Améliorer le LiDAR aérien avec des retours multiples : livre blanc

Résumé exécutif

Le LiDAR (télédétection par laser) est devenu un pilier de la topographie aérienne grâce à sa capacité à produire des modèles 3D très précis quelles que soient les conditions de lumière. Les capteurs historiques n’enregistraient que le premier et le dernier retour ; l’information intermédiaire était perdue. Les avancées récentes permettent désormais d’enregistrer plusieurs retours par impulsion — jusqu’à sept — offrant une vision inédite des environnements végétalisés et des structures.

Ce livre blanc explique la formation des retours LiDAR, pourquoi les retours multiples sont avantageux pour la cartographie UAV et en quoi ces bénéfices s’amplifient avec le nombre de retours. Il se conclut par une présentation du ROCK Ultra, un système LiDAR aérien de qualité topographique capturant jusqu’à sept retours par impulsion, qui délivre une forte densité de points au sol même sous forêt dense et s’intègre à l’écosystème ROCK pour un flux de travail « bouton facile » du terrain au livrable.

1 Comprendre les retours LiDAR

1.1 Fonctionnement du LiDAR

Un capteur LiDAR émet des impulsions laser et mesure le temps nécessaire pour l’aller‑retour. Combinées à la position et à l’orientation (GNSS + IMU), ces mesures produisent des points 3D formant un nuage.

Un système à retours discrets identifie une ou plusieurs réflexions d’une même impulsion. Le premier retour vient de la surface sommitale (canopée, toits), les retours intermédiaires des objets entre la canopée et le sol, et le dernier retour correspond souvent au sol.

1.2 Nombre de retours

Le nombre maximal dépend des électroniques de numérisation et de la capacité de pénétration de l’impulsion. La plupart des capteurs aéroportés capturent 3–5 retours ; des innovations récentes — dont le ROCK Ultra — poussent jusqu’à 7. Chaque retour est étiqueté (1/4, 2/4, etc.) pour la classification.

2 Pourquoi les retours multiples comptent en LiDAR aérien/UAV

2.1 Meilleure pénétration de la végétation et détection du sol

Les retours successifs au travers des trouées de la canopée permettent d’isoler les points sol pour des MNT fiables, même en forêt dense.

2.2 Amélioration de la précision des modèles altimétriques

Les retours multiples réduisent les erreurs en séparant terrain et objets, pour des MNT plus propres, notamment en pentes.

2.3 Classification détaillée des objets et analyse de la végétation

Le numéro de retour et l’intensité aident à distinguer sol, végétation, bâtiments, etc., utiles en foresterie et surveillance de corridors.

2.4 Densité accrue de points utiles

En pénétrant la végétation, on obtient davantage de points sol exploitables qu’avec un seul retour.

3 Monter en puissance : l’intérêt de sept retours

3.1 Pourquoi 7 retours importent pour l’UAV

À plus basse énergie que l’aérien habité, les capteurs UAV bénéficient de retours additionnels pour assurer des points sol sous couvert dense — moins de vols répétés et moins de comblements en post‑traitement.

4 ROCK Ultra : LiDAR 7 retours optimisé pour drone

Le ROCK Ultra combine laser 1550 nm longue portée, IMU de grade tactique et FOV 90° dans un ensemble léger (1,4 kg avec caméra).

Portée longue : jusqu’à 1 000 m à 80 % de réflectivité
Jusqu’à 1 million d’impulsions/s dirigées vers le sol (FOV 90°)
Jusqu’à 7 retours par impulsion
Intégration avec ROCK Desktop, ROCK Photogrammetry et ROCK Cloud

4.1 Atouts opérationnels

Planification simple à 120 m (400 ft) et plus
Moins de temps terrain pour de grandes emprises
Montée en charge et formation facilitées
Livrables améliorés grâce à plus de points sol

4.2 Comparatif succinct

Par rapport à des capteurs d’entrée de gamme (retours limités) ou à des systèmes premium lourds/coûteux, l’Ultra offre un équilibre unique : 7 retours, longue portée, précision et faible masse.

5 Conclusion

Capturer des retours multiples est un progrès majeur en topographie aérienne. Les capteurs à sept retours augmentent les chances d’obtenir des points sol sous couvert dense, réduisent les efforts de post‑traitement et améliorent les livrables. Le ROCK Ultra illustre comment un capteur optimisé UAV, avec laser 1550 nm longue portée et IMU de grade tactique, délivre des données de qualité topographique avec un effort terrain minimal — au sein d’un écosystème logiciel intégré.