DJI Matrice 4E + Agisoft Metashape : Guide complet de cartographie RTK

La combinaison du DJI Matrice 4E et d’Agisoft Metashape Professional offre un flux de travail performant aux géomètres, ingénieurs, entreprises de construction et professionnels de la cartographie par drone qui ont besoin de générer des orthomosaïques, des nuages de points, des modèles numériques d’élévation et des données 3D précis.

Le Matrice 4E est spécialement conçu pour les applications géospatiales professionnelles et associe un système RTK intégré à une caméra grand angle de 20 MP au format 4/3 pouces. Lorsque ses données de positionnement RTK sont correctement importées dans Agisoft Metashape Professional, il est possible de créer des projets géoréférencés d’une grande précision, même sans avoir à utiliser de points de contrôle au sol à chaque levé.

Toutefois, pour obtenir de bons résultats, il ne suffit pas d’importer les photos et de cliquer sur « Aligner les photos ». La précision de la caméra, les systèmes de coordonnées, les métadonnées RTK et l’optimisation de la caméra doivent tous être gérés correctement.

Ce guide présente un flux de travail recommandé pour le DJI Matrice 4E avec Agisoft Metashape, depuis l’importation des images jusqu’à l’orthomosaïque et au MNT finaux.

Pourquoi le DJI Matrice 4E est particulièrement adapté à la photogrammétrie

DJI a conçu le Matrice 4E comme le modèle de la série Matrice 4 spécialement destiné à la cartographie.

Son appareil photo principal à grand angle est équipé d’un capteur CMOS de 4/3 pouces offrant une résolution de 20 mégapixels et d’un objectif équivalent à 24 mm. Plus important encore pour la photogrammétrie aérienne, cet appareil photo à grand angle est doté d’un obturateur mécanique.

Un obturateur mécanique s’avère particulièrement utile lors des missions de cartographie, car il permet de capturer l’intégralité de l’image en une seule fois, ce qui contribue à réduire les distorsions pouvant survenir lors de la prise de vue du sol alors que l’aéronef est en mouvement.

Le Matrice 4E peut également prendre des photos à intervalles courts, ce qui permet de couvrir efficacement des zones relativement étendues tout en conservant le chevauchement d’images nécessaire à la reconstruction photogrammétrique.

Grâce à son système de positionnement RTK intégré, le Matrice 4E est particulièrement adapté aux applications suivantes :

Levés topographiques
Cartographie des chantiers de construction
Suivi des travaux de terrassement
Mesures des stocks
Levés topographiques dans le secteur minier et des carrières
Cartographie des routes et des infrastructures
Production d’orthomosaïques
Génération de DSM et de DTM
Reconstruction 3D

Les données du DJI Matrice 4E peuvent-elles être traitées dans Agisoft Metashape ?

Oui. Agisoft Metashape Professional est capable de traiter des images géolocalisées prises à l’aide de drones DJI RTK et d’utiliser les positions de leurs caméras lors de la reconstruction photogrammétrique.

Les données RTK enregistrées pendant le vol permettent d’obtenir les coordonnées initiales précises de la caméra. Metashape peut exploiter ces informations lors de l’alignement et de l’optimisation afin d’améliorer la précision du géoréférencement.

Cela signifie que vous n’êtes pas limité à DJI Terra pour le traitement des données capturées avec un DJI Matrice 4E.

Metashape propose également des outils avancés pour les points de contrôle au sol, les points de vérification, les systèmes de référence de coordonnées, l’étalonnage des caméras, la génération de nuages de points, la création de MNT et l’exportation d’orthomosaïques.

Étape 1 : Collecte de l’ensemble de données cartographiques

Une bonne photogrammétrie commence toujours par une bonne acquisition d’images.

Prévoyez la mission de cartographie Matrice 4E en prévoyant un chevauchement suffisant vers l’avant et sur les côtés. Le chevauchement exact requis dépend du relief, de la végétation, de la densité des constructions et du type de livrable, mais les projets de cartographie aérienne tirent généralement profit d’une couverture d’images cohérente et redondante.

Pour une cartographie nadirale classique, utilisez la caméra grand angle Matrice 4E plutôt que les caméras à téléobjectif.

La caméra grand angle est la caméra principale utilisée pour la cartographie ; elle associe un capteur de plus grande taille (4/3 pouces) à l’obturateur mécanique indispensable à la réalisation de levés aériens efficaces.

Avant de démarrer la mission, veuillez également vous assurer que l’appareil a obtenu la solution RTK attendue et que le service de positionnement ou la station de base RTK fonctionne correctement.

Étape 2 : Importer les images Matrice 4E dans Metashape

Créez un nouveau projet dans Agisoft Metashape Professional et ajoutez les photos en procédant comme suit :

> s sur le flux de travail : Ajouter des photos

Avant d’importer des images RTK DJI, il y a un paramètre particulièrement important à vérifier.

Aller à :

Outils > Préférences > Avancé

et activez :

Charger la précision de localisation de la caméra à partir des métadonnées XMP

Cela permet à Metashape de lire la précision de positionnement enregistrée dans les métadonnées des images DJI, plutôt que d’attribuer la même valeur de précision générique à chaque photographie.

Cette étape est importante car les coordonnées de la caméra RTK doivent être pondérées de manière appropriée lors de l’ajustement par faisceau. Si l’on utilise à la place des valeurs par défaut imprécises, une grande partie des avantages offerts par le positionnement RTK risque d’être perdue.

Étape 3 : Vérification des coordonnées de la caméra et du système de coordonnées

Une fois les photos chargées, ouvrez le volet « Référence » et vérifiez les positions des caméras ainsi que les valeurs de précision.

Ne partez pas du principe que les informations importées sont correctes simplement parce que les images contiennent des coordonnées GPS.

Vérifiez :

Valeurs de latitude et de longitude
Hauteur de la caméra
Précision des coordonnées de la caméra
Système de référence de coordonnées sélectionné
État du RTK de la mission initiale

Si vos livrables doivent utiliser un système de coordonnées projetées ou un repère vertical local, veuillez configurer le système de référence approprié avant de générer les résultats finaux.

Étape 4 : Alignez les photos prises avec le Matrice 4E

Une fois les informations de référence vérifiées, sélectionnez :

> s sur le flux de travail : Aligner les photos

Metashape identifie les caractéristiques communes aux images qui se chevauchent et calcule la position et l’orientation relatives de chaque caméra.

Lorsque des coordonnées précises de la caméra RTK sont disponibles, les informations d’image basées sur une référence peuvent aider Metashape à identifier efficacement les paires d’images susceptibles de se chevaucher.

Une fois la mise en cohérence effectuée, examinez le projet plutôt que de passer immédiatement à l’étape suivante.

Vérifiez que :

Presque toutes les caméras attendues sont alignées
La trajectoire de la caméra semble correcte
Le nuage de points de référence couvre l’ensemble du levé
Il n’y a pas de groupes de caméras isolés ou mal positionnés
Les erreurs de référence sont acceptables

Étape 5 : Utiliser correctement les GCP et les points de contrôle

L’un des principaux avantages des drones RTK réside dans le fait que la précision des coordonnées fournies par la caméra permet de réduire le nombre de points de contrôle au sol nécessaires dans de nombreux projets.

Toutefois, la technologie RTK ne dispense pas de la nécessité de vérifier la précision.

Les points de contrôle vérifiés de manière indépendante sont extrêmement utiles, car ils permettent d’évaluer de manière externe la précision du modèle photogrammétrique.

Un point de contrôle ne doit pas influencer l’ajustement du modèle. Il sert plutôt à comparer ses coordonnées mesurées connues avec celles calculées par Metashape.

Dans le domaine de la topographie professionnelle, cela fournit une indication bien plus fiable de la précision réelle que le fait de se fier exclusivement aux erreurs estimées de la caméra affichées par le logiciel.

Étape 6 : Optimisation des caméras — Réglage important pour la Matrice 4E

L’optimisation de la caméra constitue l’une des étapes les plus importantes d’un flux de travail Metashape précis avec le DJI Matrice 4E.

Ouvrez le volet « Référence » et sélectionnez « Optimiser les caméras » après l’alignement et après avoir placé les points de contrôle au sol qui seront utilisés.

L’optimisation permet d’affiner les paramètres de la caméra et peut améliorer l’ajustement global du faisceau.

Pour les jeux de données DJI Matrice 4E, Agisoft recommande tout particulièrement d’exclure le paramètre d’étalonnage de la caméra « k4 » des paramètres sélectionnés pour l’optimisation.

Dans certains projets RTK, l’activation des corrections supplémentaires « Fit » peut également contribuer à améliorer la précision de l’alignement.

Une fois l’optimisation terminée, vérifiez à nouveau les erreurs liées à la caméra et aux points de contrôle avant de générer les produits finaux.

Étape 7 : Créer le nuage de points

Une fois que l’alignement et l’optimisation vous conviennent, sélectionnez :

> du flux de travail : création d’un nuage de points

Le nuage de points dense ainsi obtenu représente la surface reconstituée de la zone étudiée et peut être utilisé pour des mesures, une classification, une visualisation ainsi que pour la génération ultérieure d’un modèle altimétrique.

Les paramètres de qualité appropriés dépendent de la taille de l’ensemble de données, de la résolution de sortie requise et des ressources disponibles en termes de CPU, de GPU et de mémoire vive.

Étape 8 : Créer un DSM ou un DTM

Sélectionnez :

> du flux de travail : création d’un modèle numérique de relief (DEM)

Un modèle numérique de surface (MNS) représente la surface visible, y compris les bâtiments, la végétation et d’autres objets.

Si vous avez besoin d’un modèle numérique de terrain (MNT) « à nu », le nuage de points doit d’abord être classé afin de distinguer les points correspondant au sol des bâtiments, des arbres et des autres éléments en surface.

Cette distinction revêt une importance particulière pour les applications topographiques, de terrassement, hydrologiques et de construction.

Étape 9 : Créer l’orthomosaïque

Une fois le modèle altimétrique créé, sélectionnez :

> du flux de travail : création d’une orthomosaïque

Metashape utilise la géométrie reconstruite et l’étalonnage de la caméra pour corriger la distorsion de perspective et créer une image aérienne géoréférencée à l’échelle uniforme.

L’orthomosaïque ainsi obtenue peut être exportée au format GeoTIFF et utilisée dans des applications SIG telles que QGIS ou ArcGIS.

Problèmes courants liés à l’altitude avec le Matrice 4E RTK

L’altitude est un aspect qui mérite une attention particulière en ce qui concerne les images prises par DJI.

Les métadonnées des images DJI peuvent contenir à la fois des informations d’altitude absolues et relatives. Si une référence d’altitude erronée est interprétée, ou si le projet utilise un système de référence vertical différent, l’ensemble du modèle peut apparaître décalé verticalement, même si la géométrie relative est correcte.

Par exemple, un projet peut présenter une bonne précision interne tout en s’écartant considérablement des points de contrôle relevés, car les coordonnées du drone et les données de référence au sol utilisent des définitions de hauteur différentes.

Si vous constatez un décalage vertical important, vérifiez les métadonnées d’altitude, la distinction entre les hauteurs ellipsoïdales et orthométriques, le modèle de géoïde et le système de coordonnées avant de modifier les paramètres de traitement.

Peut-on réaliser une cartographie avec Matrice 4E sans points de contrôle au sol (GCP) ?

Oui. La caméra grand angle Matrice 4E et le système de positionnement RTK sont conçus pour prendre en charge les processus de cartographie sans points de contrôle au sol.

Metashape peut utiliser directement les coordonnées de la caméra RTK lors du traitement.

Toutefois, pour les projets où une précision absolue doit être démontrée, il est vivement recommandé d’utiliser plusieurs points de contrôle mesurés de manière indépendante.

Cela fournit une preuve objective de la précision horizontale et verticale finale du levé.

DJI Matrice 4E + Agisoft Metashape : recommandations finales

L’association du DJI Matrice 4E et d’Agisoft Metashape Professional constitue une solution très performante pour la cartographie professionnelle par drone.

Pour obtenir les meilleurs résultats :

Utilisez la caméra de cartographie grand angle Matrice 4E.
Vérifiez que le positionnement RTK fonctionne correctement pendant la mission.
Activez le chargement des paramètres de précision de la caméra XMP avant d’importer des images dans Metashape.
Vérifiez le système de coordonnées de la caméra et les informations relatives à l’altitude.
Vérifiez l’alignement avant de poursuivre le traitement.
Utilisez des points de contrôle indépendants chaque fois que la précision du relevé est importante.
Optimisez les caméras après l’alignement et excluez le k4 pour les projets Matrice 4E.
Vérifiez les repères verticaux si des écarts d’altitude inexpliqués apparaissent.
Ne générez le nuage de points, le MNT et l’orthomosaïque qu’après avoir vérifié les erreurs de référence.

Lorsque ces étapes sont respectées, Metashape Professional offre un flux de travail flexible permettant de transformer les images RTK du DJI Matrice 4E en nuages de points précis, en données topographiques, en orthomosaïques et en d’autres livrables géospatiaux professionnels.

Foire aux questions

Agisoft Metashape prend-il en charge le DJI Matrice 4E ?

Oui. Agisoft Metashape Professional est capable de traiter les images et les coordonnées des caméras RTK générées par les drones de cartographie DJI, y compris les jeux de données du Matrice 4E.

Ai-je besoin de GCP avec le DJI Matrice 4E ?

Pas nécessairement. Les coordonnées de la caméra RTK peuvent être utilisées pour géoréférencer un projet Metashape sans points de contrôle au sol. Toutefois, il est vivement recommandé d’utiliser des points de contrôle mesurés indépendamment lorsqu’il s’agit de vérifier la précision finale.

Quelle caméra Matrice 4E devriez-vous utiliser pour la cartographie ?

Pour la cartographie photogrammétrique classique, utilisez la caméra grand angle Matrice 4E. Elle est équipée d’un capteur de 20 MP au format 4/3 pouces et d’un obturateur mécanique spécialement adapté aux opérations de cartographie.

Pourquoi mon modèle Matrice 4E présente-t-il un décalage vertical ?

Un décalage vertical peut être dû à des métadonnées d’altitude erronées, à des différences entre les hauteurs ellipsoïdales et orthométriques, à un système de référence vertical incorrect ou à une configuration de référence de coordonnées inadaptée.

Metashape permet-il de créer une orthomosaïque à partir d’images Matrice 4E ?

Oui. Metashape Professional permet de générer des orthomosaïques géoréférencées, des nuages de points, des modèles de surface (DSM), des modèles numériques de terrain (DTM) et d’autres produits compatibles avec les SIG à partir d’images Matrice 4E correctement acquises.