Bilan sur l’avancement de la modélisation sémantique des zones urbaines

1. Principes

Le processus de modélisation est explicité Figure 1. Les premières tâches (2 et 3) ont  permis la création d’un maillage texturé du plan-relief et l’extraction automatique de données pertinentes (1, Figure 1) qui permettent la modélisation sémantique et paramétrée des éléments du plan-relief, que ce soit les bâtiments ou les éléments de fortifications (2, Figure 1) et ceci à partir d’une bibliothèque de objets paramétrables, bibliothèque créée à partir de l’étude et la structuration des connaissances métiers (3, Figure 1).2. Extraction des éléments pertinents

La modélisation des bâtiments se fait par les pans de toitures comme nous l’avons expliqué dans (Chevrier 2015). C’est pourquoi l’étape de segmentation nous fournit les pans de toitures, les carrés correspondant à la face supérieure des cheminées et les sols correspondant aux cours et rues.

Les premiers essais nous ont permis de constater qu’une bonne partie des pans de toitures étaient détectés sur les ilots de test mais ne permettait pas d’obtenir de de bons résultats sur d’autres ilots. A ce stade, la segmentation automatique ne nous apportait d’aide. Il nous fallait autant de temps pour ajuster et compléter la segmentation que de partir de zéro et de dessiner manuellement les pans de toitures. Cependant, la position des plans support des pans de toitures étaient indéniablement plus fiable. Manuellement, il est difficile et long d’ajuster au mieux le plan support.

Les deuxièmes essais ont permis de nettement améliorer le résultats (Figure 2). Quasiment tous les pans de toiture ont été extraits automatiquement, ainsi que les cheminées. Il reste à accoler les maisons les unes contre les autres, que ce soit par les pignons ou par les façades.

3. Modélisation sémantique et paramétrée des bâtiments

Nous avons développé un prototype logiciel pour l’automatisation de la modélisation. Ce prototype est développé en Objective C sous mac OS X. La visualisation 3D se fait avec ThreeJS.

Les grandes étapes du processus sont les suivantes :

▪        Les pans sont automatiquement regroupés en toiture (pans en vert clair et cube rose sur la Figure 3, 2.

▪        La configuration de la toiture est comparée à celles des éléments de la bibliothèque (Figure 3, 3) afin de déterminer le type d’objet paramétré à utiliser pour modéliser ce bâtiment.

▪        Enfin, les objets peuvent être créés et les paramètres ajustés automatiquement par rapport aux pans de la segmentation (Figure 3, 4).

 

Ajustement manuel

Comme les modèles de la bibliothèque sont parfois théoriques (pans plans, faitage horizontal…), certaines bâtiments ne « collent » pas parfaitement aux pans issus de la segmentation et au maillage 3D. Une vérification visuelle est nécessaire pour chaque ilot.

Les différents ajustements qu’il peut y avoir à faire sont les suivants : pans non plans, faitage non horizontal ou ajustement d’un bâtiment par rapport à ses voisins.

Les éléments sont prêts pour être texturer avec photoscan (logiciel qui a permis la création du maillage texturé).

4. Modélisation manuelle des monuments et ponts

Les monuments sont en général complexes et ont été modélisés manuellement avec un modeleur (Blender). Ce fût le cas de la cathédrale (Figure 4) et de l’église Saint-Etienne (Figure 5). D’autres églises plus simples ont plus être modélisées automatiquement avec notre prototype.

Les ponts (Figure 6), quoique simples, ont été modélisés manuellement car nous n’avons pas eu le temps d’étudier  ces ouvrages afin de réaliser une bibliothèque d’objets paramétrés pour les ponts. Les différentes typologies d’églises ont déjà fait l’objet d’une étude théorique au sein du laboratoire, mais leur implémentation dans une bibliothèque n’a pas encore été réalisée.

5. Préparation des ilots pour l’enrichissement

Tous les éléments de la modélisation sont potentiellement cliquables, mais dans les faits seuls les monuments, rues, ponts et places les plus importantes seront documentés. Pour cela, il est parfois nécessaire de regrouper un ensemble d’éléments (corps de bâtiment) en un seul groupe qui sera une unique entité sur laquelle l’utilisateur pourra cliquer et avoir de l’information. La Figure 7 indique en rouge les éléments cliquables. C’est dans la hiérarchie de la scène 3D que l’on regroupe les éléments.

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