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EverScan fait voler un LiDAR pour cartographier les stocks de charbon en Ukraine

14 mai 2020

Les nuages de points 3D triomphent de la méthode du théodolite à la centrale thermique

Jusqu'à l'acquisition de son YellowScan Vx-15 pour la cartographie 3D, l'Ukraine EverScan utilisait une méthodologie classique (GNSS, station totale, etc.) qui prenait beaucoup plus de temps à étudier et empêchait ses ingénieurs d'obtenir une grande exactitude. De plus, les données qu'ils acquéraient étaient extrêmement redondantes en termes d'analyse et de contrôle supplémentaires, ce que l'on obtient avec les systèmes LiDAR.

L'un des principaux projets d'EverScan a consisté à étudier le stock de charbon de la centrale thermique de Ladyzhinsky pour la ville de Ladyzhin, dans la région de Vinnitsa en Ukraine, à environ 300 kilomètres au sud de Kiev.

Avant l'arrivée du Vx-15, les méthodes de levés traditionnelles étaient utilisées, notamment le théodolite, un appareil de mesure permettant de déterminer les niveaux et les angles dans les levés topographiques. Cet outil est utilisé par les géomètres depuis le XIXe siècle, et le principe de son travail sur deux siècles n'a pas beaucoup changé.

Il est impossible d'estimer à l'œil nu la quantité de charbon contenue dans une cheminée. Le volume doit être mesuré avec précision. Auparavant, cela se faisait avec le théodolite. Comme un cartographe lors de la compilation d'une carte topographique, un ingénieur se déplaçait mètre par mètre avec une règle, tandis que son collègue, grâce à un dispositif optique, le théodolite, regardait les marques, enregistrant chaque changement de hauteur. A partir de ces données, il était possible de calculer plus ou moins précisément le volume de la pile. 

Aujourd'hui, l'inventaire est réalisé à l'aide de drones et de LiDAR. Avec le YellowScan Vx-15, le drone scanne la zone, créant ainsi une carte en trois dimensions du stockage du charbon.

En parlant de l'ancienne méthode, Speney ajoute : "Le processus était fastidieux. Il fallait plusieurs personnes pour participer et l'ensemble du processus prenait environ trois heures, en fonction de la quantité de charbon et du nombre de piles dans l'entrepôt. Se déplacer dans un tas de charbon est une affaire assez difficile. De plus, si la neige fond, cela fait beaucoup d'eau. La hauteur des piles peut atteindre 12 mètres". M. Speney a averti que ce travail peut être dangereux, les bulldozers travaillant parfois sur les piles de charbon pendant les mesures. 

L'utilisation de LiDAR sur drones a accéléré le processus de mesure, a augmenté la'exactitude des mesures et a rendu le processus plus sûr pour toutes les parties concernées.

 

Deux collègues d'EverScan préparent Vx-15 le vol

YellowScan Vx-15 monté sur un DJI M600

 

Le directeur du développement commercial d'EverScan, Maxim Sevostyanov, parle avec enthousiasme du succès du YellowScan Vx-15 LiDAR. "Cette technologie peut être utilisée pour mesurer les volumes de charbon", dit-il, "et pour établir des cartes topographiques, pour inspecter les lignes électriques. Vous pouvez également déterminer la pente ou l'affaissement des lignes électriques. Vous pouvez construire un modèle de surface tridimensionnel précis et de haute qualité et estimer la quantité exacte de charbon.

"L'exactitude que fournie le LiDAR YellowScan est centimétrique, et parfois millimétrique. Il n'existe pas de technologies au monde qui mesurent plus précisément les paramètres de volume et construisent un modèle de surface. Au moment le LiDAR balaie la surface, le système YellowScan envoie des milliers de signaux au sol, et nous obtenons ce que l'on appelle le "nuage de points", qui se compose de nombreuses dimensions. Par la suite, en traitant ces données, nous pouvons simuler n'importe quelle surface "

EverScan a été amené à étudier le stock de charbon en un court laps de temps et à faire rapport en analysant le volume et la description de base des travaux, avec des MNT, des MSD, ainsi qu'une mosaïque d'orthophotos et une carte topographique. Les défis, note M. Sevostyanov, étaient considérables. "Sur les sites, on a découvert une mauvaise élévation de la base du magasin à charbon. Cette erreur pouvait donner jusqu'à 20 % de l'erreur de volume".

L'objectif de la mission était de fournir le moyen le plus rapide, le plus sûr et le plus précis de calculer les volumes des stocks. Cela comprendrait le processus physique consistant à faire voler un drone LiDARmonté dans la zone avec les volumes de charbon en vrac.

La mission consistait à calculer les points du nuage de points dans la représentation numérisée de la zone, afin de créer une forme et une taille réelles ainsi qu'une géométrie des éléments solides à structurels. Le client a ainsi obtenu le résultat qu'il recherchait, à savoir un moyen rapide et efficace de mesurer les volumes en toute sécurité afin d'éviter toute erreur de volume due à une mauvaise élévation.

LiDAR nuage de points de la centrale thermique

LiDAR nuage de points des cheminées de charbon

Paramètres de la mission

La taille de l'enquête a atteint 20 hectares, qui ont été cartographiés en moins d'une heure, plus la collecte des points de contrôle, quatre à huit heures selon que l'on a utilisé ou non l'orthophotogrammétrie. La vitesse de vol était de S-17km/h convertie en m/s avec une altitude de 50m AGL, en utilisant le YellowScan Vx-15 sur une Matrice 600 Pro, le GNSS Stonex S900A/DJI et quatre caméras.

 

Résultats

Sevostyanov et ses collègues ont réussi à acquérir 50-200 points par mètre carré/ données au sol sous la canopée 10-30. Il note que "le plus grand avantage pour nous dans ce projet a été la rapidité de la collecte et de l'analyse des données. Pour le client, c'était la précision du calcul du volume du stock. Cela a permis au client d'économiser des millions de dollars".

Pour EverScan, l'utilisation LiDAR de la technologie est le moyen d'étendre les outils géodésiques standard et de faire passer la technologie à un niveau supérieur. "La solution Yellowscan nous aide à fournir les meilleurs services à nos clients avec une rapidité et une précision imbattables. En Ukraine, nous sommes la première société de services qui fournit LiDAR des services de très haut niveau".

-Jordan Robert

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