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Ordre du jour
• Présentation des participants
• Introduction
• Canton de Neuchâtel : Expérience sur l'utilisation des données LIDAR pour les forêts (Pascal Junod) + expériences SITN (Marc Riedo)
• Canton de Vaud : Délimitation du boisé (Matthew Parkan) et projets d'acquisition LiDAR en cours (Gilles Gachet)
• Ville de GE : Présentation du projet de collaboration avec l'IGN sur l'identification des arbres isolés (Nicolas Wyler)
• Canton du Valais : Expérience sur l'utilisation des données LIDAR pour les forêts (Aude Blanc & IRSTEA)
• Collaboration et discussion
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Introduction
• L’altimétrie est une des données de référence indispensable pour des nombreux projets de gestion du territoire
• La production d’un MNT avec des moyens traditionnels (levé de terrain, photogrammétrie) a longtemps été très coûteuse
– Un MNT précis était réalisé pour un projet spécifique sur un petit secteur
– On disposait d’un MNT grossier à l’échelle du pays ou du canton : MNT25
• Vers 2000, arrivée de nouvelles technologies par balayage : LIDAR et RADAR
– Révolution technologique : haute résolution, précision planimétrique et altimétrique, faibles coûts de production, couverture de larges zones, MNT+MNS, MNT en forêt, plusieurs retours
– production d’un MNT du globe par RADAR et production d’un MNT et MNS 1m par LIDAR pour tout la Suisse
• Les MNT-MNS LIDAR offrent des perspectives très interessantes pour le domaine des forêts
• Vers 2010, Swisstopo s’oriente vers du MNT-MNS par autocorrélation
• Dès 2010, plusieurs cantons (villes) lancent des projets d’acquisition laser
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MNT-MO et MNS-MO
Modèle numérique de terrain de la mensuration officielle par balayage laser
Initiation du projet : détermination des surfaces agricoles utilesFinancement tripartite : Swisstopo, OFAG, CantonsMandataire : Terrapoint-SwissphotoZones couvertes : zones de moins de 2000 mDensité de point : ~1pt/m2 pour MNSProduits : uniquement MNT-MNS, pas de classificationLaser TerraPoint ALTMS 2536 : Fréq. 20 KHZ, footprint : 1.2m
Coûts du projet :~20 millions pour Swisstopo300’000 pour le canton de Neuchâtel (un tiers du coût)
Recherche en Suisse sur le LIDAR
EPFL
HYDRO : premier vol en 1996 pour des problèmes d’inondation
LASIG : exploitation des données LIDAR, produits dérivés, thèses de Gilles Gachet (Analyse et exploitation des données de LIDAR aéroportés pour la caractérisation des milieux boisés de la Suisse) et Michaël Kalbermatten (Multiscale analysis of high resolution digital elevation models using the wavelet transform)
TOPO : Scan2Map (Jan Skaloud) - > version commerciale Helimap (Julien Vallet)
Unil
LIDAR + LIDAR terrestre pour les dangers naturels
Université de Zürich
RSL (Remote Sensing Labs de) : création d’un centre de compétence LIDAR
LIDAR-Lab (Félix Morsdorf)
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Levés LIDAR du SITN
Source : Gilles Gachet - LASIG - EPFL
� Le 1er levé LIDAR date de 2001 : ~ 1 milliard de points ~1 pt/m2. MNT et MNS. Collaboration entre Swisstopo, cantons et OFAG pour le financement. Maître d’ouvrage : Swisstopo, mandataire : Swissphoto-Terrapoint
� De nombreuses applications du SITN utilisent ces données : cadastre, agriculture, forêts, routes, dangers naturels, géologie, enivronnement, énergie, etc.
� En 2010, le SITN lance un projet pour réaliser une mise à jour du MNT Lidar.
Appel d’offres international. Objectif : 4 pts/m2, 8 classes
� Choix : Swissphoto, Optech Gemini 166 Khz, hauteur vol : 800m
� ~ 5 milliards de points XYZ + 8 classes (sol, bâtiment, végétation basse,
végétation haute, lignes aériennes, voitures, etc.) avec une densité de 7.5 pts/m2
� 2000 Gigas = 2 terrabytes de données
� Précision altimétrique : ~15 cm (pour des objets bien définis)
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Utilisation des données altimétriques LIDAR
Cadastre
Détection des chemins en forêt pour la mensuration officielleNumérisation des bâtiments hors mensurationCalcul des hauteurs de bâtimentsCouche altimétrique de la mensuration en zones NT3 et NT4Relevé automatique de la limite de la nature « forêt » (RALF)Production d’orthophotos (par ex. orthophoto 2006)Détermination des courbes de niveau
Agriculture
Calculs automatique des taux de boisements (pâturages boisés)Calculs de pentes et rayonnement pour la viticultureCalculs des pentes pour subventions agricolesAnalyse d’ombre portée de bâtiments sur la zone viticole
Forêts et nature
Plans de martelage en foresterieInventaire forestierCartographie des peuplementsLocalisation de grands arbresVisualisation et détermination des structures forestières verticalesCartographie des dolines et murs de pierres sèchesAnalyse du potentiel bois-énergieCartographie et estimation des dégâts en forêt suite aux intempéries
Routes et dangers naturels
Avant-projets routiers – A5, H20Cartographie des inondations, laves torrentielles et érosionCartographie des affaissements, dolines, glissements de terrain et chutes de blocsCadastre du bruit
Environment et energie
Calcul des pentes des routes pour modélisation de la pollutionImpact des antennes de téléphonie mobileAnalyses d’impact visuel des éoliennesPotentiel bois-énergieDétermination de tracés du réseau hydrographique cantonal
Autres
Calcul du cube (volume) des bâtimentsMise à jour des cartes géologiquesAnalyse de la configuration et des volumes de remblai pour une décharge
Relevé altimétrique 3D LIDAR 2010 du canton
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Nom du produit : NELIDAR2010Mandataire BSF Swissphoto
Système LIDAR Optech Gemini 166 Khz
Hauteur vol 800m
Nombre de lignes de vol 80
Nombre de points 5 milliards de points XYZ
Densité de points ~ 7.5 pts/m2
Précision altimétrique ~ 15 cm
Précision planimétrique ~ 25 cm
Nombre de classes 8 (sol, bâtiment, basse végétation (<2m), haute végétation (>2m), lignes aériennes, voitures, grues,
ponts et passerelles)
Qualité de la classification 95%
Volume de données 2000 Gigabytes (avec produits dérivés)
Complexité des traitements LIDAR
� Complexité des traitements – algorithmes et temps de calcul importants pour passer des données
« brutes » en données facilement exploitables ou en données dérivées à valeur ajoutée
� Modèle numérique de terrain : filtrage des points et combinaison des données MO
� Courbes de niveaux : problématique de généralisation-lissage,
éviter les artefacts dûs à un modèle trop dense et trop précis
� Modèle numérique de canopée
� Calcul de taux de boisement
� Détection d’objets 3D
� Bâtiments : détection automatique (rapide) + correction manuelle interactive (long à très long)
� Arbres (~5 millions) : complexe, de nombreuses approches existent
� Lignes électriques (rapide)
� Mise à disposition des données et produit dérivés sur un géoportail avec fonctions d’analyse
Produits dérivés du relevé altimétrique 3D LIDAR
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Produits dérivés
Les produits dérivés suivants ont été calculés soit à l'échelle de tout le canton, soit pour des besoins spécifiques sur un secteur :
Bâtiments 3D
Sommets et hauteur des arbres
Pentes
Orientation des pentes
Profils
Analyses de visibilité
Calculs d’ombre portée
MNT
MNS
modèle numérique de canopée - MNC
Ombrages
Rayonnement solaire potentiel
Courbes de niveaux 1m
Hauteurs de bâtiments, bâtiments 2.5D
Processus de création des bâtiments 2.5D + arbres
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Plusieurs dizaines de scripts ont été créés pour automatiser ces tâches
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Agriculture-forêts > taux de boisement, accroissement forestier, coupes, arbres remarquables
Calculs automatisé des taux de boisement réalisés avec les 2 vols LIDAR avec le logiciel Pâturages
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Cartographie du potentiel bois-énergie
MNC et arbres isolés utilisés pour le
calcul du potentiel bois-énergie du
canton – Xylon SA
Cartographie du potentiel solaire par face de toit sur tout le canton
Potentiel solaire photovoltaïque par toit
Excellent
Bon
Avec réserve
Mauvais
Perspectives et besoins pour les forestiers
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� Estimation du volume de bois par division
� Nombre d'arbres
� Proportion des différentes espèces
� Accroissement (en volume et hauteur)
� Equilibre sylvo-cynégétique : étude des trouées en forêts - projet de mise en réseau de
surfaces de broutage pour le gibier, afin de diminuer la pression sur les recrus en forêt