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Modèles tridimensionnels urbains
Dans ce thème, nous nous intéressons aux méthodes de modélisation des données issues de la restitution photogrammétrique. Trois niveaux d’information (géométrique, topologique et sémantique) peuvent être pris en compte dans nos modèles. La géométrie est issue des mesures en 3D. La topologie est du ressort de la structuration et de l’organisation des données. L’aspect sémantique et descriptif des données est important dans l’élaboration du concept global de modélisation. La structuration préalable en trois niveaux est prise en compte par l'opérateur lors de son travail d'acquisition des données ou lors d'un processus de reconstruction. Cette approche a été appliquée à l’extraction semi-automatique de bâtiments en milieu urbain en considérant les parties visibles (les toits) restituées sur les photos aériennes. La restitution des détails géométriques des façades par photogrammétrie architecturale permet de compléter les modèles. En définitive, les données sont organisées dans un Système d’Information Topographique en 3D.
Plusieurs applications de modèles tridimensionnels urbains ont permis de tester et de valider cette démarche. La modélisation repose sur les mesures par stéréorestitution des éléments sémantiques visibles des toits des bâtiments. Le processus interactif de reconstruction permet de créer de manière semi-automatique le modèle par frontières en 3D du bâtiment en calculant l’intersection des façades verticales avec un modèle numérique de terrain. La structure topologique est déduite de la géométrie. Les données peuvent ensuite être stockées dans
une base de données relationnelle. Les structures de données sont définies à partir des différentes formes de toits. La précision du modèle final dépend de la complexité des bâtiments et de la résolution des images.
Plusieurs projets ont été réalisés pour valider notre approche :
- avec l’Université de Vienne dans le cadre d’un projet Amadeus
- avec la Ville du Havre dans le cadre de contrats
Nous avons récemment adapté la méthode à la modélisation des maquettes dans le cadre d’un projet avec le musée de l’Arles Antique.
Parmi les perspectives de ce thème de recherche, nous envisageons :
- d’étudier la modélisation de nouvelles catégories d’objets topographiques, pour l’instant seuls certains types de bâtiments ayant été étudiés ;
- d’étudier plus particulièrement l’approche sémantique, c’est-à-dire que le point d’entrée est la signification de chaque élément constitutif du modèle, ce qui doit permettre de structurer les éléments graphiques et de définir
des règles de reconstruction. Les toits ne sont alors plus mesurés dans leur totalité et ces règles liées aux aspects sémantiques permettent ensuite de générer automatiquement le toit. La méthode d’acquisition reste la restitution photogrammétrique mais le nombre de mesures est réduit par rapport à l’approche actuelle ;
- d’étendre les modèles tridimensionnels pour des applications de climatologie urbaine sur Strasbourg (dans le cadre de notre participation au projet européen HySens en relation avec le LSIIT) ;
- d’intégrer de nouvelles sources de données pour la construction des modèles tridimensionnels : photos aériennes, terrestres, images satellitaires à haute résolution (cf. thème suivant) et données issues de systèmes laser aéroportés (thème de recherche du DEA et de la thèse de Fayez TARSHA-KURDI).
Ces travaux ont fait l’objet de :
- 4 communications à des congrès avec actes à diffusion large [C3, C4, C7, C17]
- 1 communication dans un séminaire avec actes à diffusion restreinte [D4]
- 1 thèse [Ea 1]
- 2 mémoires de DEA [Eb5, Eb8]