Soutenance mémoire
Pourquoi utiliser la photographie aérienne ?
Les photographies brutes et les images satellitaires ont des larges distorsions géométriques qui sont causées par des facteurs systématiques et non-systématiques. La photogrammétrie basée sur les équations de colinéarité élimine ces erreurs et crée des orthophoto fiable à partir des images brutes. La photogrammétrie est unique en termes de considération de la forme géométrique de l’image ; utilisant les informations entre les images superposées, et explicitement formées à la troisième dimension. En plus de l’ortho-image, la photogrammétrie peut aussi sérieusement et efficacement produire d’autres informations géographiques telles que les modèles numériques, figure topographique, ligne cartographique. Essentiellement, la photogrammétrie produit d’exactes et précises informations géographiques à partir de large portée d’images. Plutôt que d’aller constamment sur le terrain pour mesurer les distances, les angles, les surfaces et les positions des points sur la surface de la terre, les outils photogrammétriques autorisent la collection des informations exactes à partir des images. L’approche photogrammétriques pour collecter des informations permet d’économiser du temps et de l’argent tout en maintenant une haute précision.
Distorsion de l’objectif
La distorsion de l’objectif détériore la position exacte du point image localisé sur l’image en plan. Deux types de distorsion de l’objectif existent : la radiale et la tangentielle. La distorsion radiale produit la distorsion du point image le long de la ligne radiale à partir du point principal O. l’effet de la distorsion radiale est représentée par .
???? = √(?? − ??)² + (?? − ??)2[Microns]
La distorsion tangentielle survient à l’angle droit par la ligne radiale à partir du point principal. L’effet de la distorsion tangentielle est représenté par ∆?. Cependant, cette dernière est négligeable car sa valeur en magnitude est très petite par rapport à celle de la distorsion radiale. Les distorsions de l’objectif sont déterminées en laboratoire durant la calibration de la caméra.
Inconvénients et avantages sur l’utilisation de drone
Inconvénients : Du fait de l’autonomie et la limite par défaut du logiciel de pilotage, le drone ne peut dépasser une altitude de 500m. Le drone peut voler pendant 25mn avec une vitesse ascensionnelle de 5m/s, une vitesse de descente de 3m/s et une vitesse de déplacement de 16m/s. Ces caractéristiques sont relativement faibles pour effectuer un long vol à très hautes altitudes. Par conséquent, la surface de couverture photographiée diminue. Les objets apparaissent plus grands mais la surface prise est petite. Ainsi, pour photographier une étendue de surface, quelques mesures doivent être prises tel que : un moyen de déplacement pour le pilote, des batteries de rechange ou des chargeurs selon la durée prévue du travail. De nos jours, le drone est en plein essor. Beaucoup d’amélioration sont développées pour avoir un appareil plus performent.
Avantages : Malgré ces points négatifs, l’utilisation de drone relève beaucoup d’avantage. En effet, bien que son altitude soit limitée, c’est aussi un privilège pour obtenir de très haute précision, voire au mm près. Dans notre cas, avec une altitude de vol de 90m, nous avons une précision planimétrique de 7.5cm sur le terrain soit 0.075mm sur le papier. De plus, la qualité de l’image augmente. Les drones commerciaux sont à présent à partir de 500 euro soit 1 900 000 Ar environ. Ce qui le rend plus accessibles même pour les particuliers. Dans le cas d’un avion, il faut recourir à des sociétés pour le louer. A cet aspect, le drone s’avère plus avantageux. En effet, grâce à cette facilité d’accès, nous pouvons effectuer des prises de vue autant que nécessaires et mettre à jour les bases de données régulièrement. C’est très encourageant pour les collectivités territoriales qui, généralement, travaillent sur une petite localité. Par exemple, pour la protection de l’environnement contre la déforestation, les responsables peuvent prendre des photos tous les ans et effectuer une surveillance de près. La zone étudiée peut être petite mais les données sont précises. Avec son prix raisonnable, les ONG peuvent très bien y recourir notamment pour les pays en voie de développement. Pour le cas de Madagascar, les derniers orthophoto plan ont été produit en 2007 soit 10ans passé. Pour photographier tout un district, nous devons utiliser un avion. Le cout d’une telle mission est très onéreux, ce qui ne permet pas au gouvernement de l’effectuer périodiquement. Pourtant, afin d’élaborer un plan de développement ; il faut se procurer des bases de données à jour et précis. Nous ne pouvons évaluer la situation d’une zone avec des données obsolètes. Un autre avantage et non le moindre du drone est sa taille. Dans certains pays, cette perspective est exploitée au profit militaire. Pour nous, un pays en voie de développement, avec des infrastructures insuffisantes, n’ayant pas plusieurs aéroports, c’est très pratique. Le drone n’a pas besoin d’aéroport de décollage ni d’atterrissage et très facile à démonter. Pour faire survoler un drone, l’autorisation peut être acquise dans la zone en question. Par exemple au sein de la préfecture. L’opérateur n’a pas besoin de la permission de l’Aviation civile. Le drone peut être alors être transporter, décoller, photographier, même dans les zones les plus enclavées. Tout en fournissant une très haute précision.
CONCLUSION GENERALE
Nous avons entrepris ici une étude de l’avancée de l’érosion littorale de Morondava, et dans lequel nous avons utilisé un « Drone ». C’est ainsi, en introduisant un objectif : comparer l’avancée de l’érosion datant de 2007 par rapport à la situation subsistant dix ans plus tard (en 2017), nous avons choisi comme titre du mémoire : « Levé photogrammétrique pour l’observation du littoral de Morondava ». Durant cette étude, à cause de l’incertitude sur les données, nous avons dues relevés trois possibilités à partir d’un intervalle de niveau de marée. Tout d’abord la superposition des deux images montre un recul de 35m. Si l’image de 2007 était prise avec un niveau de marée 1.8m, aucun recul ne doit être prononcé. Dans le cas où l’image était prise avec un niveau de marée maximale la différence serait de 34m. Soit un recul annuel maximum de 3.4m. Avec l’incertitude du niveau de marée, nous avons pris un recul moyen de 16m, soit un recul annuel de 1.6m/an-avec une erreur de 1.8m/an. Ainsi, avec les résultats obtenus, nous avons essayé de comparer et d’expliquer la différence de l’avancé de l’érosion littoral de Morondava en une décennie. Dans tous les cas, les valeurs trouvées sont inférieures à celle déduite par l’étude précédente (5m/an). Nous pensons que ce travail de recherche s’avère intéressant par le fait que même s’il y a réduction de l’évolution, il y a une forte probabilité que le recul du littoral de Morondava continue et ceci devra inquiéter d’avantage les autorités compétentes concernés. A l’échelle nationale, l’Etat malgache devra disposer d’un moyen peu onéreux et accessible facilement afin de surveiller, en temps réelle, la dégradation de la totalité du littoral de Madagascar. Persuadé que la technologie ne cessera jamais d’évoluer, cette problématique très pertinente fera l’objet d’une étude approfondie par les ingénieurs géomètre-topographe. Notre marge d’erreur est assez large due à l’inexactitude des données. Cependant, afin d’élaborer un système de développement fiable, la précision sur les données est cruciale. Ainsi, pour effectuer une étude sur la littorale à partir des imageries, la superposition n’est pas suffisant et peu même erronée le résultat. Les données incontournables sont la date et heure précise de la prise de vue afin de déterminer le niveau de marée. Ainsi que l’actualité sur la tendance tectonique de la zone à étudiée.
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Table des matières
INTRODUCTION
Partie I : Généralités
Chapitre I : Présentation du sujet
I. Historique de la photogrammétrie
II. Pourquoi utiliser la photographie aérienne ?
III. Choix de l’utilisation de la photographie par drone
IV. Contexte sur la zone d’application
1. Historique sur l’érosion littorale
2. Cause de l’érosion littorale
3. Contexte actuel
V. Présentation du sujet
1. But
2. Etapes de réalisation
Chapitre II : Etude monographique de la région
I. Situation géographique
II. Démographie
III. Relief
IV. Géomorphologie et sédimentologie
V. Géologie
VI. Pédologie
VII. Hydrographie
1. Les fleuves et rivières
2. Les lacs
3. Les eaux de profondeurs
VIII. Climatologie
1. Température
2. Pluviométrie
3. Cyclone
5. Impact du changement climatique sur la côte de Morondava
Partie II : Méthodologie et traitements
Chapitre I : Méthodes
I. La photogrammétrie et le Système d’Information Géographique (SIG)
II. Principe de la photogrammétrie
1. Problème de mise à l’échelle du cliché
2. Mesure de variation d’altitude sur un couple de cliché
III. Précision d’un levé photogrammétrique
1. Focale équivalent et focale réel
2. Détermination de l’échelle de prise de vue
a. Détermination de l’échelle de prise de vue : epv= 1/EPV
b. Détermination de l’échelle de sortie : es= 1/ES
c. Superficie de la zone photographiée
3. Précision de l’orthophoto
a. Précision planimétrique
b. Tolérance planimétrique
c. Précision altimétrique
IV. Procédure à utiliser pour le traitement d’images
1. Orientation interne
Point principal et distance focale
b. La marque fiduciaire
c. Distorsion de l’objectif
2. Orientation externe
3. Aérotriangulation
4. Modélisation du terrain
5. L’orthorectification
V. Mission de prise de vue par drone
1. Historique
2. Caractéristiques du drone
a. L’appareil
b. La radiocommande
c. La caméra
3. Etapes à suivre pour effectuer la mission
d. Préparation de la mission
e. Visite préalable
f. Déroulement de la mission de prise de vue
Chapitre II : Traitement des images obtenues par drone
I. Présentation des logiciels
1. PHOTOSCAN
2. ERDAS IMAGINE
II. Traitement photogrammétrique des images prise en 2017 par drone
1. Alignement des photos
2. Orientation interne
3. Orientation externe
4. Aérotriangulation
5. Génération du modèle numérique
6. L’orthophoto
Partie 3 : Analyses et résultats
Chapitre I : Inconvénients et avantages sur l’utilisation de drone
I. Inconvénients
II. Avantages
III. Tableau récapitulatif
IV. Coût de la mission
Chapitre II : Résultat sur l’érosion
I. Quelques définitions
a. La Marée
b. L’érosion du littoral
c. Le trait de cote
II. Résultats de la superposition
III. Discussions
CONCLUSION GENERALE
BIBLIOGRAPHIE
Annexes
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