La société Seaviews a récemment développé une nouvelle plateforme de cartographie 3D par photogrammétrie. Cette plateforme couple un appareil photo haute résolution ainsi qu'un GNSS RTK et permet ainsi le positionnement de chaque photographie. La plateforme est manœuvrée depuis la surface et peut cartographier des fonds d’une profondeur maximum de 15 m. Cette technique permet ainsi de générer des modèles numériques de terrain (MNT), des orthophotographies et des modèles 3D photo-texturés géoréférencés à haute résolution. Les zones cartographiées sont actuellement d’une taille relativement réduite, i.e. de l’ordre de quelques hectares, l’augmentation de la productivité étant fortement dépendante de la puissance de calcul informatique pour le traitement des photos. L’utilisation de la plateforme possède un large champs d’application avec notamment de nombreuses possibilités en biologie/écologie marine, dont la capacité d’identifier des espèces sessiles ou fixes (herbiers sous-marins, algues, invertébrés benthiques). Cette technique est également prometteuse pour réaliser un état 0 et suivre l’évolution des substrats naturels et artificiels tels que les digues, les récifs artificiels, les épaves ou bien la dynamique des herbiers sous-marins, des couverts d’algues et l’impact des activités anthropiques sur le milieu marins (ancrage, déchets, ensablement).

1. La plateforme PHOTOCEAN : Un nouveau système de
photogrammétrie sous-marine géoréférencée
Problématique
Le principal obstacle à l’utilisation de la
photogrammétrie en cartographie sous-marine
est le géoréférencement des photographies
durant l’acquisition des données. Pour palier à ce
problème, la société Seaviews a développé un
nouveau système de surface de photogrammétrie
géoréférencée.
La photogrammétrie
La photogrammétrie permet de réaliser des
modèles numériques de terrain (MNT), des
orthophotographies et des modèles 3D à
partir de l’analyse des points remarquables
de photographies prises en grand nombre
avec un fort taux de recouvrement (Fig. 1).
Tandis que cette technique est couramment
utilisée en milieu terrestre avec des drones
aériens, ce n’est que depuis très récemment
qu’elle est testée pour cartographier les fonds
marins.
Figure 1 : Principe de la reconstruction
3D par photogrammétrie.
Arnaud Abadie et Christophe Viala
Seaviews, 8 avenue des Belugues, 13600 La Ciotat, France
Contact : abadie@seaviews.fr
La plateforme
Le système se présente sous la forme de
la plateforme de surface PHOTOCEAN
comprenant (Fig. 2) :
●
un GPS (GNSS) RTK North
●
sa batterie
●
une antenne GPS
●
un appareil photo numérique (Sony
A6000) en caisson étanche fixé sous
la « coque »
La plateforme est manœuvrée en surface
par un nageur. Le déclenchement de
l’appareil en mode time-lapse (1 photo/s)
est synchronisé avec la prise de points
GPS via un câble TTL. Selon la visibilité, la
plateforme est capable de réaliser des
photos exploitables jusqu’à environ 15 m
de profondeur. La plateforme a été testée
pour cartographier des fonds de différente
nature en baie de La Ciotat (Bouches du
Rhône) : digue, herbiers de posidonie,
fonds rocheux.
Figure 2 :Principe de fonctionnement de la
plateforme PHOTOCEAN et son matériel
embarqué.
Cartographies
La surface maximum cartographiée durant les tests est de 4 000 m² pour
un total d’environ 3 700 photos. La plateforme permet d’obtenir des MNT
exhaustifs haute résolution des fonds marins (Fig. 3A). Les modèles 3D
photo-texturés sont géoréférencés et permettent de prendre en compte le
relief du fond (Fig. 3B). Enfin, les orthophotographies (Fig. 3C), avec leur
résolution millimétrique, fournissent des données précises pour réaliser des
cartographies fines des habitats marins.
Figure 3 : Cartographies produites par photogrammétrie sous-marine a)
modèle numérique de terrain, b) modèle 3D photo-texturé, c)
orthophotographies
Perspectives d’application
Avec sa facilité de mise en œuvre, la
plateforme de photogrammétrie se révèle être
un formidable outil pour obtenir des données
géoréférencées en milieu marin. Son
domaine d’application est vaste, allant de la
cartographie des habitats marins (herbiers
sous-marins, roche) (Fig. 4) et des espèces
qui les peuplent, jusqu’à l’étude des
structures sous-marines artificielles. La
possibilité de réaliser des cartographies
continues terre/mer est à l’étude en couplant
la photogrammétrie aérienne et sous-marine.
Seaviews développe également des
techniques de géoréférencement par moyens
acoustiques en couplant la photogrammétrie
en plongée sous-marine et l’acquisition au
sondeur multifaisceau.
Figure 4 : Cartographie par photogrammétrie
sous-marine géoréférencée d’un herbier de
posidonie sur roche en baie de La Ciotat
Le développement et les tests de la plateforme de
photogrammétrie ont été financés par le Ministère de la
transition écologique et solidaire à travers le prix
d’innovation GreenTech Verte. Les travaux sur le
développement des techniques de géoréférencement
ont été financés par la BPI France et l’Agence de l’eau
Rhône Méditerranée Corse.