Des silos de grains du patrimoine préservés numériquement grâce à une enquête intégrée par UAV et un balayage laser 3D

Aperçu du projet

Avec des décennies d'expérience dans la fourniture de solutions d'arpentage, de cartographie et de capture de la réalité dans le cadre de projets industriels, d'infrastructures, de patrimoine culturel et de rénovation urbaine, Tianbaonet continue d'aider ses clients à transformer des actifs physiques complexes en modèles numériques précis.

Dans le cadre d'un récent projet de préservation du patrimoine dans la région du delta de la rivière des Perles, dans le Guangdong, en Chine, Tianbaonet a réalisé avec succès l'arpentage de haute précision et la cartographie des façades d'un complexe de silos à grains historique à l'aide d'un flux de travail intégré d'acquisition de données aériennes et terrestres.

Le projet concernait huit silos à grains cylindriques et plusieurs bâtiments de stockage rectangulaires construits entre les années 1950 et 1970. En tant que témoins importants du développement industriel et agricole de la région, ces structures sont désormais envisagées pour leur préservation, leur rénovation et leur réutilisation adaptative. Une documentation géométrique précise était donc essentielle pour la maintenance future, la planification de la restauration et l'archivage numérique.

Le défi : étudier des structures historiques complexes

Le client avait besoin de calculs précis de :

• Surfaces des murs cylindriques

• Surfaces de toiture coniques

• Circonférences et dimensions

• Dessins détaillés des façades de chaque silo

Cependant, plusieurs défis ont rendu les méthodes d'enquête conventionnelles inefficaces :

Géométrie courbe complexe

La forme cylindrique des silos rendait les mesures point par point des stations totales traditionnelles difficiles et longues. Capturer suffisamment de points pour un ajustement précis de la courbe augmenterait considérablement la durée du travail sur le terrain.

Conditions du site restreint

L'installation industrielle présentait des routes d'accès étroites, un terrain accidenté, une végétation dense et des lignes de vue limitées, créant des obstacles pour les équipements de topographie conventionnels.

Structures de toit inaccessibles

Les toits coniques surélevés et les ouvertures de ventilation étaient difficiles à atteindre en toute sécurité depuis le niveau du sol, ce qui rendait difficile la collecte complète des données.

Pour surmonter ces limitations, Tianbaonet a conçu une solution complète de capture de la réalité combinant la photogrammétrie par drone et le balayage LiDAR portable.

La solution : levés aériens et terrestres intégrés

Tianbaonet a mis en œuvre un flux de travail de levé aérien-sol intégré basé sur le système de coordonnées géodésiques chinois 2000 (CGCS2000), garantissant un alignement précis entre tous les ensembles de données.

Relevé aérien pour une couverture complète du toit

Pour la documentation du toit et de la structure supérieure, l'équipe a déployé un DJI Mavic 3 Enterprise équipé de :

• Caméra grand angle 4/3 CMOS

• Obturateur mécanique

• Module de positionnement RTK

La mission du drone a été soigneusement planifiée pour assurer une couverture complète des toits des silos et des façades supérieures.

Paramètres de vol clés inclus :

• Altitude de vol dépassant les structures environnantes

• 85 % de chevauchement vers l'avant et sur les côtés

• Géoréférencement compatible RTK dans le cadre de coordonnées nationales

Cette approche a permis de capturer des zones inaccessibles au personnel et aux équipements conventionnels tout en conservant une grande précision géométrique.

Balayage LiDAR au sol pour des façades détaillées

Pour capturer les structures verticales et les détails architecturaux, Tianbaonet a utilisé le scanner laser 3D portable Lingguang L2 Pro.

Le scanner fourni :

• Champ de vision 360° * 270°

• Collecte de données mobile basée sur le SLAM

• Intégration RTK en temps réel

• Génération de nuages ​​de points colorisés

Les opérateurs se déplaçaient librement autour des silos, des escaliers, des ouvertures de ventilation et des espaces intérieurs, collectant rapidement des données de nuages ​​de points à haute densité.

La mobilité du système le rendait particulièrement efficace dans un environnement industriel confiné où les équipements sur trépied auraient été difficiles à déployer.

Flux de travail et traitement des données

Acquisition de données sur le terrain

L’enquête de terrain comprenait :

1. Planification de vol de drone et capture d'images aériennes

2. Scan de façade extérieure

3. Scannage intérieur des silos

4. Contrôle de coordonnées unifié à l'aide de CGCS2000

En combinant des ensembles de données aériennes et terrestres, Tianbaonet a assuré une couverture complète de tous les éléments structurels visibles.

Photographie aérienne Matrice 3E du haut du silo à grains

Utilisez L2pro pour scanner le grenier

Traitement des données et génération de modèles

Après l'acquisition des données, le flux de travail comprenait :

• Triangulation aérienne et reconstruction photogrammétrique

• Prétraitement du nuage de points LiDAR

• Réduction du bruit et enregistrement

• Fusion de données aériennes-sol

• Génération complète de nuages ​​de points colorisés

Le modèle résultant a fourni une représentation numérique très précise de l’ensemble du complexe de silos à grains, y compris les structures de toit auparavant inaccessibles.

Après triangulation aérienne, une reconstruction 3D est générée et exportée sous forme de modèle LAS.

Modèle de nuage de points colorisé de silo à grains

Nuage de points intérieur du silo à grains

Carte de disposition des silos à grains

Données de nuages ​​de points sur le toit des silos à grains acquises avec succès à l'aide d'un drone intégré et d'un balayage au sol.

Livrables d’ingénierie

Les données du nuage de points fusionné ont été importées dans un logiciel de CAO pour une analyse technique détaillée.

À l’aide de techniques d’extraction transversale et d’ajustement géométrique, Tianbaonet a généré :

• Mesures précises de la circonférence

• Calculs de superficie

• Annotations dimensionnelles

• Dessins d'élévation de façade à l'échelle 1:1

Ces livrables fournissent des données de référence fiables pour les futures activités de rénovation, d’entretien et d’évaluation structurelle.

Résultats du projet

L’approche d’enquête intégrée a produit plusieurs résultats clés :

Documentation numérique complète

Le projet a réussi à capturer tous les éléments structurels visibles, y compris les sections de toit qui auraient été difficiles ou dangereuses à mesurer avec les méthodes traditionnelles.

Calculs de surface précis

Des mesures détaillées des parois cylindriques et des surfaces de toit coniques ont été générées pour les huit silos à grains.

Dessins techniques de haute qualité

Des dessins de façade complets, des dispositions dimensionnelles et des annotations de circonférence ont été produits pour prendre en charge les applications d'ingénierie.

Actifs numériques à long terme

Le client a reçu un ensemble complet de ressources numériques, notamment :

• Nuages ​​de points colorisés

• Modèles 3D

• Dessins CAO

• Ensembles de données de mesure

Ces actifs peuvent soutenir les futures initiatives de surveillance, de planification de restauration, de conception de rénovation et de préservation du patrimoine numérique.

Modèle de nuage de points colorisé aérien-sol intégré du complexe de silos à grains

Calcul de circonférence en CAO

Dessin de façade non emballé des huit silos à grains cylindriques

Calcul des surfaces de cylindres, de cônes tronqués et de cônes avec des dimensions de silo à grande échelle

Pourquoi la capture de réalité intégrée est importante

Ce projet démontre l'efficacité de la combinaison de la photogrammétrie par drone avec le balayage LiDAR mobile pour des projets ambitieux de documentation industrielle et patrimoniale.

Par rapport aux méthodes d'arpentage conventionnelles, le flux de travail intégré fournissait :

• Collecte de données de terrain plus rapide

• Limitations d’accès au site réduites

• Couverture complète sans angles morts

• Précision au niveau du centimètre

• Efficacité améliorée pour les structures courbes et irrégulières

Plus important encore, il a permis la création d'un enregistrement numérique complet des bâtiments d'importance historique tout en minimisant les perturbations sur le site.

À propos de Tianbaonet

Tianbaonet possède une vaste expérience dans la fourniture de solutions d'arpentage, de cartographie, de numérisation laser 3D, de photogrammétrie par drone, de capture de la réalité basée sur SLAM et de jumeaux numériques dans un large éventail d'industries.

Des installations industrielles et infrastructures aux sites du patrimoine culturel et aux projets de rénovation urbaine, Tianbaonet aide les organisations à capturer, gérer et utiliser les données spatiales avec une plus grande efficacité et précision.

Alors que la demande en matière de gestion des actifs numériques et de préservation du patrimoine continue de croître, Tianbaonet reste déterminé à fournir des technologies géospatiales innovantes qui comblent le fossé entre le monde physique et son avenir numérique.