Cartographie thermique par drone avec Metashape : flux de travail RVB et IR

La cartographie thermique par drone avec Agisoft Metashape permet de transformer des centaines, voire des milliers d’images aériennes RVB et infrarouges en produits spatialement cohérents : une orthomosaïque RVB, une orthomosaïque thermique radiométrique, un modèle numérique de surface, un modèle 3D et des couches géoréférencées destinées à l’inspection ou à l’analyse SIG. La difficulté ne réside pas simplement dans l’assemblage de thermogrammes colorés. Un flux de travail rigoureux doit préserver la géométrie, les informations de température et le contexte physique dans lequel les images ont été acquises.

Les caméras RVB et thermiques observent une même scène de manière fondamentalement différente. L’imagerie RVB offre généralement une résolution spatiale plus élevée et une texture visuelle plus marquée, ce qui facilite l’alignement photogrammétrique. Une caméra thermique radiométrique mesure le rayonnement infrarouge et peut associer les pixels de l’image à des valeurs de température apparentes ; toutefois, ses images sont souvent plus petites, moins texturées et plus sensibles au moment de l’acquisition, à l’émissivité de la surface, aux réflexions et aux conditions environnementales. En combinant correctement ces deux sources, les données RVB permettent d’étayer la géométrie et l’interprétation, tandis que les données infrarouges révèlent les répartitions spatiales de la température.

Principe clé : utiliser des images RVB pour établir le cadre géométrique le plus solide possible, préserver les valeurs thermiques radiométriques d’origine et valider de manière indépendante l’alignement spatial et le comportement thermique. Une carte thermique visuellement attrayante ne constitue pas automatiquement un résultat fiable sur le plan métrique ou radiométrique.

Ce guide présente un flux de travail professionnel complet pour le traitement des images RVB et infrarouges prises par drone dans Agisoft Metashape Professional. Les noms des menus se réfèrent au flux de travail actuel de Metashape Professional 2.3 ; les options exactes peuvent varier légèrement selon les versions du logiciel et les systèmes de caméras.

Sommaire

Ce que permet réellement la cartographie par drone thermique
Imagerie RVB et imagerie thermique radiométrique
Planification des missions pour les relevés en RVB et en infrarouge
Préparation et vérification de l’ensemble de données
Choisir un processus de travail synchronisé ou en vols séparés
Flux de travail A : caméras RVB et thermiques synchronisées
Flux de travail B : images RVB et thermiques issues de vols distincts
Valeurs radiométriques, palettes et conversion de température
Contrôle qualité et dépannage
Livrables recommandés
Foire aux questions

Qu’est-ce que la cartographie thermique par drone ?

La cartographie thermique par drone consiste à créer une représentation géoréférencée des profils de température de surface à partir d’images infrarouges superposées, capturées par un aéronef sans pilote. En fonction du capteur et du processus de traitement, la matrice finale peut contenir des valeurs de température calibrées ou apparentes, des données numériques brutes, ou simplement afficher des couleurs. Ces résultats ne sont pas interchangeables.

Une orthomosaïque thermique corrige la perspective de l’image et projette les informations infrarouges sur un modèle de surface. Cela permet de comparer des emplacements, de mettre en évidence des anomalies et d’intégrer les résultats à des couches CAO ou SIG. Parmi les applications courantes, on peut citer :

inspection des modules solaires et des infrastructures électriques ;
inspections des toitures, des façades et de l’enveloppe du bâtiment ;
évaluation des réseaux de chauffage urbain et des canalisations ;
inspection d’installations industrielles ;
évaluation des tabliers de pont et des infrastructures en béton ;
l’irrigation, le stress hydrique des cultures et la surveillance de l’environnement ;
études relatives aux décharges, aux incendies, à la géothermie et aux déperditions thermiques.

Les anomalies thermiques sont des indicateurs qui nécessitent une interprétation. Une zone chaude ou froide peut être due à un défaut, mais elle peut également résulter d’une ombre, de l’humidité, de matériaux différents, d’une contamination de surface, d’une réflexion, d’une variation des conditions météorologiques ou d’un angle d’observation différent. Par exemple, l’Administration fédérale des autoroutes des États-Unis décrit la thermographie infrarouge comme une méthode non destructive permettant de détecter les profils de température associés au délaminage du tablier d’un pont, tout en soulignant l’importance des conditions d’acquisition et de l’état de la surface. Son aperçu technique de la thermographie infrarouge pour l’inspection des ponts constitue une référence utile pour comprendre à la fois les possibilités et les limites de cette méthode.

Images RVB, images infrarouges et données radiométriques

Dans cet article, le terme « infrarouge » désigne l’infrarouge thermique, généralement l’infrarouge à ondes longues (LWIR). Il ne faut pas le confondre avec la bande du proche infrarouge utilisée par de nombreuses caméras agricoles multispectrales. Le proche infrarouge mesure l’énergie solaire réfléchie ; l’infrarouge thermique enregistre le rayonnement émis lié à la température de surface.

Propriété	Imagerie RVB	Imagerie thermique radiométrique
Informations principales	Couleur et texture visibles	Rayonnement infrarouge et température apparente
Résolution spatiale typique	Relativement élevée	Généralement bien inférieure
Correspondance des caractéristiques	Souvent très performante sur les surfaces texturées	Peut s’avérer peu performante sur des surfaces à température uniforme
Rôle principal en photogrammétrie	Alignement, géométrie, MNS ou maillage, interprétation visuelle	Cartographie des profils de température et analyse des anomalies
Principaux risques liés aux mesures	Erreurs de flou, d’exposition, d’étalonnage et de géoréférencement	Tous les risques géométriques, ainsi que l’émissivité, les réflexions, l’atmosphère et la dérive thermique

Un fichier JPEG thermique affiché avec une palette « Iron », « Rainbow » ou « White Hot » peut sembler informatif, mais ne contenir que des couleurs rendues. En revanche, un fichier radiométrique conserve des informations de mesure par pixel qui peuvent être converties ou corrigées en fonction du modèle du fabricant de la caméra. Vérifiez toujours le contenu des fichiers avant de les traiter. L’extension de fichier à elle seule ne suffit pas : deux images se terminant par .jpg peuvent contenir des métadonnées radiométriques totalement différentes.

Planification de mission pour une étude thermique fiable

La qualité d’une carte thermique est déterminée en grande partie avant même l’ouverture de Metashape. Un processus de traitement ne permet pas de reconstituer des détails spatiaux que le capteur thermique n’a jamais capturés, de récupérer les chevauchements manquants ni d’éliminer toute ambiguïté liée à l’environnement.

1. Commencez par définir la question d’inspection

Veuillez indiquer la plus petite anomalie à détecter, l’incertitude de position acceptable, si la température absolue est requise et quelle décision sera prise à partir du résultat. La cartographie des profils relatifs de chaleur et de froid est une tâche distincte de la communication d’une température de surface absolue avec une incertitude spécifiée.

Pour les travaux quantitatifs, veuillez consigner le modèle du capteur, l’état d’étalonnage, la plage de température, l’hypothèse d’émissivité, la température apparente réfléchie, la température atmosphérique, l’humidité relative, la distance entre la caméra et la cible, le vent, la couverture nuageuse et la durée d’acquisition. Les paramètres pertinents varient en fonction de la caméra et de l’application ; veuillez donc suivre les recommandations radiométriques du fabricant.

2. Calculez la GSD thermique, et pas seulement la GSD RVB

La distance d’échantillonnage au sol doit être calculée séparément pour chaque capteur. Pour une image prise presque à la verticale au-dessus d’un terrain relativement plat :

GSD ≈ (distance par rapport à la cible × largeur du capteur) ÷ (distance focale × largeur de l’image)

La forme équivalente en pas de pixel est la suivante :

GSD ≈ distance par rapport à la cible × pas de pixel ÷ distance focale

Prenons l’exemple d’une caméra thermique dotée d’un pas de pixel de 12 µm et d’une distance focale de 13,5 mm. À une distance de 50 m de la cible, sa GSD thermique approximative est de 4,4 cm/pixel. À 100 m, elle passe à environ 8,9 cm/pixel. Ces valeurs décrivent la distance d’échantillonnage, et non la précision de positionnement ni la taille minimale de défaut détectable. Les chiffres cités s’appuient sur les spécifications publiées pour la caméra thermique radiométrique DJI Zenmuse H30T, à titre purement illustratif.

Une caméra RVB haute résolution intégrée à la même charge utile peut offrir une GSD nettement plus faible. L’exportation de l’orthomosaïque thermique finale à la taille de pixel RVB n’apporte pas de détails thermiques supplémentaires ; elle se contente de rééchantillonner les mesures à plus faible résolution. Pour une explication complète, veuillez consulter notre guide sur la distance d’échantillonnage au sol dans le cadre de la planification des levés par drone.

3. Prévoyez un chevauchement suffisant et une géométrie de caméra robuste

Les recommandations générales d’Agisoft en matière de capture aérienne préconisent, à titre de référence pour l’imagerie conventionnelle, un chevauchement avant d’environ 80 % et un chevauchement latéral d’environ 60 %. Les jeux de données thermiques bénéficient souvent d’une redondance plus importante, car leur résolution et leur texture locale sont moindres. Un point de départ pratique pour de nombreuses missions de cartographie thermique se situe autour de 85 % de chevauchement vers l’avant et de 75 à 80 % de chevauchement latéral, à condition que la vitesse de vol et l’intervalle entre les images permettent toujours d’obtenir des images nettes et valides.

Ces pourcentages ne constituent pas des spécifications universelles. Les grandes toitures uniformes, l’eau, la végétation, les matériaux réfléchissants et les scènes présentant des motifs répétitifs peuvent rester difficiles à traiter, même avec un chevauchement important. Une grille croisée peut renforcer la géométrie des blocs, tandis que des images obliques peuvent s’avérer nécessaires pour les façades, les éléments de ponts et les structures industrielles complexes. Consultez notre guide détaillé sur les chevauchements frontaux et latéraux pour Agisoft Metashape lors de la planification de votre mission.

4. Maintenir la stabilité des conditions d’acquisition

Les conditions thermiques peuvent évoluer pendant que le drone est en vol. Le passage des nuages, l’ensoleillement, le vent, l’humidité, les cycles de climatisation et les ombres en mouvement peuvent modifier la température de surface plus rapidement que la mission ne peut être menée à bien. Cela engendre de réelles différences entre les images qui se chevauchent, qu’aucun algorithme de fusion des images ne peut éliminer entièrement.

Choisissez la fenêtre temporelle en fonction du phénomène physique étudié.
Évitez la pluie, les surfaces humides et les changements rapides de la couverture nuageuse, sauf si la réaction à l’humidité fait l’objet de l’étude.
Laissez le capteur thermique se stabiliser conformément aux instructions du fabricant.
Appliquez la correction de champ plat conformément aux spécifications de la charge utile et notez à quel moment les corrections interviennent.
Veillez à ce que la portée de la caméra, le mode de gain et les paramètres radiométriques restent, dans la mesure du possible, constants.
Réduisez la vitesse de vol si nécessaire afin de préserver la netteté de l’image et le chevauchement.
Effectuez des mesures de référence au sol lorsque la température absolue est un facteur déterminant.

5. Géoréférencement des deux spectres

Les positions des caméras RTK ou PPK peuvent améliorer le géoréférencement, mais elles ne dispensent pas d’une validation indépendante. Utilisez des points de contrôle relevés sur le terrain chaque fois que la précision du projet est essentielle. Si les caméras RVB et thermiques sont physiquement séparées, les décalages d’alignement et de bras de levier peuvent entraîner un décalage visible, en particulier à courte distance ou sur des surfaces présentant d’importants dénivelés.

Les cibles au sol peintes de manière standard peuvent être clairement visibles sur les images RVB, mais pratiquement invisibles sur les images thermiques. Les cibles de contrôle thermique doivent présenter un contraste infrarouge suffisant par rapport à leur environnement au moment de la capture. Avant le début de la mission, vérifiez que les cibles sont identifiables sur les images brutes provenant des deux capteurs. Notre guide sur les réglages de précision des caméras pour les flux de travail GPS, RTK, PPK et GCP explique pourquoi il est essentiel de disposer de précisions de référence réalistes lors de l’ajustement par faisceau.

Préparez et vérifiez l’ensemble de données avant son traitement

Ne remplacez jamais les fichiers originaux de la caméra. Créez une archive en lecture seule et travaillez sur une copie de travail vérifiée. Une structure de dossiers claire permet d’éviter les erreurs d’appariement et rend le projet vérifiable :

01_RGB_ORIGINAL
02_THERMAL_ORIGINAL
03_RADIOMETRIC_CONVERTED
04_CALIBRATION_AND_REFERENCE
05_GCP_AND_CHECKPOINTS
06_METASHAPE_PROJECT
07_EXPORTS

Avant d’importer des images, veuillez vérifier :

Le nombre d’images et le fait que chaque exposition RVB soit associée à l’image thermique correspondante.
Enregistrez les horodatages, l’ordre de la séquence et les images manquantes.
Coordonnées GNSS, référence altimétrique et système de coordonnées.
Dimensions de l’image, profondeur de bits, structure des bandes et métadonnées de la caméra.
Que les valeurs thermiques soient de nature radiométrique, des chiffres numériques bruts ou des couleurs affichées à l’écran.
Si un processus de conversion quelconque a conservé les valeurs de température sans normalisation par image.
Images floues, saturées, corrompues ou ayant fait l’objet d’une correction de champ plat.
Homogénéité de la température sur des surfaces de référence stables.

Ne convertissez pas les images radiométriques en fichiers JPEG 8 bits classiques dans le seul but de faciliter leur ouverture. Si une conversion s’avère nécessaire, utilisez un outil ou un SDK pris en charge par le fabricant et exportez les données dans un format qui préserve les valeurs quantitatives, le facteur d’échelle, le décalage, la définition des zones « NoData » et les métadonnées de coordonnées dont vous aurez besoin ultérieurement.

Choisissez la bonne stratégie de traitement des signaux RVB et infrarouges

Type de jeu de données	Structure recommandée	Principal avantage	Risque principal
Capteurs RVB et thermiques synchronisés intégrés dans une charge utile rigide	Un système multicaméra intégré dans un seul bloc	Postes de caméra partagés et relation estimable entre les capteurs	Appariement incorrect ou décalage des capteurs
Images RVB et thermiques prises lors de vols distincts	Des segments distincts, alignés dans un référentiel unique	Contrôle indépendant de chaque ensemble de données	Changement de scène et alignement interspectral moins précis
Mission unique à usage exclusivement thermique	Un bloc de données thermiques	Gestion des données simplifiée	Points de liaison peu marqués et géométrie peu détaillée

Le manuel d’utilisation d’Agisoft Metashape Professional 2.3 confirme la prise en charge des images RVB, thermiques et multispectrales, y compris les systèmes à plusieurs caméras. Il documente également les formats d’importation thermiques tels que AscTec ARA, WIRIS TIFF et R-JPEG contenant des données FLIR. Cela ne signifie pas pour autant que toutes les variantes R-JPEG de chaque fabricant soient décodées de la même manière. Veuillez vérifier la compatibilité avec votre capteur précis et la version actuelle de Metashape avant de démarrer un projet de production.

Flux de travail A : Caméras RVB et thermiques synchronisées

Il s’agit généralement de l’approche la plus efficace lorsque les capteurs RVB et thermiques sont montés de manière rigide, déclenchés simultanément et fournissent des fichiers appariés pour chaque station de caméra.

Étape 1 : Disposez correctement les images appariées

Placez les fichiers de chaque capteur dans un sous-dossier distinct, au sein d’un dossier parent unique. Les dossiers doivent contenir le même nombre d’images, classées dans l’ordre de prise de vue correspondant. Évitez de renommer ou de trier les fichiers d’une manière qui romprait la correspondance entre les expositions RVB et thermiques.

Étape 2 : Importer en tant que système multi-caméras

Ouvrez Metashape Professional et créez un nouveau projet.
Enregistrez le projet au format « .psx » avant de procéder à des traitements intensifs.
Sélectionnez « Workflow » >, puis « Ajouter un dossier ».
Sélectionnez le dossier parent contenant les sous-dossiers des capteurs.
Sélectionnez « Système multicaméra » et créez un capteur à partir de chaque sous-dossier.
Vérifiez que chaque poste de caméra contient bien l’image RVB et l’image thermique attendues.

Pour les caméras multicapteurs prises en charge dont les métadonnées sont reconnues, Metashape peut organiser automatiquement les bandes. Le flux de travail officiel de MicaSense pour le traitement des données des capteurs dans Agisoft Metashape constitue un exemple utile d’organisation multi-caméras basée sur les métadonnées.

Étape 3 : Choisissez le capteur maître ou le canal principal

Utilisez le canal le plus net et le plus détaillé comme base pour le traitement photogrammétrique. Dans une charge utile classique « RVB + thermique », il s’agira généralement du capteur RVB ou panchromatique plutôt que du canal LWIR à faible résolution. Agisoft recommande de sélectionner un canal principal qui soit net et riche en détails. De même, MicaSense recommande sa bande panchromatique comme canal principal pour le traitement des données des modèles Altum-PT et RedEdge-P pris en charge.

Ouvrez Tools >, puis procédez à l’étalonnage de la caméra et vérifiez :

le nombre et l’identification des capteurs ;
dimensions de l’image et taille en pixels ;
les groupes de distances focales et d’étalonnage ;
quel capteur est configuré en tant que maître ;
emplacement du capteur esclave et décalages de rotation ;
si un ajustement des compensations est approprié pour cet ensemble de données.

Si des valeurs d’armement ou d’alignement optiques calibrées en usine sont disponibles, saisissez-les en respectant des précisions réalistes. Si les décalages sont estimés lors de l’alignement, vérifiez leur stabilité après l’optimisation. Un support de caméra physiquement rigide ne devrait pas entraîner de variations excessives des positions relatives des capteurs.

Étape 4 : Alignez les images

Sélectionnez « Alignement des photos » dans le flux de travail ( > ). Une précision élevée constitue un point de départ raisonnable pour de nombreux projets d’inspection lorsque le matériel et la taille de l’ensemble de données le permettent. La présélection générique peut accélérer la mise en correspondance ; la présélection par référence peut s’avérer utile lorsque les coordonnées de la caméra sont fiables. N’utilisez pas d’hypothèses de référence trop restrictives simplement parce que des étiquettes RTK sont présentes.

Une fois l’alignement effectué, vérifiez :

le nombre et la répartition des postes de caméra alignés ;
des composants de caméra distincts ou faiblement connectés ;
une couverture complète des points de liaison sur l’ensemble du site ;
les résidus de la caméra et les tendances systématiques ;
étalonnage estimé du capteur ;
Décalage entre les données RVB et thermiques au niveau des limites identifiables.

Ne passez pas automatiquement à l’étape suivante, car toutes les caméras sont marquées comme étant alignées. Un bloc présentant une distorsion interne peut tout de même produire une orthomosaïque de bonne qualité.

Étape 5 : Ajouter des commandes et optimiser les caméras

Importez les points de contrôle relevés, attribuez-leur le système de référence de coordonnées approprié et marquez chaque point sur plusieurs images RVB bien réparties. Lorsque les cibles sont visibles sur les images thermiques, vérifiez également leur emplacement sur ces dernières. Veillez à ce que les points de contrôle indépendants ne soient pas pris en compte dans l’optimisation afin qu’ils puissent servir à évaluer la précision externe.

Lancez l’optimisation de la caméra en utilisant des paramètres adaptés au modèle de caméra et à la géométrie du bloc. Vérifiez l’évolution de l’erreur des points de contrôle, des résidus de la caméra et des coefficients d’étalonnage. L’objectif ne consiste pas uniquement à obtenir l’erreur de point de contrôle la plus faible possible ; un étalonnage stable et des points de contrôle indépendants fiables sont plus importants.

Étape 6 : Construire la géométrie à partir de la source la plus fiable

Créez le nuage de points, le maillage ou le modèle numérique d’altitude en vous appuyant principalement sur les informations d’alignement et de profondeur dérivées des données RVB. Les images thermiques contiennent généralement moins de détails spatiaux et il ne faut pas s’attendre à ce qu’elles produisent une géométrie équivalente à celle d’une caméra RVB haute résolution.

Utilisez un DSM pour le relief, les toits, les tabliers de pont et les surfaces approximativement horizontales.
Utilisez un maillage 3D pour les façades, les faces inférieures, les canalisations, les installations industrielles et les structures complexes.
Évitez d’utiliser un MNT « terre nue » pour orthorectifier les températures mesurées sur des bâtiments, la végétation ou des équipements.

Étape 7 : Créer et vérifier l’orthomosaïque thermique

Choisissez la bande thermique ou le capteur approprié, sélectionnez la surface de projection adéquate et générez l’orthomosaïque. Vérifiez les lignes de jonction au niveau des limites thermiques à fort contraste. Les variations de température entre les lignes de vol peuvent apparaître sous forme de bandes ou de taches ; il s’agit souvent d’effets liés à l’acquisition plutôt que d’erreurs géométriques.

Le fusionnement améliore la continuité visuelle, mais peut modifier les valeurs extrêmes des pixels au niveau des joints. Si la température maximale ou minimale revêt une importance opérationnelle, conservez les images radiométriques d’origine et comparez les valeurs des points chauds à celles-ci. Une orthomosaïque thermique est une synthèse spatiale ; elle ne remplace pas les informations fournies par les images sources.

Flux de travail B : images RVB et thermiques issues de vols distincts

Il est courant d’effectuer des vols séparés lorsque l’on utilise différents drones ou différentes charges utiles. Ceux-ci nécessitent davantage de contrôle, car les positions des caméras ne sont pas synchronisées et la scène peut changer d’une mission à l’autre.

Étape 1 : Traitez le bloc RVB séparément

Créez un bloc RVB, alignez les images, ajoutez des points de contrôle, optimisez les caméras et générez le DSM ou le modèle 3D le plus performant possible. Considérez-le comme la référence géométrique du projet. Validez-le à l’aide de points de contrôle indépendants avant de l’utiliser pour étayer le produit thermique.

Étape 2 : Traitez le bloc thermique séparément

Créez un ensemble thermique distinct et importez les fichiers radiométriques d’origine pris en charge ou les images correctement converties. Alignez l’ensemble thermique à l’aide de ses propres métadonnées, d’un chevauchement suffisant et d’une présélection appropriée. Un faible contraste peut être dû à des caméras non alignées ou à des zones peu contrastées ; l’augmentation des limites des points clés ne peut pas compenser l’absence de caractéristiques stables et distinctives dans une scène.

Étape 3 : Établir une référence commune

Utilisez le même système de coordonnées, les mêmes repères géodésiques et les mêmes points de contrôle indépendants dans les deux segments. Si la visibilité directe des cibles thermiques est insuffisante, utilisez des éléments géométriquement stables et identifiables dans les deux spectres, ou des cibles thermiques spécialement conçues à cet effet. L’alignement des segments à l’aide de repères ou de références permet ensuite d’intégrer les ensembles de données dans le même cadre de projet.

La mise en correspondance automatique, basée sur les images, entre des images RVB et LWIR peut échouer, car un même objet peut présenter un aspect totalement différent selon le spectre. Ne forcez pas une transformation visuellement plausible sans contrôle mesurable.

Étape 4 : Utilisez la surface RVB validée

Le cas échéant, importez ou dupliquez la surface dérivée du RVB validée dans le flux de traitement thermique et utilisez-la pour l’orthorectification. Cela peut améliorer le niveau de détail spatial par rapport à une surface reconstruite uniquement à partir d’images thermiques à basse résolution. Toutefois, les orientations des caméras thermiques doivent déjà être correctes ; un MNS RVB de haute qualité ne peut pas corriger l’alignement incorrect des caméras thermiques.

Étape 5 : Mesure de l’erreur de co-enregistrement

Vérifiez le décalage entre les couches RVB et thermiques au niveau de plusieurs éléments indépendants répartis sur l’ensemble du site, notamment à différentes altitudes et au niveau des bords de l’image. Un décalage horizontal constant suggère un problème lié au système de référence ou au bras de levier. Un décalage qui varie en fonction de la hauteur ou de la position peut indiquer des erreurs d’orientation, d’étalonnage, de parallaxe ou de modèle de surface.

Valeurs radiométriques, palettes et conversion de température

Metashape permet d’afficher les valeurs de température à l’aide de palettes de pseudo-couleurs et prend en charge les formats thermiques compatibles. La palette ne constitue qu’une couche de visualisation. Passer de la palette « Iron » à la palette « Rainbow » ne modifie pas la mesure sous-jacente, tandis que l’exportation d’une capture d’écran traitée peut entraîner la perte définitive des informations radiométriques.

Veillez toujours à déterminer :

l’unité de mesure enregistrée dans le raster source ou converti ;
l’échelle et le décalage nécessaires pour obtenir la température ;
si les valeurs correspondent à la température étalonnée, à la température apparente ou à des chiffres numériques ;
comment l’émissivité et les paramètres atmosphériques ont été pris en compte ;
si les pixels « NoData » et saturés sont détectés ;
si le mosaïquage et le rééchantillonnage modifient la statistique recherchée.

La conversion de température dépend du capteur utilisé. Par exemple, MicaSense précise que la sortie de la bande thermique de l’Altum est enregistrée en centi-Kelvin et fournit la conversion suivante :

Température (°C) = (valeur du pixel ÷ 100) − 273,15

Cette formule ne doit pas être appliquée à des capteurs non compatibles. Veuillez consulter la documentation du fabricant pour chaque caméra. Reportez-vous au guide officiel de MicaSense pour la conversion des valeurs thermiques Altum en degrés Celsius.

À des fins d’analyse, exportez un fichier GeoTIFF avec une profondeur de bits appropriée — souvent un entier de 16 bits avec une échelle et un décalage documentés, ou un nombre à virgule flottante de 32 bits — plutôt qu’une image colorisée de 8 bits. Exportez une carte stylisée distincte à des fins de communication. Le fait de séparer les produits analytiques et ceux destinés à la présentation permet d’éviter toute mesure accidentelle liée aux couleurs de la palette.

Contrôle qualité d’une orthomosaïque thermique

Un rapport professionnel de cartographie par drone thermique doit évaluer trois critères de qualité distincts :

Qualité géométrique : le degré de précision avec lequel le modèle RVB et la grille thermique sont positionnés.
Qualité de la co-enregistrement : degré de coïncidence entre les anomalies thermiques et les objets RVB correspondants.
Qualité radiométrique : mesure dans laquelle les valeurs des pixels reflètent de manière fiable la température apparente ou corrigée souhaitée.

Les vérifications recommandées sont les suivantes :

RMSE des points de contrôle indépendants et résidus individuels ;
graphiques des résidus de position et d’orientation de la caméra ;
décalages entre les données thermiques et les données RVB au niveau des repères de contrôle répartis ;
vérification des trames brutes à l’origine de chaque anomalie critique ;
une comparaison avec des mesures de référence par contact ou étalonnées, le cas échéant ;
les histogrammes et les plages de valeurs avant et après l’exportation ;
contrôle des patrons au niveau des lignes de couture et des lignes de vol ;
vérification du système de coordonnées, du repère altimétrique, des unités, de l’échelle et du décalage ;
documentation relative aux conditions météorologiques et à l’état de la surface.

Ne présentez pas le GSD thermique comme une mesure de la précision de la cartographie. Ne présentez pas les résidus des points de contrôle au sol (GCP) comme une mesure indépendante de la précision lorsque ces mêmes points ont été utilisés pour optimiser la solution. Ne qualifiez pas chaque anomalie thermique de défaut sans preuve à l’appui.

Problèmes courants et mesures correctives

Problème	Cause probable	Mesure recommandée
De nombreuses images thermiques ne s’alignent pas	Texture faible, chevauchement insuffisant, flou ou métadonnées incorrectes	Vérifiez les images brutes et leur appariement ; utilisez des données de référence plus fiables ; répétez l’acquisition si des points de vue manquent
La couche thermique est décalée par rapport au RVB	Décalage du capteur, discordance des horodatages, parallaxe ou système de coordonnées incorrect	Vérifiez l’appairage, l’étalonnage de la plate-forme, le bras de levier, l’alignement optique et les points de contrôle communs
Bandes entre les lignes de vol	Variations de l’ensoleillement, du gain, de la correction de champ plat ou des conditions météorologiques	Examinez le journal d’acquisition et les images sources ; évitez de considérer les variations radiométriques comme un simple problème esthétique lié aux jonctions
Les valeurs de température ne sont pas plausibles	Unité, échelle, décalage, émissivité ou conversion incorrects	Revenez aux fichiers radiométriques d’origine et appliquez la conversion exacte spécifique au fabricant
Les points chauds disparaissent dans la mosaïque	Rééchantillonnage, fusion ou GSD thermique grossière	Examinez les images d’origine ; conservez la résolution native ; envisagez un produit analytique à valeur maximale dans le SIG
Fausses anomalies sur le métal, le verre ou l’eau	Faible émissivité et rayonnement réfléchi	Modifiez la géométrie d’observation, vérifiez les propriétés du matériau et confirmez les résultats à l’aide d’une autre méthode
Les contours des bâtiments apparaissent en double	Surface incorrecte, mauvaise orientation de la caméra ou parallaxe	Utilisez un maillage dérivé de données RVB ou un DSM amélioré, puis vérifiez à nouveau l’alignement de la caméra thermique

Choix d’un DSM, d’un DTM ou d’un maillage 3D pour la projection thermique

La surface de projection doit correspondre aux surfaces dont les températures ont été mesurées :

DSM : convient aux toitures, aux terrains, aux couvertures végétales et aux infrastructures relativement horizontales.
MNT : ne convient que lorsque les observations thermiques se rapportent au terrain nu représenté par le MNT.
Maillage 3D : particulièrement adapté aux façades, aux éléments de ponts, aux installations industrielles et aux ouvrages présentant une géométrie verticale ou en porte-à-faux.

Une orthomosaïque thermique projetée sur une surface inappropriée peut présenter un décalage local, même si le géoréférencement global semble correct. Pour les sites complexes, utilisez plusieurs plans d’orthoprojection ou un modèle 3D texturé plutôt que de forcer chaque surface à s’adapter à une carte conventionnelle vue du haut.

Interpréter les anomalies thermiques de manière responsable

La cartographie thermique mesure les profils de rayonnement en surface, et non pas directement les défauts cachés. Son interprétation nécessite des connaissances en matière de transfert thermique, de matériaux, d’état de fonctionnement et d’historique environnemental.

Bâtiments et toitures

Parmi les indications possibles, on peut citer les discontinuités d’isolation, le comportement thermique lié à l’humidité, les fuites d’air ou les pertes thermiques actives. Il convient de prendre en compte le matériau de couverture, l’exposition au soleil, le vent et les conditions internes du système de chauffage, de ventilation et de climatisation. Différents matériaux de couverture peuvent présenter des températures apparentes différentes, même lorsque leur température physique est similaire.

Systèmes solaires photovoltaïques

Les anomalies thermiques permettent d’identifier les modules ou les cellules qui nécessitent un examen plus approfondi. L’exploitabilité des résultats dépend de la charge électrique, de l’irradiance, de l’angle d’observation et de la nécessité d’éviter les reflets solaires. La couche RVB aide à identifier le module concerné avec précision et fournit des informations contextuelles aux équipes de maintenance.

Béton et tabliers de ponts

Les discontinuités souterraines peuvent influencer les vitesses de chauffage et de refroidissement, créant ainsi des contrastes en surface lorsque les conditions sont favorables. L’humidité, les revêtements, les débris et la durée d’acquisition peuvent générer des images trompeuses. Les résultats thermiques doivent orienter les inspections ciblées et être corroborés par des méthodes d’ingénierie ou de contrôle non destructif appropriées.

Agriculture et végétation

La température du couvert végétal peut contribuer à l’analyse du stress hydrique et de l’irrigation, mais la réponse thermique varie également en fonction de l’espèce, du stade de croissance, du rayonnement solaire, du vent et de la structure du couvert végétal. L’imagerie thermique peut être associée à des indices multispectraux, mais l’étalonnage de la réflectance et l’étalonnage thermique restent deux opérations distinctes.

Livrables recommandés pour un projet professionnel

Un transfert complet doit inclure à la fois les mesures brutes et les résultats d’interprétation :

images RVB et thermiques radiométriques originales ;
Projet Metashape « .psx » accompagné d’un rapport de traitement ;
orthomosaïque RVB ;
DSM, DTM ou maillage utilisé pour l’orthorectification thermique ;
fichier GeoTIFF thermique analytique comportant des informations sur les unités, la profondeur de bits, l’échelle et le décalage ;
carte thermique colorisée avec légende, palette et plage de températures fixe ;
Disposition comparative des images RVB et thermiques ;
les polygones de points chauds ou d’anomalies sous forme de vecteurs SIG ;
Rapport sur les bonnes pratiques cliniques (GCP) et les points de contrôle ;
journal d’acquisition comprenant les paramètres environnementaux et radiométriques ;
limites, incertitudes et inspections de suivi recommandées.

La carte thermique mise en forme ne doit jamais constituer la seule archive. Conservez le raster numérique sous-jacent afin de pouvoir modifier les seuils, les palettes et les classifications sans avoir à retraiter les données ni à estimer les températures à partir des couleurs.

Résumé pratique du déroulement des opérations

Définissez l’objectif de l’inspection et la sensibilité thermique requise.
Calculez la GSD RVB et la GSD thermique indépendamment l’une de l’autre.
Prévoyez un chevauchement adéquat, la géométrie de vol et le moment de l’acquisition thermique.
Recueillez les données radiométriques brutes et les informations de référence sur l’environnement.
Archivez les fichiers sources et vérifiez la correspondance des images, les métadonnées, les unités et la profondeur de bits.
Importez les capteurs synchronisés sous la forme d’un système multicaméra, ou traitez les vols séparément, par lots distincts.
Utilisez des images RVB ou panchromatiques comme source géométrique principale lorsque cela est approprié.
Géoréférencement avec des précisions de caméra réalistes, des points de contrôle et des points de vérification indépendants.
Créez un modèle DSM ou un maillage représentant les surfaces mesurées.
Générez l’orthomosaïque thermique tout en conservant les valeurs radiométriques.
Vérifiez séparément la géométrie, l’alignement des images RVB et thermiques, ainsi que le comportement thermique.
Exportez les produits d’analyse et de visualisation sous forme de livrables distincts.

Foire aux questions

Agisoft Metashape permet-il de traiter des images thermiques prises par drone ?

Oui. Metashape Professional prend en charge l’imagerie thermique et les systèmes à caméras multiples. La compatibilité avec les métadonnées radiométriques dépend du modèle de caméra et du format de fichier utilisés. Le manuel actuel mentionne explicitement les formats AscTec ARA, WIRIS TIFF et R-JPEG avec les données FLIR. Veuillez vérifier les formats spécifiques à d’autres fabricants avant toute utilisation en production.

Faut-il traiter les images RVB et thermiques dans le même bloc ?

Utilisez un bloc multi-caméras lorsque les capteurs sont montés de manière rigide, synchronisés et correctement appariés. Utilisez des blocs distincts lorsque les images RVB et thermiques proviennent de vols différents ou ne peuvent pas être appariées de manière fiable ; alignez ensuite les deux produits à l’aide d’un système de coordonnées et d’un contrôle communs.

Quel canal doit être défini comme canal principal dans Metashape ?

En règle générale, choisissez le canal le plus net, offrant la plus haute résolution et le plus détaillé — souvent le canal RVB ou panchromatique — comme source principale pour l’alignement et la géométrie. Les images thermiques peuvent rester associées au système de caméra pour la génération et l’analyse d’orthomosaïques.

Une orthomosaïque RVB et une orthomosaïque thermique peuvent-elles avoir la même résolution ?

Ils peuvent être exportés avec la même taille de pixel, mais cela ne signifie pas pour autant que leurs informations spatiales réelles soient identiques. Le niveau de détail thermique est limité par le détecteur, l’objectif, la distance de vol, la mise au point, le mouvement et le traitement. Le rééchantillonnage d’une image thermique au GSD RVB génère davantage de pixels, mais pas davantage de détails mesurés.

Un fichier JPEG thermique contient-il toujours des données de température ?

Non. Il peut contenir des mesures radiométriques, des métadonnées propres au fabricant ou uniquement des couleurs rendues. Vérifiez le format dans la documentation de l’appareil photo et examinez les métadonnées avant le traitement.

Pourquoi l’orthomosaïque thermique présente-t-elle des joints visibles ?

Des traces de raccordement peuvent apparaître en raison des variations météorologiques, du rayonnement solaire, de la stabilisation de la caméra, de la correction du champ plat, des variations de gain, de l’angle de vue ou des variations réelles de la température de la scène. Le fusionnement peut masquer visuellement certaines traces de raccordement, mais peut également modifier les valeurs extrêmes ; il convient donc d’examiner au préalable les images sources.

La technologie RTK permet-elle de se passer d’un point de contrôle thermique au sol ?

La technologie RTK améliore le positionnement de la caméra, mais ne permet pas de valider son étalonnage, le décalage du capteur, le système de référence vertical ni l’alignement entre les images RVB et thermiques. Des points de contrôle indépendants restent le meilleur moyen de quantifier les performances de positionnement externe.

Une orthomosaïque thermique peut-elle prouver qu’une structure présente un défaut ?

Pas à lui seul. Il permet d’identifier des anomalies thermiques spatiales. Pour confirmer la cause, il peut être nécessaire de recourir à une expertise technique, à des relevés répétés, à des mesures par contact ou à des essais non destructifs complémentaires.

Recommandations finales

La mise en place d’un flux de travail fiable en RVB et infrarouge dans Agisoft Metashape s’articule autour de trois questions distinctes :

La géométrie est-elle exacte ?
Les couches RVB et thermiques sont-elles correctement alignées ?
Ces valeurs thermiques ont-elles une signification physique documentée ?

Si l’une de ces questions reste sans réponse, le résultat doit être considéré comme exploratoire plutôt que quantitatif. Une géométrie RVB solide, une organisation correcte des caméras multiples, un géoréférencement réaliste, la préservation des données radiométriques et une validation indépendante permettent de transformer un ensemble de thermogrammes en un produit de cartographie thermique valable.

Pour découvrir des workflows plus techniques, consultez la base de connaissances sur la photogrammétrie de Drone Emotions ainsi que les prochains webinaires consacrés à Agisoft Metashape. Si vous avez besoin des outils de géoréférencement, d’imagerie multispectrale, de création d’orthomosaïques et de mesure professionnelle décrits dans ce guide, découvrez Agisoft Metashape Professional Edition.

Remarque technique et de sécurité : le présent guide décrit un processus photogrammétrique général. La configuration des capteurs, les procédures de mesure thermographique, les exigences aéronautiques et les normes d’inspection doivent être adaptées au matériel, à la juridiction et à l’application concernées. L’interprétation des anomalies thermiques doit être confiée à des professionnels dûment qualifiés.