Le système LiDAR
La technologie LIDAR (LIght Detection And Ranging) est une technologie de télédétection laser par télémétrie. Un capteur LiDAR émet des impulsions lumineuses à très haute fréquence qui sont réfléchies par la surface de la cible visée (sol, bâtiments, objets ...). Connaissant la vitesse de propagation de la lumière (environ 300 000 km/s) et le temps de trajet aller/retour de l'impulsion lumineuse, on en déduit la distance entre le capteur et la cible.
Les systèmes ALS (Aerial Lidar Scanner), embarque un capteur LIDAR comprenant un système à balayage. Un faisceau laser est dévié par la rotation de miroirs créant ainsi une série d'impulsions (jusqu'à 300 000 par seconde ou plus) sur une ligne perpendiculaire à l'axe de vol. Le drone se déplaçant, on obtient un ensemble de lignes successives constituées par des milliers de points cibles. On désigne cet ensemble de points comme le nuage de points (Point Cloud).
Le drone qui embarque le système LIDAR est équipé d'un système de positionnement basé sur les satellites (GNSS - Global Navigation Satellites System) ainsi que d'une Unité de Mesure Inertielle (IMU - Inertial Measurement Unit) qui enregistre les mouvements de l'aéronef. L'ensemble de ce données (position géographique, mesures de roulis, tangage et lacet) permettent un géoréférencement direct et la génération d'un nuage de points tridimensionnel très précis (à quelques centimètres près).
L'intensité des impulsions lumineuses retour sont de forces différentes permettant de définir pour chacune d'elle le type d'objet cible. On définit ainsi une classification du nuage de points en y regroupant des lots de points par classe comme la végétation, le sol, les bâtiments, l'eau, etc. Ci-dessous, la photographie à gauche et un aperçu de la classification à droite (sol en brun, bâtiments en orange et végétation en vert).
Cela présente un grand intérêt dans le traitement en géomatique. Il est alors possible d'analyser les données en ne gardant que certaines classes et en masquant d'autres. Par exemple, pour créer un Modèle Numérique de Terrain (MNT), on ne gardera que les points de la catégorie "Sol".
L'acquisition LIDAR présente de nombreux avantages :
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Acquisition rapide des données en temps réel,
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Post traitement plus rapide qu'en photogrammétrie,
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Nombre de mesures (une centaine de milliers (ou plus) par seconde). Densité de points supérieure à la photogrammétrie,
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Idéal pour créer des MNT car le laser passe à travers les espaces de la végétation,
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Meilleure détection (acquisition) d'objets étroits (réseaux filaires),
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Pas sensible au manque de luminosité (gênant en photogrammétrie).