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Le rôle crucial des technologies PNT et de capture de la réalité dans la reconstruction après une catastrophe naturelle

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Découvrez comment les technologies PNT et de capture de la réalité aident à reconstruire les communautés après les catastrophes naturelles en utilisant les solutions RESEPI et LiDAR d'Inertial Labs.

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Qu'il s'agisse d'un tremblement de terre, d'un tsunami, d'une inondation ou d'un incendie, les technologies de positionnement, de navigation et de synchronisation (PNT) et de capture de la réalité jouent un rôle essentiel dans les efforts de récupération et de reconstruction après une catastrophe. Dans ce blog, nous examinons comment ces technologies peuvent être mises en œuvre avec un exemple concret de la façon dont la technologie de VIAVI aide à reconstruire après le pire incendie de forêt aux Etats-Unis depuis plus de 100 ans.

Avec le changement climatique, le risque et l'intensité des inondations et des incendies de forêt ont considérablement augmenté. Aux États-Unis, l'incendie de Palisades à Los Angeles a fait la une de l'actualité au début de l'année et d'autres incendies majeurs se sont déclarés cette année en Israël et en Cisjordanie, en Corée du Sud, en Amazonie et dans le cercle polaire arctique.

L'incendie le plus meurtrier aux États-Unis depuis plus de 100 ans a eu lieu il y a tout juste deux ans, en août 2023, avec l'incendie de Lahaina sur l'île de Maui, à Hawaï, qui a coûté la vie à plus de 100 personnes. On estime également que plus de 2 000 structures ont été détruites et que les pertes totales dépassent les 6 milliards de dollars américains.

Dans ce blog, nous allons examiner comment la société de conseil en données géospatiales et en cartographie Basemap Consulting a mis en œuvre des données LiDAR, des caméras et des données PNT provenant de la division Inertial Labs de VIAVI et de Hexagon | NovAtel pour aider à reconstruire les communautés après l'incendie de Lahaina.

Cartographier l'étendue des dégâts
Après l'incendie, le rythme de la reconstruction a été, dans une certaine mesure, limité par des défis logistiques, réglementaires et pratiques. L'isolement d'Hawaï peut signifier que les ressources sont limitées ou doivent être importées, y compris les matériaux de construction, la main-d'œuvre et les compétences spécifiques.

Les ressources qui peuvent être déployées rapidement sont un atout et les images aériennes et satellitaires sont désormais des outils fondamentaux pour la planification et l'intervention en cas de catastrophe. En particulier, le LiDAR et l'InSAR (radar interférométrique à synthèse d'ouverture) sont rapidement adoptés pour les évaluations post-événement.

L'un des principaux défis de la reconstruction est qu'il ne reste que très peu de choses dans les zones les plus durement touchées, ce qui signifie que les limites des propriétés sont difficiles à identifier et que de nouveaux relevés sont une première étape essentielle. En raison des procédures d'autorisation et de financement, l'arpentage des propriétés individuelles n'est pas très efficace et représente une charge financière importante.

Avant l'incendie, les drones étaient considérés comme un moyen d'améliorer l'efficacité de l'arpentage. Après l'incendie, ils sont devenus un outil essentiel pour définir les limites de la propriété, ainsi que les caractéristiques physiques, le terrain, les structures, les services publics et les arbres.

La capture
La capture a commencé à la fin de l'année 2024, une fois que le nettoyage des débris dans la zone était presque terminé et que les autorisations de vol avaient été obtenues.

La première étape a consisté à diviser les 600 hectares d'intérêt en cinq sous-sites, ce qui a été fait par un vol d'imagerie depuis une colline surplombant la zone affectée. Ensuite, Basemap a placé plusieurs cibles aériennes standard dans chaque sous-site. Les monuments des rues, nouveaux ou récemment repeints, ont également été réutilisés pour servir de cibles aériennes supplémentaires.

Il est essentiel de relier ces images à des emplacements précis. Pour ce faire, des données GNSS ont été prises à partir d'une station de référence nouvellement créée sur une colline voisine. Basemap a ensuite complété ces données avec une station de base GNSS portable.

Ces fichiers d'observation ont ensuite été utilisés par Basemap dans une cinématique post-traitement (PPK) combinée à une unité de mesure inertielle (IMU) en utilisant le logiciel PCMasterPro de VIAVI's Inertial Labs. Ce logiciel intègre l'explorateur inertiel Waypoint de Hexagon | NovAtel et fournit la fidélité spatiale nécessaire aux images et aux nuages de points LiDAR pour répondre aux spécifications d'arpentage et d'ingénierie.

Pour ce faire, Basemap a utilisé un RESEPI™ Lite (Remote Sensing Payload Instrument) de Inertial Labs, une société de VIAVI Solutions. Il s'agit d'un système combiné de navigation inertielle assistée par GNSS à antenne unique avec enregistreur de données (celui-ci étant fourni par le récepteur OEM7 de Hexagon │ NovAtel), LiDAR, caméra et système de communication. Pour ce système, un filtre de Kalman est également appliqué à la sortie avant la synchronisation avec les données GNSS.

Ce logiciel Waypoint IE est entièrement intégré avec les données IMU de tiers et couple les informations GNSS de 32 bases maximum avec les données inertielles pour fournir des informations de localisation précises, même avec des capteurs inertiels de moindre qualité.

Enfin, Basemap a également déployé une caméra de vision Sony A5100 24MP OEM et un système LiDAR XT32.

S'assurer de la pertinence de la pile technologique
La composition technique d'un système de capture de la réalité par drone doit tenir compte de trois éléments clés. Le premier est le laser, le choix des capacités LiDAR étant dicté par l'objectif final pour lequel il est utilisé. La seconde considération est la caméra et de nombreux systèmes LiDAR pour drone - y compris les offres d'Inertial Labs de VIAVI - intègrent une caméra RVB pour collecter simultanément les points LiDAR et l'imagerie haute résolution. Les photos ainsi produites peuvent être utilisées non seulement pour la photogrammétrie traditionnelle, mais aussi pour coloriser le nuage de points du LiDAR.

Il est important de noter que les performances déclarées de chaque capteur correspondent à des conditions très spécifiques, ce qui signifie qu'il est important de tenir compte de ces conditions lors de la sélection.

La troisième considération, la plus fondamentale, est le cœur du système, avec ses traitements/algorithmes embarqués et sa technologie PNT. Sans systèmes PNT de haute qualité, il sera impossible de générer les nuages de points laser ou les images couleur indispensables, car ils nécessitent des informations précises sur l'emplacement et l'orientation du système.

RESEPI a donc été créé pour fournir d'abord un noyau de haute qualité et est associé à une gamme de capteurs pour répondre aux besoins multiples des différentes applications. La technologie est disponible dans une large gamme de charges utiles et se concentre sur les applications où les critères de taille, de poids et de puissance (SWaP) sont essentiels à la réussite.

Reconstruction
Lahaina a été un important centre commercial du Pacifique, le lieu de naissance de rois et le siège du royaume hawaïen dans les années 1800. Jusqu'à l'incendie, elle était perçue comme une vision de beauté et de tranquillité. La reconstruction de la communauté est vitale, mais le rythme des travaux est ralenti par les difficultés liées au fait que l'île est isolée, qu'il y a peu de géomètres et que l'accès aux matériaux de construction, à la main-d'œuvre et aux compétences est réduit.

L'approche adoptée par Basemap Consulting met en évidence le rôle important que l'utilisation de l'imagerie par drone et du LiDAR cartographié avec précision à l'aide de réseaux PNT peut jouer dans la reconstruction d'une communauté après une catastrophe naturelle.

En utilisant cette combinaison de vols d'imagerie et de capture LiDAR, Basemap a été en mesure de fournir aux géomètres locaux et aux développeurs une base spatiale précise et complète, ainsi que des données sur le terrain et toutes les caractéristiques existantes qui pourraient s'avérer utiles pour la conception technique.

Selon Daniel Windham, PDG de Basemap Consulting, la capture photogrammétrique et LiDAR par drone réduit le travail du projet de 50 à 80 % par rapport aux méthodes d'arpentage traditionnelles, et la plupart des caractéristiques peuvent être dessinées à partir d'images et de nuages de points LiDAR.

Contacts
William Dillingham
Directeur principal, marketing des produits
Inertial Labs Inc, une société de VIAVI Solutions

Courriel : [email protected]

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