PFE 2015 Elena BOURNEZ 2/4
La forme et le contenu des résumés sont de la responsabilité de l’étudiant qui en est l’auteur
Le premier choix méthodologique s’est porté sur le capteur permettant d’acquérir les données 3D de
l’arbre sur le terrain. Plusieurs stations de scanner laser terrestre ont été effectuées autour de
l’élément étudié. Puis, les phases de traitements informatiques de ces données ont été mises en
place, telles que la consolidation de la scène balayée et la préparation du nuage de points de l’arbre.
C’est en partant de cette donnée qu’a été développée une solution permettant de reconstruire la
géométrie de l’arbre (tronc, branches, pousses). L’algorithme, nommé ArbreSQUEL, développé dans
le logiciel Matlab, permet d’extraire du nuage de points un squelette représentant l’objet étudié en 3D.
Ce type de représentation filaire a été choisi à la suite de recherches sur les différents types de
modélisation. Les données qui sont extraites du squelette sont : le nombre de branches et leur
longueur, le nombre de pousses et leur longueur, et la position 3D des points du squelette.
Grâce à ce résultat, l’INRA effectue plusieurs déterminations, comme par exemple une estimation du
nombre de feuilles dans l’arbre.
L’objectif de ce nouveau PFE est d’améliorer les résultats précédents, en ce qui concerne la
reconstruction 3D de la structure de l’arbre (tronc, branches) et des pousses. De plus, nous devons
développer une méthode pour déterminer le volume de la canopée, qui est la partie feuillue de l’arbre,
afin de répondre au besoin des chercheurs. Ainsi, pour cette nouvelle étude, non plus un mais dix
tilleuls argentés vont être étudiés, à l’état « nu », « avec pousses » et « feuillu ».
Les principaux travaux effectués lors de notre étude vont être présentés dans les parties suivantes.
Nous commencerons par exposer les améliorations apportées à la reconstruction 3D de la structure
de l’arbre. Puis, nous verrons les solutions développées, qui permettent d’extraire de l’arbre les
paramètres tels que les pousses et le volume de la canopée.
2. Amélioration de la reconstruction 3D de la structure de l’arbre
L’algorithme utilisé pour modéliser la structure de l’arbre en 3D est scindé en deux parties. La
première, nommée ArbreSQUEL 1 s’appuie sur les travaux de Cao et al. (2010) et la deuxième,
ArbreSQUEL 2 a été développée par Hayot (2014). Les résultats obtenus sur la structure des arbres
sont très prometteurs contrairement à ceux obtenus sur les pousses. C’est pourquoi nous avons
remplacé cette dernière solution de reconstruction des pousses par une nouvelle solution présentée
dans la prochaine partie. En ce qui concerne la modélisation du tronc et des branches, plusieurs
améliorations ont été apportées à l’algorithme au cours de cette étude (figure 2).
Figure 2 : Améliorations de l’algorithme ArbreSQUEL
Premièrement, la modélisation du tronc, qui est le seul élément non représenté par un squelette, n’est
plus constituée d’un cylindre mais de quatre, permettant une représentation plus fidèle à la réalité. En
effet, le tronc pouvant avoir une forme courbée et amincie à son extrémité, il est nécessaire d’utiliser
plusieurs cylindres disposant de paramètres variables (diamètre, position, hauteur) suivant la position
dans le tronc.
Deuxièmement, l’algorithme détecte maintenant plus de branches présentes dans l’arbre
qu’auparavant. Après amélioration, le nombre de branches détectées est passé de 90% à 98% par