Bathymétrie en eaux peu profondes avec UAV et YellowScan Navigator

12 May 2025

Défi

Enso Geospatial et LIA Engineering and Survey LTD. travaillent ensemble depuis des années pour améliorer la cartographie des eaux peu profondes et fournir des résultats de premier ordre à leurs clients. Au fil du temps, ils ont testé différents capteurs LiDAR à ondes vertes dans leur recherche d’une meilleure qualité de données, d’une plus grande densité de points, de méthodes de levés plus sûres, plus flexibles et plus efficaces.

Pour cette mission, l’objectif était d’acquérir rapidement et en toute sécurité des données bathymétriques à haute résolution dans des zones peu profondes. L’équipe avait besoin d’une solution fiable pour assurer la surveillance des infrastructures aquatiques et de la sédimentation autour des structures de protection du littoral. Les environnements peu profonds posent des défis importants aux navires habités et aux USV équipés d’échosondeurs multifaisceaux (MBES) en raison de la couverture limitée de la fauchée, du risque de s’approcher trop près des brise-lames et des eaux extrêmement peu profondes. Ils avaient besoin d’une solution aéroportée capable d’égaler les MBES en termes de densité, d’exactitude et de précision, mais sans les risques liés aux opérations en eaux peu profondes, et avec un délai d’exécution beaucoup plus court.

Site d’étude du littoral où le YellowScan Navigator a permis une collecte de données sûre et efficace par drone.

Solution

Le YellowScan Navigator a été déployé sur un drone DJI M600 Pro, et les données ont été traitées à l’aide du logiciel CloudStation de YellowScan. Cette configuration offrait un bon équilibre entre performance, sécurité et facilité d’utilisation dans les zones peu profondes et les zones de transition. La flexibilité opérationnelle était également un avantage majeur, car la clarté de l’eau dans la zone d’étude (Méditerranée orientale) est faible, et la possibilité d’effectuer une étude rapide lorsque les conditions météorologiques le permettaient était inestimable.

Ce projet était l’un des nombreux efforts de collaboration entre Enso et LIA Engineering visant à améliorer les capacités de cartographie du littoral. La capacité du système à fournir des résultats cohérents lorsqu’il est monté sur un drone en a fait un choix pratique et efficace.

Le traitement des données a été effectué à l’aide d’outils tels que Global Mapper (pour le contrôle qualité et la conversion des coordonnées), QGIS (pour l’analyse des données matricielles) et QPS Qimera (pour le nettoyage des nuages de points et la classification manuelle).

Plan de vol LiDAR bathymétrique et couverture à l’aide de YellowScan Navigator.

Superposition des données LiDAR résultantes sur une orthophoto locale

Paramètres de la mission

Taille de l’enquête : 200 x 150 mètres
Nombre de vols : 1
Altitude et vitesse de vol : 80 mètres AGL à 5 m/s
Durée de planification et d’acquisition : 2,5 heures, y compris un petit relevé SBES pour le contrôle de qualité
Délai de traitement : Un jour ouvrable supplémentaire
Système utilisé : YellowScan Navigator monté sur DJI M600 Pro
Logiciel de post-traitement : CloudStation, Global Mapper, QGIS, QPS Qimera

Coupe transversale des données LiDAR obtenues sur le brise-lames et les eaux environnantes

Résultats

Densité de points : 30 à 60 points par mètre carré

Le projet a confirmé que le YellowScan Navigator peut capturer des données bathymétriques très précises et denses dans les eaux peu profondes et les zones de transition entre l’eau et la terre. Avec des densités de points allant de 30 à 60 points par mètre carré, l’équipe a pu créer un MNT haute résolution adapté à des applications de surveillance détaillée. L’ensemble de la mission, de la planification au traitement final, a été réalisé en un peu plus d’une journée, ce qui souligne l’efficacité du flux de travail.

Le Navigator s’est avéré être l’un des rares systèmes LiDAR à ondes vertes pouvant être facilement monté sur un drone, offrant à la fois flexibilité et rapidité. Il a constitué une alternative solide au MBES dans les environnements à faible turbidité, avec des coûts de mobilisation nettement inférieurs. L’assistance de YellowScan s’est également révélée remarquable : réactive, communicative et fiable tout au long du projet, elle a donné à l’équipe la confiance nécessaire pour aller de l’avant avec de futurs cas d’utilisation.

En comparaison, les opérations MBES nécessitent au moins 3 à 4 heures d’acquisition de données et sont limitées par la sécurité de la navigation à des profondeurs d’eau d’environ 3 mètres. Elles impliquent également une mobilisation coûteuse, avec environ 4 heures de navigation jusqu’au site d’étude et 30 minutes supplémentaires pour rendre le système opérationnel, y compris pour lancer les profils de vitesse du son. En revanche, l’utilisation du YellowScan Navigator nous a pris environ 2 heures de route jusqu’au site, 10 minutes de préparation avant le décollage et environ 12 minutes d’acquisition de données.

La possibilité de récolter des données topo-bathymétriques sur des zones peu profondes avec des coûts de mobilisation extrêmement faibles constitue une alternative réelle et fiable au MBES et dépasse tous les résultats obtenus grâce au LiDAR aéroporté sur des avions en termes de densité et de précision des données.