Test 01 : ISO et vitesse de vol

Enjeu et protocole

La hauteur de vol étant fixée, il s’en suit une connaissance du GSD et donc du flou maximal de bougé admissible.

Les tests seront réalisés à une hauteur de 50 m, ce qui assurera que le rythme de prises d’images de 0,7 s avec un recouvrement frontal de 80 % du M3E ne sera pas un facteur limitant de la vitesse qui pourra potentiellement atteindre 15 m/s (soit 54 km/h).

Le flou de bougé est déterminé par la durée d’obturation (plus longue -> plus de flou) et par la vitesse de vol (plus importante -> plus de flou). Notre but est de pouvoir voler le plus rapidement possible, donc de prendre les photos avec une durée d’obturation la plus brève possible sans que le flou ne soit pénalisant.

Pour une ouverture donnée, il est possible de diminuer la durée d’obturation en augmentant la sensibilité ISO, donc au détriment de la qualité à cause de l’augmentation du bruit numérique. L’enjeu est de déterminer la sensibilité maximale pour voler vite tout en conservant une qualité finale acceptable.

Nous réalisons une série de vols avec des sensibilités différentes.

Le mode sera pour ce test exceptionnellement Manuel afin d’avoir la main sur tous les paramètres d’exposition. Pour chaque vol, nous fixerons la sensibilité ISO, ouvrirons à l’ouverture maximale f/2,8 et déterminerons la durée d’exposition qui conduit à une correction d’exposition de - 0,7 stop. De cette durée d’exposition, nous déterminerons la vitesse de vol qui assurera que le flou de bougé demeure inférieur à la GSD.

Chaque sera ensuite traité avec Agisoft Metashape. Nous observerons le rendu du modèle et collecterons les résultats objectifs suivants :

• Qualité des photographies

• Carte de « Confidence » d’une partie du modèle

• Données du rapport de traitement automatique (sans optimisation) et en particulier le nombre de projections et l’erreur de reprojection

Déroulement du test

Les conditions de luminosité changeantes ont perturbé le test et la couverture nuageuse s’épaississant a conduit à une sous-exposition générale de toutes les photos à environ -2EV. En un sens, les photos sombres devraient poser un handicap supplémentaire par rapport à la montée en ISO et montrer plus de bruit. Les sets ont été conservés et l’expérience exploitée malgré tout.

Résultats du test

Photos

            

Carte “Confidence”

            

ISO 100            ISO 200            ISO 400            ISO 800

Conclusion

Il est notable que la montée en ISO nuit à la qualité objective du modèle. Le gain de temps est à mettre en regard avec la perte globale de qualité de la modélisation finale bien que cette dernière demeure acceptable (c’est subjectif) pour certaines applications jusqu’à 800 ISO.

D’autres vols (le Test 02 en l’occurrence) tiennent compte de cette observation et il a été retenu la procédure suivante, un jour de luminosité très moyenne par temps couvert :

Le mode photo choisi a été le mode S avec une durée d’ouverture de 1/1000 s. La correction d’exposition a été fixée à - 0,7 stop pour éviter la surexposition des surfaces blanches. La hauteur de vol a permis une vitesse de vol de plus de 6,5 m/s pour un flou de bougé correspondant de 0,65 cm pour un GSD à la hauteur choisie de 25 m de 0,68 cm.

Le résultat montre que le pour les photos les plus claires, ISO 100 a été conservé et l’exposition ajustée par l’ouverture (f/3,2 max) et que les photos les plus sombres ont nécessité une augmentation de la sensibilité à ISO 530 et même ISO 890 pour le set réalisé lorsque la luminosité de fin de journée a dégringolé.

Malgré tout, la qualité des photos mesurée par Metashape demeure pour tous les clichés supérieure à 0,787 ce qui demeure acceptable.

La méthode générale qui sera retenue pour les opérations futures sera de fixer la durée d’exposition en fonction des conditions météo (1/1000 pour une luminosité correcte à 1/250 pour une luminosité plus faible par temps couvert ou en début ou fin de journée), d’utiliser le mode S et une correction -0,7 EV.