Enchanted Rock State Natural Area est le rêve d’un aventurier. Le site de loisirs est connu pour son dôme de granit, qui s’étend sur des centaines de pieds et attire chaque année d’innombrables alpinistes à la conquête de sa face de granit rose.

Le parc abrite également des chercheurs. L’Université de Houston organise, chaque mois de mai, un camp annuel pour les étudiants en géophysique. Les étudiants effectuent le trajet de quatre heures à l’est de Houston pour effectuer diverses expériences et mesures sur le terrain. Pour situer leurs travaux, les étudiants s’appuient sur des cartes topographiques plus anciennes et sur Google Earth.

En 2018, l’Université de Houston s’est associée au Texas Parks and Wildlife Department pour réaliser une étude aérienne du parc.
L’objectif était de créer une toute nouvelle orthomosaïque, une carte topographique 3D et un modèle numérique d’élévation d’ Enchanted Rock State Natural Area. Les étudiants pourraient ainsi utiliser la nouvelle orthophoto pour leurs travaux de recherche et de cartographie éducative, et le parc pourrait l’utiliser pour ses opérations et sa planification. Chargées de tout, de la recherche et du sauvetage à l’intégration de nouveaux gardes de parc, en passant par l’identification de nouveaux sentiers formés au fil du temps et après des randonnées ponctuelles, l’équipe des parcs et de la faune pourrait compter sur des données actualisées.

Raptor Aerial Services a été recruté.

Raptor Aerial Services est un fournisseur privé de services de drones. La société de conseil basée au Texas fournit des services aériens allant de la photographie par drone et du relevé à l’analyse de volumétrie de matière. Le propriétaire et fondateur, Michael «Mike» Allison, qui a de l’expérience dans les secteurs du pétrole, du gaz et des technologies de l’information, a migré vers les services SIG pour drones après avoir réalisé le potentiel croissant de la technologie des drones.

Les clients d’Allison proviennent de pays nécessitant une analyse des inondations (les affaires ont explosé après le passage de l’ouragan Harvey à Houston en 2017), et de sociétés minières qui souhaitent passer de l’arpentage traditionnel à des relevés plus agile sur drones.

« Je peux relever avec les drones tous les trimestres et effectuer les calculs volumétriques, à peu près au même prix que mes clients auraient dû payer pour un seul relevé en utilisant des méthodes traditionnelles », Allison a dit. « En plus de cela, je leur fournis des données qu’ils n’ont jamais eue auparavant. »

La société d’Allison s’inscrit dans une tendance croissante pour les entreprises – en particulier celles qui gèrent de grandes parcelles de terrain telles que les sociétés minières, les parcs d’État et les sociétés pétrolières et gazières – de tirer profit des relevés par drones.

Allison offre des services également à son ancienne industrie, le pétrole et le gaz. Il utilise des capteurs spécialisés, comme un magnétomètre sur un drone pour localiser les anciennes têtes de puits. Enterrées sous la terre, ces têtes de puits abandonnées ne sont pas exposées, mais les autorités veulent s’assurer qu’elles étaient correctement bouchées. « Ainsi, un levé aérodynamique peut enregistrer le champ magnétique », déclare Allison. « Les drones sont parfaits pour effectuer ce type de levés. Ils se faisaient souvent par avion ou par hélicoptère. ”

À 750 acres, la zone de levée Enchanted Rock constitue « beaucoup de topographie ».

Bien que la plupart des projets de Raptor Aerial Services puissent être réalisés en moins d’une demi-journée, Allison a prévu deux jours au budget pour Enchanted Rock.

« C’est un projet assez complexe », a déclaré Allison. Pour commencer, il devait sélectionner les bons outils pour le travail.

« J’utilise simplement les outils qui me conviennent », dit-il. « Je veux être aussi efficace que possible. Donc, si je peux trouver une solution et que je peux la comprendre, et si cela me simplifie la vie, c’est ce que je vais utiliser. »

Sélection des drones: le DJI Inspire 2

Allison a amené un drone principal sur le terrain: le DJI Inspire 2.

Equipé d’une caméra HD de 20 mégapixels, le DJI Inspire 2 est utilisé le plus souvent par Raptor Aerial Services pour la topographie et la cartographie aériennes par drones.

Allison recommande aux personnes effectuant des travaux de drones d’investir dans du matériel de secours. Pour ce travail, il a apporté un drone supplémentaire, des iPads supplémentaires et environ 30 batteries et étuis Pelican. Les batteries optimisent la productivité en éliminant le besoin inévitable de recharger les batteries et les étuis les protègent.

« Lorsque vous allez sur le terrain et que vous êtes au milieu de nulle part, vous n’avez peut-être pas accès à un camion doté d’un convertisseur de puissance », dit-il.

Le drone utilise deux batteries par vol, ce qui signifie que 20 batteries rapportent 10 vols. Chaque vol dure environ 25 minutes. Un drone avec 20 batteries peut voler environ quatre heures par jour.

Pour géoréférencer les images du drone, Allison définit des points de contrôle au sol, ou GCP. Les GCP sont des « points connus » ou des emplacements où la latitude, la longitude et l’altitude sont précisément relevées. Les GCP ressortent dans l’imagerie du drone avec leurs couleurs orange vif ou d’autres motifs visibles en fonction du type de marqueur utilisé.

Disposant de cinq à sept, voire d’une vingtaine, les GCP (en fonction de la taille de la zone à couvrir) permettent au logiciel de rectifier les images du drone et de les assembler avec une précision extrême.

« Je suis pointilleux sur la précision », a déclaré Allison. « Je veux m’assurer que le travail que je fais pour un client est très bon. »

Pour configurer ses GCP, Allison a choisi le récepteur Arrow Gold GNSS. Allison a choisi le Arrow Gold car il offre une précision au centimètre, il est robuste et facile à utiliser.

« Ce qui me plaît du Arrow Gold, c’est qu’il est très robuste, car je suis souvent sur le terrain », dit-il. « C’est facile à mettre en place, à brancher et à comprendre. Et ça marche vraiment bien. J’utilise l’Arrow Arrow comme le feraient les topographes.  »

Allison a créé son propre « kit GCP » avec le Arrow Gold. Il utilise une cible circulaire de trois pieds de Hoodman qui est à la fois durable et qui peut facilement se plier dans une poche. Une fois déplié, chaque kit GCP est sécurisé par une structure rigide en acier. Le GCP reste au ras du sol et porte un signe plus, ainsi qu’un numéro au pochoir, qui l’identifie.

Allison a déclaré qu’il était incroyablement facile de voir les GCP à une altitude de 400 pieds.

« Les gens les aiment », dit-il.

Quand Allison sait qu’il va voler dans une zone avec beaucoup de relief topographique, il utilise également une poignée de GCP alternatifs. Celles-ci sont plus grands et mesurent 4 pieds et sont formés d’un vinyle noir et blanc afin de créer un centre bien visible. Ils sont un peu plus gros et plus faciles à voir des altitudes plus élevées, mais ils nécessitent d’être ancrés avec du poids sur les coins pour éviter de s’envoler.

Pour planifier et traiter les images de drones, Allison utilise généralement diverses applications.

Le premier est Global Mapper. Avec ses versions pour ordinateur de bureau et mobile, Global Mapper se présente comme « une application SIG abordable et conviviale ». Allison s’en sert pour modéliser ses vols, y compris la manière dont ses points de contrôle et ses tableaux de bord sont présentés et la manière dont le relevé est présenté. En tant que propriétaire de petite entreprise, il ne cherchait qu’un outil de base pour la cartographie.

« Pour moi, c’est parfait. C’est très abordable et facile à apprendre. »

Global Mapper propose des add-ons, tels qu’un module LiDAR, mais Allison dit qu’il s’en tient à la version de bureau de base pour la plupart des projets. Il en coûte 550 $ par licence (au moment d’écrire ces lignes).

Allison utilise également une combinaison de Google Earth et de GPS Tracks, une application iOS et Mac OS qui l’aide à planifier les BPC. Après avoir planifié les GCP dans Google Earth, il enregistre les fichiers KML et les importe dans GPS Tracks sur un iPhone X, qu’il utilise pour positionner les GCP sur le terrain.

« Ainsi, lorsque je suis sur le terrain pour essayer de positionner les GCP, je sais déjà exactement où je vais les mettre », dit-il. « Cela facilite la planification et le travail réel une fois que vous êtes là. »

Allison utilise également le logiciel Correlator3D de SimActive pour le traitement post-vol. Bien qu’Allison admette qu’un certain nombre d’excellents produits peuvent faire ce que fait Correlator3D, il déclare: « J’aime beaucoup Correlator3D. C’est rapide, visuellement orienté, facile à comprendre et le support est très bon. »

Ils existent deux principaux sommets dans Enchanted Rock State Natural Area (y compris celui pour lequel il est nommé). Allison a donc divisé le parc en quatre sections. Deux d’entre eux se trouvaient à des altitudes plus basses et les deux autres incluaient les pics. Il a volé les sections de basse altitude le premier jour.

Un lundi matin, les gardes du parc ont conduit Allison dans un véhicule utilitaire, ou UTV, vers ses sites prévus pour le BPC, afin de placer ses points de contrôle au sol. Ils ont navigué jusqu’à chaque point en fonction des emplacements qu’Allison avait téléchargés sur son iPhone et placé chaque GCP. Il a positionné environ 20 GCP au total.

« Puisque j’ai planifié tous les GCP, l’application GPS Tracks me dit où aller les poser », dit-il. « Si vous faites un bon travail avec les GCP, ils sont assez faciles à trouver dans les images. »

Ensuite, Allison se rend à chaque BPC et enregistre les coordonnées de son centre avec l’Arrow Gold. Pour ce projet, il s’est connecté à un réseau RTK au Texas.

Pour enregistrer chaque emplacement, Allison prend une capture d’écran d’Eos Tools Pro. Comme Allison ne fixe que 10 à 20 BPC par vol, il préfère utiliser des captures d’écran plutôt que de lancer une application distincte ou des lieux d’enregistrement à la main sur le terrain.

« C’est un processus assez efficace, explique-t-il. Je me connecte à l’iPad, je m’assure que le logiciel est à jour et je sais que je vais obtenir un bon emplacement car le produit fonctionne très bien. »

Une fois les GCP posés et connectés, Allison revient chercher ses drones, se rend à son site de lancement prévu, place sa rampe de lancement et démarre le drone. Il fallait environ deux à trois heures de vol à chaque section d’Enchanted Rock, période pendant laquelle Allison s’assurait de conserver le champ de vision de 800 mètres requis par la FAA. Il a également échangé les piles au besoin.

« Je n’aime pas piloter le drone à plus d’un kilomètre de la rampe de lancement », explique-t-il. « Vous pouvez augmenter le risque de perte de communication d’une télécommande ou de tout ce qui pourrait se produire lorsque le drone atterrit de manière inattendue. »

Après deux jours de vol au Enchanted Rock, Allison a ramené ses données au bureau pour créer la toute nouvelle orthomosaïque de la zone naturelle de l’état.

Allison télécharge un fichier des GCP dans le logiciel de traitement de drones.

Allison télécharge un fichier des GCP dans le logiciel de traitement de drones.
Auparavant, il calculait manuellement la hauteur orthométrique à partir de la hauteur ellipsoïdale des GCP, mais après la publication par Eos de la prise en charge des modèles Geoid12B, il enregistre maintenant les hauteurs orthométriques sur le terrain via ses captures d’écran de Eos Tools Pro.

Il balise les GCP dans les images du logiciel. En marquant le centre, il assure la précision.

« Vous aidez essentiellement le logiciel à déterminer où se trouve le GCP », explique-t-il. « Le résultat est que vous obtenez une orthophoto géoréférencée très précise. »

Raptor Aerial Services a fourni aux gardes du parc et aux chercheurs la mosaïque complète de photos très précise. Ils ont également fourni une carte numérique d’élévation de la surface avec trois courbes de niveau (5 pieds, 10 pieds et 20 pieds).

« Ce qui est génial, c’est que le temps était magnifique et qu’ils venaient de recevoir beaucoup de pluie », déclare Allison. « Donc, la végétation était verte, et les images sont très belles. »

Allison dit que maintenant les données sont géoréférencées, « ça alors, tu peux tout faire ».

Le parc a mentionné l’utilisation des cartes à diverses fins, notamment éducatives. En outre, les gardes du parc peuvent comparer l’orthomosaïque mise à jour aux anciennes cartes qu’ils utilisaient pour voir si quelque chose a visiblement changé avec la formation rocheuse ou si de nouveaux sentiers ont été formés. Ils peuvent également utiliser les données pour coordonner les opérations de recherche et de sauvetage avec plus de gardes.

Le département de géophysique de l’Université de Houston aura accès à leurs données lors de leur camp annuel.

« Vous pouvez faire énormément avec ces données », déclare Allison. Ils disposent désormais de modèles d’élévation numériques, des fichiers tiff 3D géoréférencés et des shapefiles. C’est une résolution plus élevée que ce qu’ils peuvent obtenir sur Google Earth. «