Afin de mieux appréhender son territoire, la Métropole de Lyon (« le Grand Lyon ») souhaite obtenir une modélisation 3D et anticiper de futurs aménagements urbains.
Des acquisitions aériennes et LiDAR
Entre juillet 2023 et avril 2024, plusieurs sessions de vol ont été organisées pour couvrir les 650km² du territoire du Grand Lyon. À une altitude de 1250 mètres, les équipes GEOFIT ont capturé deux types d’images :
- Nadirales: prises à la perpendiculaire du sol, elles offrent une vue d’ensemble précise et détaillée du territoire (résolution de 5,5 cm) ;
- Obliques: capturées sous un angle de 45 degrés, elles permettent de visualiser les façades des bâtiments, les éléments verticaux du paysage (résolution entre 3 et 8 cm) et complètent ainsi les données fournies par les images nadirales.
Depuis le ciel, SINTEGRA a complété ces acquisitions aériennes avec des relevés LiDAR haute densité (fréquence 2 MHz), en s’appuyant sur des capteurs LiDAR dernière génération. Cette technologie émet des impulsions laser pour mesurer la distance entre l’aéronef et la surface terrestre, générant ainsi un nuage de points 3D extrêmement précis du terrain.
La proximité de la base aérienne SINTEGRA, située à Grenoble, avec la zone d’étude, a également contribué à la fluidité des opérations de vol. Grâce à un avion spécialisé (équipé de deux trappes), les images et les données LiDAR ont été capturées simultanément, en une seule mobilisation. Ainsi, les informations collectées sont parfaitement compatibles entre elles, avec la même occupation du sol.
Les données acquises reposent sur un partenariat entre la Métropole de Lyon et le Centre Régional Auvergne – Rhône – Alpes de l’Information Géographique (CRAIG). Le projet a également bénéficié d’un cofinancement du programme FEDER Auvergne-Rhône-Alpes.
En parallèle, des points de contrôle ont été réalisés sur le terrain par notre agence locale, afin d’étalonner et de vérifier l’exactitude du géoréférencement des prises de vue.
Le traitement des données collectées
À l’issue des acquisitions aériennes, les données collectées ont été traitées pour produire :
- Des semis de points LiDAR classifiés d’une densité minimale de 30 points/m² ;
- Un Modèle Numérique de Terrain (MNT) et un Modèle Numérique de Surface (MNS) ;
- Une orthophotographie (image orthogonale du territoire) d’une résolution de 5 cm ;
- Un jumeau numérique (« Mesh 3D »).
Semis de points LiDAR classifiés
Modèle Numérique de Terrain (MNT)
Modèle Numérique de Surface (MNS)
Particularité du Mont Verdun
Le sommet du Mont Verdun abrite des installations militaires stratégiques de l’Armée. Cette zone sensible a nécessité une approche adaptée en raison de l’interdiction des vols directs.
Notre capteur enregistre des images très éloignées par rapport à la position de l’avion (jusqu’à 2km de distance). Cette contrainte a empêché de capter la zone du Mont Verdun, entraînant un manque d’informations sur une partie du territoire.
Entre septembre et novembre 2024, des vols complémentaires ont été effectués le long des limites de la zone militaire avec une caméra nadirale. L’objectif final était de couvrir l’ensemble du territoire lyonnais tout en respectant la ZICAD (Zone Interdite à la Captation Aérienne des Données).
Orthophotographie de la ZICAD (sans le vol complémentaire)
Orthophotographie de la ZICAD (avec le vol complémentaire)
Le jumeau numérique du Grand Lyon
Ces dernières années, les projets réalisés à grande échelle – dont un premier sur le Grand Lyon en 2021 – ont convaincu la Métropole de renouveler sa collaboration avec IGO.
À l’issue des acquisitions aériennes et du calcul de l’aérotriangulation (méthode de positionnement de clichés pour mesurer des coordonnées en 3D) effectués par GEOFIT, les prises de vues ont été utilisées pour construire le Mesh3D.
La chaîne de production s’appuie sur des algorithmes avancés de vision par ordinateur et de calcul haute performance (HPC). Ils intègrent des techniques de tuilage et de traitement parallèle pour gérer efficacement de grands volumes de données (plusieurs centaines de milliers de photos).
L’écart entre le Mesh 3D et les points topographiques, limité à 3 pixels (15 cm), garantit un niveau de détail élevé, tout en assurant une compatibilité avec différents formats d’exploitation.
Visualisation d’un extrait du jumeau numérique
La modélisation 3D du Grand Lyon offre aux acteurs locaux un nouvel outil pour explorer et analyser le territoire. Au-delà de la technologie, cet outil permet d’accompagner les transformations de la ville, par une meilleure connaissance du terrain. Cela témoigne de l’importance grandissante des données géospatiales dans la construction des villes de demain.
