3D GeoWeb Service (Environmental Process Monitoring and High-Res 3D GeoWeb Service)

• Forschungsstelle: BAFU
• Projektnummer: UTF 687.07.22

Schlüsselwörter (Französisch)

Changement climatique, Gestion des risques naturels, Données spatiales et temporelles, Service 3DGeoWeb, Drone longue distance, Données géomatiques 3D.

Kurzbeschreibung (Französisch)

Avec le changement climatique, on s’attend à une détérioration du pergélisol et une augmentation des pluies extrêmes, ce qui provoquera des instabilités de sol, des effondrements de glaciers et le développement de lacs glaciaires. Les autorités et les bureaux d’ingénieurs ont donc besoin d’un outil fiable avec une bonne résolution spatiale et temporelle pour le management des risques naturels (avalanches, glissements de terrain, coulées de débris, crues...).

Pour la gestion des risques naturels dans les zones de haute montagne, des données de capteurs satellites ou acquises par vols d’avions sont généralement utilisées. Les données provenant des capteurs satellites ont une résolution spatiale insuffisante et/ou une perspective inadéquate dans les régions montagneuses pour une compréhension adéquate des risques naturels. Les vols d’avions sont très couteux et dépendants des conditions météorologiques. 

Un service 3DGeoWeb associé à un programme régional de surveillance des changements spatiaux et temporels de l'environnement montagnard pourrait fournir, avec des coûts raisonnables, des données suffisamment détaillées permettant d'identifier, de caractériser et de réduire les risques naturels dans les régions de montagne menacées. Cette première phase de projet vise à poser les bases du développement d'un service 3DGeoWeb. Pour ce faire, un nouveau drone à longue portée sera équipé d'instruments de mesure spécifiques et testé pour son aptitude à effectuer des vols de surveillance dans les conditions difficiles de la montagne (haute altitude, vents forts, températures froides, etc.). Lors de ces vols de surveillance, des données géomatiques 3D (données issues de la méthode photogrammétrique SfM (Structure for Motion) telles que les nuages de points RVB (rouge, vert, bleu), les photos ortho-rectifiées, les orthophotos, les maillages texturés et les modèles d'élévation) vont être acquises. Des vols de surveillance répétés sur les mêmes régions permettront ainsi le suivi des processus naturels en haute montagne.

Le projet a été accepté sur la base de la demande de subside du 29.10.2021 à l’occasion de la séance de la Koko UT du 24.11.2021.

Ergebnisse gemäss Vertrag (Französisch)

1. Le drone GT20 Gyrotrak d'Airial Robotics (ou similaire) est licencié et enregistré pour effectuer des vols au-delà de la ligne de vue. La composante RTK (Real Time Kinematic) pour la géolocalisation par satellite, deux caméras et un gimbal sont prêts à l'emploi et les premiers tests de vol ont été faits en conditions réelles.
   
   
2. Des vols autonomes dans la région de la vallée de Zermatt, du glacier d'Aletsch et de la région de Zinal ont été faits. Des vols autonomes de plus d'une heure dans des conditions "difficiles" (haute altitude, vents forts, températures froides, etc.) ont été réalisés. (Jalon 1)
   
   
3. Un relevé photogrammétrique SfM est effectué sur l'un des sites étudiés. Le jeu de données est utilisé pour générer un nuage de points 3D RVB avec une précision supérieure à 5 cm et une orthophoto avec une résolution spatiale inférieure à 5 cm. En outre, un modèle 3D fusionnant l'imagerie RVB et les caméras thermiques est généré.
   
   
4. Un test de faisabilité pour la surveillance des processus naturels en haute montagne à l'aide de techniques avancées de détection des changements en 3D (déformation des pentes rocheuses et/ou changements d'altitude des glaciers) a été fait. Un test de faisabilité pour le suivi de l'évolution du glacier d'Aletsch à un haut niveau de détail spatio-temporel en utilisant des techniques de suivi d'images 2D sur deux périodes de temps a été fait. (Jalon 2)
   
   
5. Une preuve de concept pour la configuration du serveur de données et de la plateforme web 3DGeoWeb est fournie. Des détails sur le programme de surveillance régionale (comme par exemple : Le nombre de vols par saison, dans les régions identifiées) seront également fournis pour la suite du projet.
   
   
6. Rédaction d’un rapport final présentant les résultats des points 1 à 5.
   
   
7. Eléments de textes, illustrations et au moins 3 photos (voir annexe 4) pour l’impression de publications à l’adresse du public sont préparés et remis à l'OFEV.
   
   
8. Une présentation des résultats avec PowerPoint sera effectuée à la fin du projet pour les personnes intéressées de l’OFEV.

Projektziele (Französisch)

Dans cette première phase de projet, un nouveau drone à longue portée sera équipé d'instruments de mesure spécifiques et testé pour son aptitude à effectuer des vols de surveillance dans les conditions difficiles de la montagne pour acquérir des données géomatiques 3D. Ces données permettront de créer une base de données 3D évolutive des terrains instables permettant un suivi régional des instabilités de terrain et autres phénomènes dynamiques liés aux dangers naturels.