Le monde en très gros plan avec le LiDAR

Il y a des nuages dans le ciel! Laissez les points pleuvoir sur la surface de la Terre, et transformez-les en produits visuels et analytiques liés à l’altitude.

Les nuages de points LiDAR deviennent de plus en plus populaires. Mais pourquoi? Et comment les utiliser rapidement dans ArcGIS malgré la taille des fichiers?

Qu’est-ce que le LiDAR?

LiDAR est un acronyme signifiant Light Detection and Ranging (télédétection par laser), ce qui signifie simplement qu’il y a des impulsions lumineuses émises par un capteur aéroporté ou au sol qui se reflètent sur une surface. Le temps que prend l’impulsion réfléchie pour revenir au capteur sert à calculer la distance de l’objet. Ce billet traitera du LiDAR aéroporté, mais cette technologie s’applique fréquemment aux véhicules automobiles pour calculer la distance des obstacles sur une route.

Le post-traitement de ces impulsions lumineuses aboutit à la production de plusieurs fichiers normalisés appelés LAS, chaque fichier stockant de l’information sur chacun de ces millions de points. Cela permet de capturer des détails comme l’altitude, la luminosité de l’objet qui a réfléchi l’impulsion (intensité) et même ce sur quoi l’impulsion s’est réfléchie (un code de classification).

Pourquoi le LiDAR devient-il de plus en plus populaire?

Des millions de points signifient beaucoup de renseignements détaillés. Cette richesse d’information permet de créer des paysages urbains réalistes également connus sous le nom de « jumeaux numériques ». Vous pouvez également effectuer une analyse haute résolution portant sur la végétation, pour déterminer la quantité de bois récoltable d’une forêt, par exemple.

Changements d’altitude entre 2013 et 2018, dérivés de données LiDAR. Le blanc montre une augmentation de la hauteur, tandis que le noir en montre la diminution. Trois nouveaux bâtiments ont été construits, deux autres nouveaux sont en cours de construction; trois arbres ont grandi, tandis que trois autres sont tombés ou ont été abattus.

Ce qui a changé plus récemment, c’est que la puissance informatique nécessaire pour traiter les données est devenue moins chère et plus rapide. Mais comment commencer à utiliser les données LiDAR?

L’ensemble de données LAS

Je commence par créer un ensemble de données LAS dans ArcGIS Pro pour visualiser rapidement le nuage de points. Cela me permet d’effectuer des contrôles de qualité et de modifier les codes de classification, si nécessaire, pour supprimer le bruit ou d’autres éléments problématiques, comme les grues de construction dans l’image ci-dessus. Les codes de classification sont très utiles pour extraire des sous-ensembles de points afin d’identifier des entités, comme les bâtiments et les arbres.

L’ensemble de données en mosaïque

Ensuite, je convertis les points en une surface matricielle à l’aide d’un ensemble de données en mosaïque. En choisissant les points à utiliser dans la surface, je peux créer un modèle numérique d’altitude (MNA) qui capture les hauteurs à partir du sol, ainsi qu’un modèle numérique de surface (MNS) qui saisit les hauteurs des structures. Plus tard, j’utiliserai des fonctions matricielles pour générer un ensemble de données en mosaïque indiquant les hauteurs de tous les bâtiments, arbres et autres objets à la surface. Dans l’image ci-dessus, j’ai répété le processus pour deux années différentes, et j’ai ensuite comparé les altitudes à chaque pixel.

Pour en savoir plus sur la façon de travailler avec des données LiDAR dans ArcGIS :

• consultez la documentation sur ArcGIS, ou
• jetez un coup d’œil sur le cours Utilisation des données LiDAR dans ArcGIS.