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Acquisition et Intégration SIG des bâtiments en 3D Canton de Genève


Session Etat et Collectivités Locales
 


Stéphane Couderq
GeoDataNetwork SA
Route de Troinex 31
Case Postale 1611
1227 Carouge
Tél : +41 (0)22 343 39 00
Fax : +41 (0)22 343 64 11
info@geodatanetwork.ch
scouderq@geodatanetwork.ch
www.geodatanetwork.ch
 
Kilian Ulm 
COWI A/S
Parallelvej 2
DK 2800 Kongens Lyngby
Denmark
Tel: +45 45 97 22 11
Fax: +45 45 97 22 12
KULM@cowi.dk
www.cowi.com

 

Mots-clés, logiciels ESRI utilisés et publics visés
 


Mots-clés : 3D, Acquisition, Landmark, Modèle urbain

Logiciels ESRI utilisés : ArcGIS Desktop, ArcGIS Server

Public visé : Tout public

 



Programme


  • Présentation de la société COWI
  • Présentation de la société GeoDataNetwork
  • Acquisition des bâtiments en 3D => Projet Bâti 3D
  • Acquisition des bâtiments remarquables
  • Représentations détaillées de bâtiments et ponts remarquables de Genève

Présentation COWI


COWI est un groupe de conseil international, spécialisé dans l’ingénierie, les sciences de l’environnement et l’économie, basée à Lyngby, au Danemark.
50 000 projets dans 175 pays
4900 employés, y compris des ingénieurs, des biologistes, des géologues, des économistes, des géomètres, des anthropologues, des sociologues et des architectes.




Présentation GeoDataNetwork


GeoDataNetwork S.A. est une société basée à Veyrier, dans le canton de Genève, spécialisée dans l'acquisition et le traitement de données à référence spatiale.

  • Modélisation

  • Acquisition

  • Traitement

  • Formation

  • Vente de logiciels spécialisés


Acquisition des bâtiments en 3D – en quelques chiffres


- Environ 76’000 bâtiments- Précision : 30 cm
- Début des travaux : juillet 2008
- Fin des travaux: juin 2009
- Livraison par lots




Acquisition des bâtiments en 3D – Données utilisées


- Photographies aériennes obliques

- Modèle numérique de terrain (données lidar)

- Données de référence 2D
      - Bâtiments hors sol
      - Bâtiments sous sol
      - Couverts
      - Marquises, objets divers
      - Limites administratives




Acquisition des bâtiments en 3D – Méthodologie


Processus de l’acquisition



- Extraction des entités 3D (mesure stéréographique)
- Modélisation de la géométrie
- Edition dans Microstation
- Export en Multipatch d’Esri




Acquisition des bâtiments en 3D – Méthodologie – extraction des entités 3D


- Sur la base du produit Socet Set, logiciel d’acquisition selon les méthodes photogrammétriques numériques

     - Les points des toitures et leurs arêtes sont mesurés en 3 dimensions (x,y,z)
     - Les points saisis sont classifiés selon leur type d’entité
     - Les données de référence 2D (bâtiments sous-sol, bâtiments hors-sol, objets divers,…) sont utilisées dans le processus d’acquisition pour faciliter l’interprétation




Acquisition des bâtiments en 3D – Méthodologie – Modélisation de la géométrie


Les points et arêtes mesurés sont exploités pour la modélisation automatique de la géométrie dimensionnelle des bâtiments à l’aide d’un outil logiciel développé par Cowi.




Acquisition des bâtiments en 3D – Méthodologie – Edition dans Microstation


Outils développés spécifiquement pour la création de modèle urbain 3D


- Angles droits des murs (orthogonalité), automatisation avec tolérance
      - pour Genève, utilisation des empreintes au sol (Bâtiments hors-sol)
- Murs parallèles, fonction semi automatisée, avec tolérance
      - pour Genève, utilisation des empreintes au sol (Bâtiments hors-sol)
- Planarité des faces des toits des bâtiments


- Edition topologique, pas de vide ou de recouvrement d’entités


- Exploitation d’informations complémentaires afin d’améliorer l’interprétation
      - Information 2D dites de référence
- Attributs « géométriques »
      - Calcul automatique (surfaces, volumes, pentes)


- Super structures  (> 9m2) / murs internes


- Super structures / murs internes


- Eléments de toiture
- Toits principaux
- Intégration des données 2D


- Normales des faces orientées vers l’extérieur des bâtiments.
- Base des bâtiments (données 2D) projetées sur le MNT. Le point d’intersection de plus basse altitude sera pris comme altitude de référence pour la base du bâtiment.
- Murs des bâtiments, générés par projection de l’empreinte au sol 2d jusqu’au toit.


- Distinction des bâtiments: division des bâtiments en objets unitaires sur la base de la géométrie du bâtiment 2d et de l’identifiant EGID.


Acquisition des bâtiments en 3D – Méthodologie – Exportation - Livrable


5 classes d’entités sont livrées :

- Façades du bâtiment principal
- Toits principaux
- Façades des superstructures
- Toits des superstructures
- Bases

Export en Multipatch
- Cadre de référence CH03
- Cadre de référence MN95
- Système de référence WGS84 (coordonnées géographiques)


Acquisition des bâtiments en 3D - Canton de Genève



Carouge
• 2.168sqkm
• 2165 buildings
• Type 1 (High): 0,531sqkm
• Type 2 (Mean): 1,283sqkm
• Type 3 (Low): 0,354sqkm





Acquisition des bâtiments remarquables


La photogrammétrie rapprochée : En utilisant un système de photogrammétrie rapprochée, un modèle 3D d’un bâtiment très précis peut être produit. Les photographies stéréo terrestres ont un bon recouvrement et peuvent être exploitées pour une texturisation de haute qualité des façades.

- Environ 15 bâtiments
- Environ 15 ponts


Acquisition des bâtiments remarquables - Méthodologie


Acquisition des données : Photogrammétrie rapprochée
Pour chaque “Landmark”, des images stéréo sont acquises à l’aide d’un système de photogrammétrie rapprochée (Z-System). En complément aux photographies des façades (avec recouvrement). Saisie de plusieurs distances de référence sur l’objet, comme par exemple les longueurs et hauteurs des façades, des fenêtres, etc.

Modélisation des “Landmarks”: Z-System
Des points spécifiques des façades des bâtiments sont mesurés en utilisant le système de photogrammétrie rapprochée, complété d’un GPS. Ces points sont utilisés pour la modélisation détaillée des bâtiments. Les références mesurées sur site sont utilisées pour l’orientation des images. Le bâtiment peut alors être modélisé avec une haute précision.
Z-System est un système de photogrammétrie rapprochée développé par une société chinoise. Il inclut du matériel « hardware » et une suite logicielle. Z-System a été utilisé dans plusieurs projets en Chine, au Japon, en Suisse et en Corée du Sud.

Texturisation
Les éventuels objets gênants sont retirés des photographies comme les arbres ou d’autres objets non désirés de sorte à permettre la texturisation des façades des bâtiments.


Acquisition des bâtiments remarquables - Photos terrestres


Saisie de photos stéréoscopiques terrestres.
La prise de photos de deux angles différents permet de modéliser l’objet en 3D



Acquisition des bâtiments remarquables - Images stéréoscopiques


Exemple d’une paire d’images stéréoscopiques, utilisée pour la modélisation détaillée des bâtiments remarquables



Acquisition des bâtiments remarquables


Des informations géométriques supplémentaires augmentent la précision du modèle 3D




Représentations détaillées des bâtiments remarquables de Genève






Représentation détaillée : ponts de Genève




Représentation



- Modélisation

- Résultat de la modélisation

- Requêtes de sélection

- Calcul des données

- Symbologie


Résultat de la modélisation


Représentation de la commune de Carouge en 3D
Cette image est une exportation d’un projet ArcScène (Esri)



Requête de sélection


Consultation des données 3D
- Sélection par attributs



- Sélection selon l’emplacement



Calcul des données


Gestion des données 3D comme en 2D

- Récapituler

- Statistiques

- Calculer des valeurs

- Calculer la géométrie



Symbologie




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