Développement de modèles bathymétriques numériques à partir de données hydroacoustiques et photogrammétriques

Les véhicules sans équipage, tant de surface que aéroportés, sont de plus en plus utilisés pour les levés hydrographiques. Si la technologie d'acquisition de données utilisant ces plateformes est généralement connue, la fusion de ces données fait encore l'objet de nombreuses recherches, et les méthodes appliquées dépendent souvent des capteurs utilisés et des propriétés de la zone d'étude. Cette étude présente une méthode de fusion des données acquises à l'aide de plates-formes de mesure de véhicules de surface sans équipage (USV) et de véhicules aériens sans équipage (UAV) pour développer un modèle bathymétrique numérique. Le cas analysé concerne les eaux peu profondes et les eaux ultra-peu profondes jusqu'à la limite avec le littoral.

Approches pour combiner les données bathymétriques

Diverses méthodes sont actuellement utilisées pour acquérir des données bathymétriques, notamment des méthodes hydrographiques utilisant des capteurs hydroacoustiques au niveau de l'eau ou en dessous, et des méthodes de télédétection à partir d'une plateforme aérienne ou d'un satellite. Les méthodes hydrographiques traditionnelles incluent un large éventail de techniques de levé, allant des perches de levé aux sondeurs à faisceau unique (SBES) jusqu'aux techniques hydroacoustiques avancées telles que les sondeurs multifaisceaux (MBES). Les méthodes de télédétection impliquent le traitement d’images aériennes et satellitaires multispectrales et de mesures bathymétriques Lidar (Light Detection and Ranging). Il convient de noter que les USV sont de plus en plus utilisés pour de nombreuses techniques de levés, avec le principal avantage de réduire la charge de travail des opérateurs et de permettre d'effectuer des mesures dans des eaux peu profondes et restreintes. Les drones, quant à eux, peuvent être utilisés à la fois comme plate-forme photogrammétrique et Lidar. Il existe également des solutions hybrides qui permettent l'acquisition de la bathymétrie à l'aide d'un échosondeur remorqué par un drone volant à basse altitude ou d'un radar à pénétration de sol (GPR) intégré. De nombreuses solutions de levés hydrographiques utilisant des plates-formes basées sur USV sont également de plus en plus utilisées.

Chacune de ces méthodes a ses limites et fonctionne mieux dans différentes conditions et types de plans d’eau. Dans le cas des levés hydroacoustiques, la principale contrainte est la profondeur de l'eau, pour permettre le passage en toute sécurité de l'unité hydrographique, tandis que dans le cas de la télédétection, les paramètres de l'eau et du plan d'eau sont la principale préoccupation, comme l'eau. transparence, profondeur de l'eau ou type de fond. Pour cette raison, les données provenant de différentes sources sont souvent combinées dans un processus de fusion pour produire un modèle bathymétrique intégré couvrant l'ensemble de la zone d'étude.

Deux domaines particuliers en matière d'utilisation de la photogrammétrie et de la télédétection sont les eaux peu profondes et ultra-peu profondes, qui sont généralement inaccessibles aux unités de levés hydrographiques. Pour une mesure efficace dans ces eaux, les méthodes hydrographiques et photogrammétriques doivent être combinées. Malheureusement, différents ensembles de données acquis avec différents capteurs ont des plages et des structures différentes, liées à la densité des points, à leur quantité ou répartition spatiale et aux erreurs de mesure. La bonne intégration des données nécessite donc le développement de techniques dédiées.