Le LiDAR Apus-MX optimise les enquêtes sur les catastrophes causées par les coulées de débris

LiDAR Apus-MX

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Introductionproduction

Les coulées de débris sont plus fréquentes en été et en automne. Durant cette période, l'augmentation des précipitations, les fortes tempêtes et les précipitations prolongées fournissent une eau abondante, déclenchant ainsi des coulées de débris.

Dans les zones montagneuses, la fonte des glaces et des neiges contribue également au risque. La hausse des températures entraîne un ruissellement accru, ce qui déstabilise les pentes et accroît le risque de laves torrentielles.

Ces événements entraînent des pertes économiques importantes et constituent de graves menaces pour la sécurité humaine et l'environnement. Les études sur les coulées de débris permettent de comprendre les conditions de leur formation, d'évaluer les risques potentiels, de déterminer les emplacements propices aux projets d'atténuation et de protéger les écosystèmes locaux.

Contexte du projet

À Chengdu, dans la province du Sichuan, en Chine, la saison des inondations a été marquée par de multiples épisodes de fortes pluies. Plusieurs zones à risques géologiques ont ainsi été touchées par des coulées de débris.

Conformément aux exigences des autorités locales, une étude a été menée. L'objectif était d'évaluer la géomorphologie, la déformation de surface, la couverture végétale et les caractéristiques hydrologiques. Cela permettrait d'évaluer les risques de catastrophe, de prévoir les changements futurs et de soutenir les efforts d'alerte précoce et de prévention.

Ce projet couvre deux domaines d’enquête :
  • Superficie 1 : 0,5 km², altitude variant de 1 400 à 2 300 mètres.
  • Superficie 2 : 0,35 km², altitude variant de 1 150 à 1 450 mètres.
Les deux zones d’étude sont principalement couvertes de forêts primaires denses avec une végétation multicouche, comprenant des sous-bois épais et des arbustes bas.
Système LiDAR pour drones

Figure 1 Zones à étudier

Défi

Les coulées de débris se produisent souvent dans les régions montagneuses et les canyons, au relief complexe et aux conditions météorologiques imprévisibles. Ces zones sont difficilement accessibles et présentent un environnement difficile, ce qui rend les relevés traditionnels sur site à la fois risqués et sujets à erreurs.

La zone d'étude est constituée de montagnes boisées de haute altitude à la végétation dense. La transmission des données peut être affectée par les contraintes et les interférences du terrain, ce qui nécessite des solutions techniques avancées et des équipements d'enquête performants.

Les points de décollage disponibles présentent un dénivelé important de près de 1 000 mètres par rapport au point culminant de la zone d'étude. Un drone multirotor équipé d'un LiDAR doit franchir au moins 1 000 mètres d'altitude en un seul vol pour capturer des données d'étude complètes.

Solution
Pour répondre aux exigences, nous avons déployé la technologie drone et LiDAR. Parmi les équipements utilisés figuraient le système LiDAR SatLab Apus-MX et un drone DJI Matrice 350 RTK. Ces équipements ont été choisis pour leur capacité à couvrir rapidement de vastes zones et à opérer en toute sécurité. Une stratégie de vol à proximité du sol a été adoptée, avec un total de trois missions de vol pour compléter l'acquisition de données sur l'ensemble de la zone étudiée.

Figure 2 SatLab Apus-MX monté sur le DJI M350

Figure 3 Plan de vol de l'acquisition

Paramètres du projet
1. Équipement

Réseau LiDAR Apus-MX pour drone DJI M350 RTKCORS 

2. Logiciel

Sat-LiDAR

Spécification

Tableau 1 Spécifications du LiDAR pour drone Apus-MX

Itinéraire technique

Figure 4 Itinéraire technique

Le logiciel Sat-LiDAR résout automatiquement les données de nuages de points collectées et génère des nuages de points colorés de haute précision. Le filtrage des données permet d'obtenir des points terrestres et leurs données de classification des caractéristiques du terrain dans la zone minière, qui peuvent ensuite être utilisées pour produire des MNT, des MNS, des courbes de niveau et d'autres résultats. De plus, le logiciel prend en charge le calcul du volume multiphasé de la mine à l'aide d'une grille TIN. Il inclut également des fonctionnalités telles que le contrôle de la précision des données, l'ajustement des bandes, le filtrage du bruit, la classification et le traitement du pavage des nuages de points.
Résultats
Les données des résultats du projet : densité globale du nuage de points : une moyenne de 127 points/mètre carré, les points au sol sous la végétation sont continus et denses, et la précision du nuage de points est meilleure que 2 cm, répondant aux besoins de ce projet client.

Figure 5 Densité du nuage de points

Résultat DEM de la figure 8

Figure 6 Épaisseur du nuage de points

Résultat DOM Figure9

Figure 7 Résultat du nuage de points

Figure 10 Effet de pénétration de la végétation

Conclusion
Le système LiDAR pour drone Apus-MX utilisé dans ce projet est compatible avec le système de drone DJI. Il collecte efficacement et sans contact des données dans la zone sinistrée par la lave torrentielle. Le système peut mesurer jusqu'à 1 200 mètres avec une réflectivité de 60% et une fréquence d'impulsion laser de 550 000 tirs par seconde. Cela améliore l'efficacité du travail et assure une couverture complète de la zone d'étude avec une densité de nuages de points élevée. Même en présence d'une végétation dense, il capture des points au sol avec précision. Grâce au logiciel de traitement complet des données SatLab Sat-LiDAR, le système peut générer divers résultats de terrain en un seul clic. Il offre aux clients des services de données centralisés. L'analyse des données offre un support précis et fiable pour l'étude des caractéristiques géomorphologiques, des déformations de surface, de la couverture végétale et des caractéristiques hydrologiques dans la zone sinistrée par les coulées de débris.

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