La société Gerpho 3D, spécialiste de photo aérienne, propose la réalisation de photos 3D (aériennnes ou non), c'est à dire de modèles numériques couleurs en volume de lieux, de monuments ou d'objets dont les dimensions vont de quelques centimètres à plusieurs kilomètres. Ces maquettes numériques de haute précision, dont le rendu est extrêmement réaliste, sont ensuite exploitées de différentes façons : visite libre à l'aide de viewers spécifiques ou en ligne, génération de vidéos, de visites guidées ou d'images fixes depuis des points de vues normalement inaccessibles, mesures de type dimensionnelles, volumétriques, incorporation dans le paysage de projets préalablement modélisés en 3D, création de maquettes par impression 3D.

La photo 3D en chiffres

Prise de vue intiale : 10 à 5000 photos haute définition
Prise de vue aérienne par avion, hélicoptère ou drone
Prise de vue au sol à pied, en nacelle, ou avec une perche
Temps de calcul : de 4h à 3 semaines
Résolution du modèle 3D : 0,1 mm à 50 cm
Surface couverte : quelques centimètres carrés à plusieurs km2
Nombre de sommets du maillage 50.000 à plusieurs millions
Précision absolue : selon la résolution

Les étapes d'une reconstruction photo 3D

Préparation :

La préparation de la prise de vue est essentielle à la réussite du projet. En aérien, c'est à ce stade que sont choisis : l'altitude du vol, la trajectoire du vol en prenant en compte la géographie du terrain et les aspects reglementaires, les paramètres de prise de vue : nombre de pixels, focales, résolution etc, le nombre de photos nécessaires.

Prise de vue :

Les photos qui servent à générer une vue aérienne 3D sont faites au cours d'un vol de prise de vue, le plus souvent effectué à bord d'un avion léger, type Cessna, plus rarement à bord d'un hélicoptère. Sauf exception, les autres moyens (ballon, drone, etc) présentent aujourd'hui des limitations qui ne permettent pas d'obtenir des phtos 3D de qualité suffisante.

Post-traitement :

Le post traitement, étape indispensable, permet d'ajuster le contraste et la colorimétrie des clichés en vue du traitement 3D, et en aérien, de supprimer les effets du voile atmosphérique. Il est également nécessaire à ce stade de veiller à l'homogénéité des photos, et d'ajuster leurs propriétés pour que l'aérotriangulation donne les meilleurs résultats.

Géoréférencement :

L'utilisation d'un GPS connecté à l'appareil photo lors de la prise de vue aérienne permet de géoréférencer le modèle 3D. Pour plus de précision, il est possible d'utiliser quelques points d'un lever topographique préexistant, ou réalisé pour ce projet. Ces points topo pourront par exemple servir à "caler" les photos aériennes 3D successives pour les mesures d'évolution de sites.

Aérotriangulation :

Toutes les données (photos et données topo éventuelles) sont fournies au logiciel "ContextCapture™" qui calcule par aérotriangulation le squelette du modèle 3D, en détectant, puis en apairant les points caractéristiques présents sur plusieurs photos. Il calcule ensuite le volume complet sous forme d'un maillage (ou "mesh") détaillé (et géoréférencé si nécessaire).

Texturage :

Enfin, l'opération finale de "texturage" recrée les couleurs et les matières de la scène. La photo 3D est alors terminée, avec un rendu extrêmement réaliste, qui est par ailleurs compatible avec les logiciels 3D traditionnels utilisés depuis longtemps en architecture, mécanique etc...

Principe de la photo aérienne 3D

La photo 3D que réalise Gerpho3D repose sur un procédé qui a été développé au sein des laboratoires de recherche du CSTB (Centre Scientifique et Technique du Batiment) et de l'ENPC (École Nationale des Ponts et Chaussées), et qui a été diffusé par la société française Acute3D au moyen du logiciel ContextCapture™. Le principe mathématique est celui de l'aérotriangulation : les photos aériennes sont entrées dans le logiciel ContextCapture™, qui les analyse et détecte un certain nombre de points caractéristiques de la scène ; il compare ensuite leurs positions relatives dans plusieurs photos, ce qui permet de calculer leurs coordonnées dans l'espace, et ainsi de reconstruire la scène en volume.

GERPHO3D photos 3D