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UAV survey of a coastal cliff face – Selection of the best imaging angle

Authors :
Robert Davidson
Claire Théry
Philippe Grandjean
Nicolas Le Dantec
Pauline Letortu
Stéphane Costa
Olivier Maquaire
Marion Jaud
Institut Universitaire Européen de la Mer (IUEM)
Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Littoral, Environnement, Télédétection, Géomatique (LETG - Brest)
Littoral, Environnement, Télédétection, Géomatique UMR 6554 (LETG)
Université de Caen Normandie (UNICAEN)
Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-Université d'Angers (UA)-École pratique des hautes études (EPHE)
Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Brest (UBO)-Université de Rennes 2 (UR2)
Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Géographie et d'Aménagement Régional de l'Université de Nantes (IGARUN)
Université de Nantes (UN)-Université de Nantes (UN)-Université de Caen Normandie (UNICAEN)
Université de Nantes (UN)-Université de Nantes (UN)
Laboratoire de Géologie de Lyon - Terre, Planètes, Environnement [Lyon] (LGL-TPE)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL)
Université de Lyon-Université de Lyon-École normale supérieure - Lyon (ENS Lyon)
Littoral, Environnement, Télédétection, Géomatique (LETG - Caen)
Domaines Océaniques (LDO)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut d'écologie et environnement-Observatoire des Sciences de l'Univers-Université de Brest (UBO)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)
Centre d'Etudes et d'Expertise sur les Risques, l'Environnement, la Mobilité et l'Aménagement - Direction Eau Mer et Fleuves (Cerema Direction Eau Mer et Fleuves)
Centre d'Etudes et d'Expertise sur les Risques, l'Environnement, la Mobilité et l'Aménagement (Cerema)
Projet CNES EROFALITT'Service National d'Observation' DYNALIT
Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-Université d'Angers (UA)-École Pratique des Hautes Études (EPHE)
Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Brest (UBO)-Université de Rennes 2 (UR2)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Géographie et d'Aménagement Régional de l'Université de Nantes (IGARUN)
Laboratoire de Géologie de Lyon - Terre, Planètes, Environnement (LGL-TPE)
École normale supérieure de Lyon (ENS de Lyon)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL)
Université de Lyon-Université de Lyon-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Jean Monnet - Saint-Étienne (UJM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Brest (UBO)-Observatoire des Sciences de l'Univers-Institut d'écologie et environnement-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
ANR-16-CE03-0008,RICOCHET,Évaluation multirisques de territoires côtiers en contexte de changement global(2016)
École normale supérieure - Lyon (ENS Lyon)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL)
Université de Lyon-Université de Lyon-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Source :
Measurement-Journal of the International Measurement Confederation (IMEKO), Measurement-Journal of the International Measurement Confederation (IMEKO), Elsevier, 2019, 139, pp.10-20. ⟨10.1016/j.measurement.2019.02.024⟩, Measurement-Journal of the International Measurement Confederation (IMEKO), 2019, 139, pp.10-20. ⟨10.1016/j.measurement.2019.02.024⟩, Measurement (0263-2241) (Elsevier Sci Ltd), 2019-06, Vol. 139, P. 10-20
Publication Year :
2019
Publisher :
HAL CCSD, 2019.

Abstract

UAVs are relevant for monitoring cliff faces. In this study, several flights are performed with various imaging angles (nadir, 20 degrees, 30 degrees and 40 degrees off-nadir) to assess the impact of the imaging angle on the 3D cliff face reconstruction. Occlusions issues arising with sub-vertical cliffs make nadir surveys nearly irrelevant. The results obtained with 20 degrees, 30 degrees and 40 degrees off-nadir imaging angles are satisfactory regarding texture restitution and accuracy with respectively 5.5 cm, 5.9 cm and 4.9 cm of error, higher tilting angles yielding better reconstructions on sub-vertical or overhanging parts of the cliff. This article also investigates other parameters affecting tiepoint detection on the cliff face, as the effective overlap, the UAV-cliff face distance and the cliff face illumination. Guidelines are provided for UAV survey parameterization, aiming at capturing the whole cliff face with a good trade-off between distance to the cliff, flight height and spatial resolution of the photographs.

Details

Language :
English
ISSN :
02632241 and 1873412X
Database :
OpenAIRE
Journal :
Measurement-Journal of the International Measurement Confederation (IMEKO), Measurement-Journal of the International Measurement Confederation (IMEKO), Elsevier, 2019, 139, pp.10-20. ⟨10.1016/j.measurement.2019.02.024⟩, Measurement-Journal of the International Measurement Confederation (IMEKO), 2019, 139, pp.10-20. ⟨10.1016/j.measurement.2019.02.024⟩, Measurement (0263-2241) (Elsevier Sci Ltd), 2019-06, Vol. 139, P. 10-20
Accession number :
edsair.doi.dedup.....312893eb3b500c578148065195051f94