Field trials for a rapid deployment lidarbased high temporal-frequency change detection monitoring system

Résumé

Les technologies de télédétection sont aujourd'hui très répandues dans les applications de surveillance des risques géologiques. Les scanners laser (LiDAR), la photogrammétrie et les mesures topographiques par satellite peuvent être utilisés pour cartographier diverses géomorphologies, terrains naturels et infrastructures construites par l'homme. L'analyse de la détection des changements à l'aide d'ensembles de données topographiques capturées à une certaine fréquence permet de détecter les précurseurs de rupture et les glissements de terrain actifs, et d'analyser les événements a posteriori. La détection des changements dans le temps est souvent effectuée à haute résolution et à faible fréquence temporelle. Des ensembles de données denses réduisent considérablement l'incertitude inhérente à la rugosité superficielle et à la dispersion statistique entre deux séries de relevés. La surveillance à long terme et à haute résolution permet donc d'effectuer des mesures précises et de détecter des seuils de changement relativement bas. Une telle application n'est pas facilement applicable à la détection d'événements à évolution rapide. Lorsque des anomalies statistiques surviennent, comme des pluies intenses ou des tremblements de terre, des glissements de terrain peuvent être déclenchés et ne pas être détectés dans les délais requis pour agir et atténuer les effets. La présente étude examine les mesures de fréquence à faible résolution et à haute résolution temporelle en tant qu'option pour capturer les événements à évolution rapide. Dans ce travail, un scanner laser fixe bon marché a été connecté à un petit Raspberry Pi pour collecter des images de nuages de points à intervalles d'une heure. Le montage consistait en une combinaison lidar-ordinateur montée sur un trépied ancré au sol. Tout le matériel électronique a été emballé dans une petite boîte pélican pour la protection de l'environnement. Cet article décrit le montage, le matériel nécessaire à l'assemblage et le protocole d'installation. Des considérations particulières ont été prises en compte pour un déploiement rapide avec une main-d'oeuvre limitée. Deux expériences ont été réalisées pour tester le dispositif de surveillance. La première consistait à assembler un tas artificiel de matériaux humides moins que 4 mm dans une carrière locale. La pile a été partiellement excavée à la base pour obtenir une rupture progressive au fur et à mesure de l'assèchement du matériau. La surveillance de la pile a été effectuée pendant environ 3 semaines avec des relevés horaires. Un balayage à haute résolution a été effectué au début de l'essai à titre de référence. La deuxième expérience a consisté à analyser une plaine d'inondation à Grizzly Creek, au Yukon, pendant 10 mois au cours de la saison hivernale, avec 6 relevés par jour. La neige s'est formée au cours des mois et a fondu vers la fin de la période. Un balayage à haute résolution a été effectué au début des deux tests à titre de référence. Les résultats obtenus sont analysés et discutés dans l'article. Une discussion est fournie sur l'incertitude associée aux mesures topographiques collectées au cours de cette expérience.

Date	16 avr. 2025
langue originale	Anglais américain
Établissement diplômant	École de technologie supérieure
Superviseur	Jonathan D. Aubertin (Directeur(-trice))