Du lidar drone pour la caractérisation fine de vestiges archéologiques

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Étudier finement des structures anciennes dans les paysages grâce à la technologie lidar, c’est le défi lancé par une équipe de chercheurs du Centre d’Écologie Fonctionnelle et Évolutive (CEFE) et relevé par L’Avion Jaune.

En Amazonie, de vastes étendues de plaines inondables sont parsemées de buttes d’origines naturelles ou anthropiques. Dans un cas les structures sont fabriquées par des insectes « ingénieurs » pour maintenir leur habitat au-dessus de l’eau pendant la période humides, dans l’autre elles sont issues de techniques agricoles consistant à agglomérer le substrat en buttes émergentes supportant la croissance de plantes (maïs, manioc,etc).

Les chercheurs du CEFE étudient ces paysages depuis de nombreuses années en cherchant à comprendre le fonctionnement de ces écosystèmes complexes (formation, fonctionnement, évolution dans le temps). Des levés photogrammétriques avait déjà permis des modélisations en 2D (orthophotos) et 3D (modèles numériques de surface) de ces paysages. Cependant, l’expérience a montré les limites de cette approche dans ce contexte en raison de la présence fréquente de végétation arbustive sur les buttes qui génère des imprécisions lors de l’analyse des données.

En 2015, notre équipe s’est rendu en Bolivie pour survoler les paysages à buttes des Llanos de Mojos, à l’aide d’un drone multirotor équipé de la toute première version du scanner lidar YellowScan Mapper. Parallèlement les scientifiques ont effectué plusieurs relevé de terrain, telle que la mesure de la hauteur des buttes ou de la végétation.

L’Avion Jaune a ensuite traité les données pour extraire plusieurs modèles 3D des zones d’études :

  • Nuage de point lidar classé permettant de visualiser le paysage en 3D, en filtrant certaines classes si besoin (végétation basse ou haute, buttes)
  • Modèle Numérique de Surface,
  • Modèle Numérique de Terrain,
  • Modèle Numérique de Terrain filtré, modélisant le terrain sans les buttes
Extrait du nuage de points lidar sur un paysage à buttes – Bolivie

Par la suite, notre équipe a travaillé sur une méthode de numérisation automatique du contour des buttes pour y associer des caractéristiques morphologiques. Ces données lidar, confrontées aux données de terrain, ont permis aux chercheurs d’étudier précisément les caractéristiques et la répartition des buttes en relation avec la topographie de l’environnement (gradient d’élévation), ou encore avec les phénomènes d’érosion ou d’accumulation du substrat.

En conclusion, ces travaux ont révélé qu’au-delà de la découverte de nouveaux sites, la technologie lidar est aussi un outil puissant pour la caractérisation fine de vestiges déjà connus. Elle apporte des éléments substantiels pour l’interprétation et la compréhension des phénomènes. Ces recherches ont fait l’objet d’une publication en avril 2022, téléchargeable en libre accès ici.

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