Thèse soutenue

Métrologie 100 % automatique par photogrammétrie aéroportée légère et GPS de précision permanent et embarqué : application au suivi de digues
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Auteur / Autrice : Yilin Zhou
Direction : Marc Pierrot-DeseillignyChristian Thom
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Sciences et Technologies de l'Information Géographique
Date : Soutenance le 06/12/2019
Etablissement(s) : Paris Est
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Mathématiques, Sciences et Technologies de l'Information et de la Communication (Champs-sur-Marne, Seine-et-Marne ; 2015-....)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire en Sciences et technologies de l'information géographique (Champs-sur-Marne, Seine-et-Marne) - Laboratoire des Sciences et Technologies de l'Information Géographique / LaSTIG
Jury : Président / Présidente : Pascal Monasse
Examinateurs / Examinatrices : Marc Pierrot-Deseilligny, Pierre Grussenmeyer, Peter Sturm, Francesco Nex, Marie-Odile Berger, Ewelina Rupnik
Rapporteurs / Rapporteuses : Pierre Grussenmeyer, Peter Sturm

Mots clés

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Résumé

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Le développement des plateformes de véhicules aériens autonomes (UAV) en fait une source de données précieuse pour les applications d’inspection, de suivi, de cartographie et de modélisation 3D. La photogrammétrie UAV ouvre de nouvelles applications dans la photogrammétrie aérienne rapprochée et introduit une alternative peu coûteuse à la photogrammétrie classique pour véhicules pilotés. La cartographie de corridors, est l’un des domaines d’importance considérable pour la photogrammétrie UAV, car largement sollicitée pour la surveillance et la gestion de certaines infrastructures — les autoroutes, les voies ferroviaires, les voies navigables et les pipelines. En raison de la géométrie particulière de la scène, ceci est un cas à prendre avec précaution. Les erreurs s’accumulent facilement sur la plus longue dimension de la scène et une déformation en bol est souvent observée; de plus, la planéité de la scène introduit de fortes corrélations entre les paramètres à déterminer. Ces deux facteurs réunis rendent plus difficile l’obtention de résultats de haute précision dans la configuration corridor par rapport à une géométrie de prise de vue plus classique. Cette thèse est un projet de recherche initié par un concessionnaire fluvial, responsable de la maintenance et de la surveillance de son installation hydraulique — les digues. L’objectif est d’appliquer la photogrammétrie UAV pour obtenir un suivi 3D dense, plus rapide et moins chère, pour la surveillance de ces digues. Dans le cadre de la thèse, nous cherchons à réduire le travail de terrain tout en maintenant une précision cartographique élevée, en l’occurrence, diminuer le nombre de points de contrôle au sol (GCP). Dans un premier temps, des simulations sont réalisées pour mieux comprendre certains problèmes de cartographie de corridors qui nous intéressent. Ensuite, des études plus approfondies sont menées sur les trois aspects qui nous intéressent le plus. Le premier porte sur la géométrie de l’acquisition aérienne, et plus précisément sur l’influence des images obliques, des images nadir de différentes hauteurs de vol, ainsi que la possibilité d’une calibration de caméra en vol et son application à une géométrie d’acquisition défavorable. Le deuxième vise à améliorer les performances d’acquisition des caméras métriques haute gamme. La déformation de l’image introduite par la variation de la température de la caméra est étudiée et modélisée. Une méthode de correction de cet effet thermique est proposée, ses performances sont évaluées sur des jeux de données terrestres et aériens en configuration de corridors. Le dernier s’intéresse à l’effet de l’obturateur roulant utilisé dans les caméras grand public, qui est vu couramment sur les plateformes UAV du marché. Deux méthodes sont présentées pour calibrer le temps de lecture de la caméra, une propriété qui n’est souvent pas donnée par les fabricants de caméras. Une méthode en deux étapes est proposée pour la correction de l’effet de l’obturateur roulant, ses performances sont évaluées dans les configurations de bloc et de corridor