Vol à 60 nœuds au dessus du fleuve Colorado

Création d'une carte de la ligne électrique
qui longe le canyon sur 64 km (ligne orange).
Vol à 60 nœuds
au dessus du
fleuve Colorado
par Mary Jo Wagner
En juin dernier, quand Gary Grigsby, pilote expérimenté, ingénieur et arpenteur-géomètre, a
fait décoller son hélicoptère de Rifle, dans le
Colorado, pour lever un canyon à l'aide de son
nouveau capteur LiDAR et d'un appareil photo
numérique Leica Geosystems, il avait des doutes
sur les performances de cette technologie sur le
terrain difficile qui l'attendait.
« Je ne doutais pas des capacités du LiDAR et de
l'appareil photo, mais je n'étais pas sûr que cette
technologie pourrait assurer la précision et la densité requises malgré les manœuvres constantes de
l'hélicoptère », explique Gary Grigsby, président de
Western Research & Development (WR&D), un petit
bureau d'étude et de géomètres de Cheyenne, dans
le Wyoming. « Mais tout s'est passé sans problème.
J'étais à la fois surpris et impressionné. »
Grigsby a également apprécié la grande qualité des
résultats de ce levé car, un an plus tôt, il avait fait
le pari d’acquérir un capteur LiDAR ALS60 Leica
Geosystems et l'appareil photo numérique Leica
RCD105 pour stimuler la croissance de sa petite
entreprise. « À l'époque, aucune autre entreprise
de la région ne faisait de levés LiDAR ou à l'aide
de l'imagerie numérique depuis un hélicoptère »,
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raconte Grigsby. « Cela représentait une opportunité
commerciale, mais l'investissement était également
un gros risque pour notre petite entreprise. C'est
pourquoi j'ai choisi le système aéroporté de Leica
Geosystems. Je savais qu'il nous apporterait une
croissance notable et de nouveaux clients. »
En effet, seulement quelques mois après avoir installé le capteur Leica ALS60 et l'appareil photo RCD105
sur l'hélicoptère LongRanger de WR&D, Grigsby et
son collègue Alan Moore, ingénieur de projets, testaient ce risque dans le canyon du Colorado en serpentant le long de cet étroit couloir et en rasant
ses parois (parfois à moins de 61 m) à différentes
vitesses, dans différentes directions et en changeant
d'altitude pour lever une ligne électrique existante.
Véritable succès sur toute la ligne, le projet du canyon
a non seulement prouvé que l'acquisition de la technologie Leica Geosystems était un pari gagnant, mais
il a été le triomphe dont WR&D avait besoin pour
rechercher et explorer en toute confiance de nouveaux développements pour ses activités, afin de
profiter d'un nouveau secteur de services, d'un nouveau portefeuille de projets et d'une nouvelle source
de revenus.
Lancer les dés
À l'origine, en 1983, WR&D était principalement spécialisé dans la recherche et le développement d'ins-
truments aéroportés. La fonction R&D de WR&D est
restée bien présente tout au long de sa diversification dans le domaine du génie civil, de l'arpentage
et de la photogrammétrie. Les tâches d'arpentage
classiques ont toujours fait partie de sa gamme de
services très variée, mais WR&D laissait la photogrammétrie et les levés LiDAR à d'autres entreprises.
Et pour Grigsby, c'était une opportunité gâchée. « En
tant qu'utilisateurs de données photogrammétriques
et LiDAR, nous savons bien comment acquérir ces
sources de données et combien nos clients peuvent
en profiter, » explique Grigsby. « En acquérant notre
propre technologie, nous avions un outil de développement de notre activité qui nous permettait de
renforcer notre cœur de métier, de défier l'immobilisme des applications d'arpentage traditionnelles et
d'explorer de nouvelles utilisations des techniques. »
Après deux ans d'analyses des techniques d'imagerie LiDAR et numérique, WR&D a choisi d'acheter
un scanner laser aéroporté Leica ALS60 et l'appareil
photo numérique Leica RCD105, qui forment une plateforme polyvalente et ultraperformante en « Plug
and Play », pour collecter des données très denses
avec une très haute résolution. « Avec la faible
vitesse aérodynamique de l'hélicoptère et sa faible
altitude, nous pouvons capturer jusqu'à 150 points
LiDAR par mètre carré et nous approcher jusqu'à
9 cm verticalement », explique Grigsby. « Cela donne
une extrême précision et une extrême densité.
Avec le RCD105 monté sur le fuseau, nous pouvons
prendre des photos géoréférencées d’une résolution
de 5 cm par pixel. »
Le levé du canyon du Colorado, commandé par l'entreprise d'ingénierie, d'architecture et de topographie Merrick & Company, serait l'un des premiers
essais pour cette combinaison de technologies. Merrick a demandé à WR&D de capturer 64 km d'une
ligne électrique existante à l'aide du capteur ALS60
et de l'appareil photo RCD105 en vue de la création
d'orthophotos de très haute résolution, d’un profil
de 30 cm et d'un modèle numérique d'altitude LiDAR.
Dans le canyon
Pour préparer le levé aérien, Merrick a envoyé des
équipes terrestres sur le site pour cartographier la
position de la ligne de transmission au sol et pour
fournir à WR&D une carte de base. Pour un meilleur
visuel de la zone, le personnel a pointé le tracé de
la ligne électrique sur Google Earth, l'a vérifié sur la
carte de base et la noté les zones « aveugles » (les
endroits où la ligne ne pouvait pas être identifiée sur
Google Earth ou indiquée précisément sur la carte)
qui nécessiteraient une attention supplémentaire en
vol. Il a ensuite créé le plan de vol le plus efficace
possible à laide du programme Leica Flight Planning
and Evaluation Software (FPES) et il l'a superposé à
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Le magazine mondial de Leica Geosystems | 23
une carte Google Earth. Mi-juin, Grigsby et Moore ont
volé jusqu'à Rifle pour procéder au levé.
Tous les matins, pendant cinq jours, un arpenteur
de chez WR&D installait deux stations de référence
Leica GPS1200 pendant que Grigsby et Moore préparaient le matériel d'imagerie pour le vol prévu. Une
fois en vol, Moore contrôlait la mission en surveillant
les retours du scanner et la qualité des images en
temps réel, en gardant un visuel de la ligne électrique sous l'hélicoptère et en indiquant à Grigsby
les éventuels changements de chenal nécessaires.
Grigsby a confié que la stabilité du système aéroporté Leica Geosystems était la constante sur laquelle ils
pouvaient s'appuyer en toute confiance, malgré les
incessants changements de conditions.
« Nous survolions un plateau à 61 m et soudain, le
sol retombait à 300 m », a-t-il déclaré. « Ces changements drastiques d'altitude créaient des courants
ascendants et descendants, ce qui faisait varier notre
vitesse aérodynamique, nécessitant fréquemment
des réglages à la volée. Pendant tout le processus, le
système de Leica Geosystems a fonctionné parfaitement. Il compensait automatiquement nos variations
de vitesse et d'altitude et il nous alertait de tout
dépassement de vitesse. »
En volant en moyenne à la vitesse de 111 km/h et à
460 m au dessus du fleuve Colorado, l'équipe a collecté environ 250 GB de données LiDAR brutes (20 pixels
par mètre carré) et de photographies de la ligne électrique sinueuse entre Rifle et Grand Junction. L'appareil photo Leica RCD105 collecte des images en synchronisation avec le capteur Leica ALS60. Les deux
séries de données étaient donc automatiquement
liées géographiquement par la centrale inertielle GPS
aéroportée et les stations de références GPS. Ainsi,
aucune cible n’était nécessaire au sol et le traitement
des données était plus fluide.
Après chaque vol, Moore téléchargeait les données
et procédait à un contrôle qualité pour s'assurer qu'ils
avaient la couverture, la précision et la densité des
données requises. Puis ils envoyaient les données
à Merrick pour le post-traitement. Ayant elle-même
des connaissances en technologies LiDAR et en photographie, l'équipe de Merrick a été impressionnée
par la précision et par la qualité des données.
« À partir des images du RCD105, nous avons pu
développer des orthophotos aux couleurs naturelles,
avec une résolution de 8 cm », a déclaré Roger Hanson, chef des opérations chez Merrick, à Aurora,
dans le Colorado. « C'est de l'imagerie à très, très
haute résolution. »
« Les capacités, les fonctions et la qualité des instruments nous ont tout simplement permis de réussir
ce projet », conclut Grigsby. « Leica Geosystems nous
a fourni un pack LiDAR/numérique complet, qu'ils ont
accompagné d'un service de qualité. »
En effet, WR&D a remporté la mise de ce pari réussi,
mais Grigsby ne tentera probablement pas sa chance
de la même manière à une table de Black Jack.
À propos de l'auteur :
Mary Jo Wagner est rédactrice indépendante à Vancouver. Depuis près de 20 ans, elle est spécialisée
dans la technologie spatiale. ([email protected])
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