De la photo à la photogrammétrie…

 

 

La photogrammétrie par drone est un exercice de précision qui nécessite une préparation minutieuse et une bonne maîtrise technique de son appareil photo. Il est tout à fait possible de calculer le temps d’une prise de vue à l’avance ou bien le nombre de batteries nécessaires pour effectuer un mapping complet. Ces calculs se révéleront très utiles pour réaliser une estimation chiffrée au près de vos clients et vérifier la rentabilité de votre intervention.Toutes ces informations font partie de notre programme de formation Opérateur en photogrammétrie et  Agisoft Metashape

 

Quels sont les réglages d’un appareil photo en photogrammétrie ?

 

La qualité de votre appareil photo détermine les déplacements votre drone en photogrammétrie.

Il faut donc prévoir, en fonction du modèle utilisé, un trajet précis et surtout pas l’inverse. L’exploitation des images dans un logiciel de photogrammétrie (Metashape par exemple) est également conditionnée par le type de capteur et objectif employés lors de la prise de vue.

Le rendu final d’une photo dépend de 5 facteurs/paramètres de l’appareil photo ; Nous évoquons la mesure technique d’une image ne comprenant en aucun cas son cadrage et sa composition.

1. Vitesse d’obturation
2. Ouverture
3. ISO
4. Taille du capteur
5. Distance focale

 

 

Distance focale

 

C’est la distance qui sépare le capteur situé dans l’appareil photo du centre optique de l’objectif. Mesurée en millimètre, elle définit le champ de vision en degrés, les perspectives et la profondeur de champs. La distance focale n’a pas d’incidence sur la qualité de l’image.

 

 

Ouverture

 

 

L’ouverture est un réglage du diaphragme de l’objectif d’un appareil photo. Plus il est fermé, moins il laisse passer de lumière sur le capteur.

Elle est généralement représentée par la lettre f suivie d’un chiffre : f/11, f/2.8,f/1.4

Attention : l’ouverture est un sujet qui prête à confusion. f/2 signifie que le diaphragme est plus ouvert qu’à f/8. A f/11 le diaphragme est plus fermé qu’à f/3.2.

De façon plus concrète, à f/11 votre photo sera moins lumineuse qu’à f/5 car le diaphragme est plus fermé.

 

La profondeur de champ

 

C’est la zone de netteté d’une image. Il faut une grande profondeur de champs en photogrammétrie pour avoir une zone de netteté maximale. Surtout lorsqu’il y a du relief.

 

 

Influence de l’ouverture sur la zone de netteté

 

Plus le chiffre de l’ouverture est grand, plus la profondeur de champ est grande.

Plus l’ouverture du diaphragme est grande, plus la profondeur de champ est courte.

 

 

Capteur

 

Il existe beaucoup de déclinaisons de capteurs et l’apparition des drones professionnels miniaturisés et smartphones notamment ont poussés les fabricants à réduire leur taille.  Néanmoins, pour il est primordial d’avoir un capteur suffisamment grand car la surface sensible est plus importante.

Le 1/2,3 pouces est un capteur standard dans l’industrie du smartphone et sur les nouveaux drones de DJI. Il est équipé sur les Mavic Air, Mavic Pro et Spark notamment. Ce capteur est certes avantageux par sa taille mais souffre de gros défauts à partir de l’ISO 800 et un grain qui est très présent.

Le 1 pouce : c’est la taille utilisée sur les appareils photos compacts et sur des drones comme le DJI Phantom 4 RTK. C’est un bon compromis car il permet d’avoir un drone plus léger, à transporter facilement sur le terrain.

Les APS-C sont des capteurs utilisés sur les Reflex DSLR ou bien Hybride assez polyvalent et de plus en plus utilisé chez les professionnels.

Les Plein-Format sont des capteurs de 35 mm, un standard chez les professionnels.

 

 

Obturateur et vitesse

 

L’obturateur permet de gérer la quantité lumière qui atteint le capteur. Plus sa vitesse est élevée, plus l’image sera nette en mouvement. Plus sa vitesse est lente plus l’image finale sera flou en mouvement car le capteur sera exposé à la lumière sur une plus longue durée des éléments différents. Cette remarque est valable à la fois lorsque la caméra est en mouvement ou le sujet photographié.

 

ISO

 

Appelée aussi sensibilité ISO, il s’agit de la mesure de sensibilité à la lumière. On l’utilise pour augmenter de façon artificielle l’exposition d’une scène lorsque la quantité de lumière n’est pas suffisante. Cela n’agit pas sur le capteur directement mais amplifie le signal provenant du capteur.

Augmenter la valeur ISO de sa caméra a souvent pour incidence de détériorer l’image sous forme de bruit généré et visible à l’œil nu. Pourtant il est parfois indispensable de jouer avec ce réglage lorsque nous n’avons pas d’autre moyen d’apporter de la lumière à nos images.

Toutefois, la détérioration de l’image par l’ISO varie en fonction de la taille du capteur et du nombre de pixel (en numérique). A nombre de pixel égal, un capteur plus grand générera moins de bruit à haute sensibilité ISO car sa surface sensible est plus élevée et ses photosites collectent plus d’information. En fin de compte, le rapport signal sur bruit est meilleur sur les plus grands capteurs.

L’illumination et la réflectance des matériaux aura aussi une incidence directe sur la quantité de lumière apportée au capteur et par conséquent sur la qualité de la photo saisie, les aberrations, flairs qui pourraient altérer la prise. Les vols au-dessus de zone d’eau sont délicats, car en plus d’être en mouvement constant, les reflets peuvent gêner la prise de vue.

En effet, de bonne condition d’éclairages nous éviteront bien des déboires en post-production.  La quantité de lumière est cruciale. Ni trop, ni pas assez, il faut recherchez un bon équilibre en fonction des conditions climatiques.

Bruit d’une image, d’où vient-il ?

Nous parlions du bruit généré par la sensibilité ISO mais il ne s’agit pas de la seule source en fonction de l’appareil photo utilisé qui pourra générer du bruit indésirable.

Effectivement, les réglages Idynamics, master pedestal level, Coubes des ombres et hautes lumières mais également les profils d’images intégrés et looks ont une influence à ne pas négliger sur la quantité de bruit générée sur une image.

Voici une illustration qui décrit la façon dont la vitesse d’obturation, l’ouverture et l’ISO modifie le résultat à l’image.

Les conseils à appliquer systématiquement pour réussir une photo :

1. Maintenir son ISO au plus bas, tout dépend de l’appareil mais il situe en général entre 50 et 200.
2. Garder une vitesse d’obturation suffisamment élevée si vous êtes en mouvement. Baisser la vitesse d’obturation mais pas trop s’il n’y pas assez de lumière.
3. Garder la même ouverture, et la choisir en fonction de la taille de son capteur. Pas trop basse au risque d’avoir des zones non focalisées.

 

 

 

Vitesse de vol

 

Votre vitesse de vol et la vitesse d’exécution d’une prise complète photogrammétrique sera déterminée exclusivement par les conditions météorologiques et leur répercussion sur les réglages de votre caméra.

En effet, la vitesse d’obturation doit être choisie méticuleusement en fonction de la météo et donc de l’éclairage et du vent qui risquerait de perturber la stabilité de votre drone.  Mais avec une vitesse d’obturation réduite, il faudra également penser à réduire la vitesse du drone pour obtenir des images parfaitement nettes.

Il est toujours préférable de travailler dans des conditions météo idéale, non seulement pour la qualité de vos images et l’uniformité des expositions. Toutefois, nous ne sommes jamais à l’abri d’un retournement de situation.

 

En cas de temps nuageux ?

Dans cette situation, il est préférable de d’abaisser la vitesse du drone proportionnellement à la vitesse d’obturation. La sensibilité ISO peut être augmentée si nécessaire.

 

 

 

GSD : ground sampling distance

 

Pour faire, simple le GSD c’est la taille réelle que représente chaque pixel. On parle alors de cm/px.

Logiquement, plus l’altitude augmente, plus le GSD diminue.

Pour quelle raison est-il important de calculer son GSD ?

Pour pouvoir situer précisément chaque point sur la carte et établir un relevé pertinent et fidèle à la réalité.

Comment le calculer ?

Pas de panique, pas besoin calculer ce chiffre à la main puisqu’il existe des outils en ligne qui réalise ce genre d’opération pour vous en fonction du drone utilisé.

https://www.propelleraero.com/gsd-calculator/

Vous aurez seulement besoin de fournir le drone utilisé et l’altitude du drone

Calculer soi-même son GSD ?

Sachez qu’il est tout de même utile de savoir calculer un GSD à la main. Si vous utilisez un appareil photo très spécifique ou n’avez pas accès à l’application quelle que soit la raison.

 

 

 

Altitude de vol

 

Vous ne devez pas voler trop proche du sol car le nombre de photos nécessaires pour couvrir une zone serait plus important. Vous termineriez avec beaucoup plus d’images que vous en avez réellement besoin pour couvrir la zone, et surtout plus de temps pour les prendre et les traiter.