nous pouvons générer facilement des nuages de points colorisés ainsi que des panoramiques 360° couleur, sans passer par un système extérieur.

Le bruit de mesure du Zoller & Fröhlich Imager 5010 C est parmi l’un des plus faibles du marché, notamment sur les objets tels que tuyauteries et charpentes métalliques : il est de 0,4 à 0,8 mm dans les gammes de portée que nous utilisons.


ZF5010C

Caractéristiques principales :

  • déphasage ;
  • couleur HDR embarquée ;
  • jusqu’à 1 Mio points / seconde ;
  • 360° horizontal × 320° vertical ;
  • portée de 0,3 m à 187 m.

Le système Leica P40

Le dernier né de Leica Geosystems est un système de plus longue portée que nos autres scanners: sa portée maximale est de 270 m, ce qui en fait un outil de choix pour les relevés d’ouvrages inaccessibles ou de taille importante.

La technologie de mesure est basée sur la mesure du déphasage, améliorée par le WafeFront Digitising (WFD), garantissant ainsi un bruit de mesure très faible, inférieur au millimètre, dans les portées rencontrées habituellement.

Équipé d’un écran tactile couleur, il offre la possibilité de scanner des zones à différentes résolutions, pour optimiser au mieux la quantité de données, et le temps passé sur le terrain. Le nuage venant d’être acquis est également contrôlé via cet écran, pour garantir une mesure conforme aux besoins du chantier.

La caméra HDR coaxiale embarquée est d’une résolution sans égale, donnant en natif des panoramiques jusqu’à 700 megapixel. Les panoramiques issus d’un relevé laser scanner 360° couleur sont des produits qui sont de plus en demandés et que ces technologies nous permettent de proposer avec la garantie de précision du géomètre.


P40

Caractéristiques principales :

  • Déphasage avec WFD ;
  • Couleur HDR embarquée ;
  • Jusqu’à 1 Mio points / seconde ;
  • 360° horizontal × 290° vertical ;
  • Portée de 0,4 m à 270 m.

Le système Leica HDS6100

Système fonctionnant par mesure du déphasage, le HDS6100 s’est illustré depuis de nombreuses années (2010) pour sa robustesse hors du commun. Sans ventilation, il est l’outil idéal pour effectuer des relevés en milieux hostiles : nucléaire, zones confinées, poussière etc.

Avec une portée maximale de 79 m, ce système est idéal pour les chantiers à multiples points de vue : la vitesse d’acquisition de 500’000 points / seconde reste très comparable à celle des systèmes plus récents.

Les avancées technologiques majeures qu’avait apportées ce système en 2010 restent toujours d’actualité, que ce soit en terme de précision, de format de fichier toujours d’actualité sur tous les logiciels de traitement, et, rappelons-le, de robustesse.


HDS6100

Caractéristiques principales :

  • déphasage ;
  • jusqu’à 500’000 points / seconde ;
  • 360° horizontal x 310° vertical ;
  • portée de 0,3 m à 79 m.