Comment classer le sol dans un nuage de points ? Du nettoyage du bruit au modèle de terrain nu

Seule une partie des millions de points d'un nuage touche réellement le sol.

Pourquoi la classe sol passe en premier

Un nuage de points contient tout ce que le capteur a vu : sol, cimes des arbres, toits, véhicules, câbles. Le Règlement sur la production de cartes à grande échelle et d'informations cartographiques de la Türkiye fait la distinction avec deux termes : le modèle numérique de surface (MNS) représente la surface, végétation et constructions comprises, tandis que le modèle numérique de terrain (MNT) représente le terrain nu, sans elles. Les courbes de niveau, les profils, les volumes de déblai et remblai et l'écoulement des eaux se calculent sur le terrain nu. Dans le standard LAS de l'ASPRS, les points sol forment la classe 2, et le modèle de terrain est construit à partir de cette classe. Dans un nuage non classé, la cime d'un arbre se comporte exactement comme le sommet d'une colline.

D'abord, retirer le bruit

Les points erronés sont retirés avant de lancer le filtre sol. Le bruit haut (oiseaux, poussière, reflets) se repère généralement et fait peu de dégâts. Le vrai danger, ce sont les points bas qui tombent sous le sol : les réflexions par trajets multiples ou les erreurs de mesure peuvent produire des points plusieurs mètres sous la surface. Comme la plupart des filtres sol partent des points les plus bas, un seul faux point bas creuse un trou dans la surface et fait rejeter par le filtre les vrais points sol autour de lui. LAS 1.4 prévoit la classe 7 pour le bruit bas et la classe 18 pour le bruit haut ; ranger le bruit dans ces classes est plus traçable que de le supprimer.

Comment fonctionnent les filtres automatiques

Les approches courantes se rangent en trois familles. Les filtres morphologiques comparent chaque point à la surface la plus basse dans une fenêtre glissante et agrandissent la fenêtre pas à pas. La densification progressive de TIN est la méthode décrite par Axelsson en 2000 : elle construit un réseau de triangles à partir du point le plus bas de chaque cellule d'une grille, puis ajoute au sol les points dont la distance et l'angle par rapport à un triangle restent sous des seuils. La simulation de tissu retourne le nuage et laisse tomber dessus un tissu virtuel ; les points que le tissu touche sont comptés comme sol. Tous ont des paramètres : la taille de cellule se choisit en général d'après le plus grand bâtiment de la zone, et les seuils de pente et de distance s'ajustent au terrain. Ce qui marche en ville échoue en montagne.

Là où le résultat automatique se trompe

Sur un terrain ouvert et plat, le résultat automatique suffit souvent. Les erreurs se concentrent à des endroits précis : aux ponts et passages supérieurs, le tablier est pris pour le sol ou la route en dessous disparaît ; sur les talus raides et les déblais routiers, l'arête du talus est rognée et arrondie ; dans la végétation basse dense et les cultures, le haut des plantes est pris pour le sol ; murs, ouvrages de soutènement et véhicules garés se mêlent au sol ; les surfaces d'eau renvoient très peu de points. Le meilleur moyen de trouver ces endroits est de chercher bosses et trous dans une vue en relief ombré et de tracer des profils aux endroits suspects. Corriger, c'est changer à la main la classe des points sur le profil.

LiDAR contre photogrammétrie

Les impulsions LiDAR peuvent passer par les trouées du feuillage ; une impulsion peut renvoyer plusieurs échos, et les derniers échos atteignent souvent le sol sous les arbres. Un nuage de points photogrammétrique n'enregistre que la surface visible sur les photos. S'il n'y a aucun point sol sous une forêt ou des broussailles denses, aucun filtre ne peut en créer ; la classification ne fait que séparer les points qui existent. Dans ces zones, le sol doit être levé sur le terrain au GNSS ou à la station totale, et ces mesures ajoutées au modèle de terrain.

Le modèle de terrain et son contrôle

Le modèle de terrain se construit à partir des points sol sous forme de réseau de triangles (TIN) ou de grille régulière ; le pas de la grille ne doit pas être plus fin que ce que permet la densité de points. Les courbes de niveau et les volumes sortent de ce modèle. Avant la livraison, confrontez le modèle à des mesures indépendantes : levez des points sol au GNSS ou à la station totale dans différents types d'occupation, comme terrain dégagé, herbe et sous les arbres, et indiquez les écarts d'altitude séparément pour chaque type. En Türkiye, le même règlement contrôle aussi la précision des courbes de niveau des cartes à l'aide de profils mesurés sur le terrain, avec des points espacés de 20 m au plus le long de chaque profil.

Questions fréquentes

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