4- Villes Vir 3D · Chapitre 4 : Villes virtuelles 3D 1 Chapitre 4 Villes virtuelles 3D Villes...

22
Master Informatique de Lyon 2010-11 GeoWeb : Internet Géographique Pr. Robert Laurini Chapitre 4 : Villes virtuelles 3D 1 Chapitre 4 Villes virtuelles 3D Villes virtuelles 3D 4.1 – Introduction 4.2 – CityGML 4.3 – Rappels de photogrammétrie 4.4 – Conclusions 4.1 – Introduction Visualisation des villes à 3D Nouveaux projets couvrant le globe terrestre – Google Earth (2D et 3D) – Bing (Virtual Earth de Microsoft) Vision globale er recherche locale Intégration de données provenant de sources multiples Composants Modélisation des bâtiments Modélisation des terrains Modélisation des objets urbains

Transcript of 4- Villes Vir 3D · Chapitre 4 : Villes virtuelles 3D 1 Chapitre 4 Villes virtuelles 3D Villes...

Page 1: 4- Villes Vir 3D · Chapitre 4 : Villes virtuelles 3D 1 Chapitre 4 Villes virtuelles 3D Villes virtuelles 3D • 4.1 – Introduction • 4.2 – CityGML • 4.3 – Rappels de photogrammétrie

Master Informatique de Lyon 2010-11GeoWeb : Internet Géographique

Pr. Robert Laurini

Chapitre 4 : Villes virtuelles 3D 1

Chapitre 4

Villes virtuelles 3D

Villes virtuelles 3D

• 4.1 – Introduction

• 4.2 – CityGML

• 4.3 – Rappels de photogrammétrie

• 4.4 – Conclusions

4.1 – Introduction

• Visualisation des villes à 3D

• Nouveaux projets couvrant le globe terrestre– Google Earth (2D et 3D)

– Bing (Virtual Earth de Microsoft)

• Vision globale er recherche locale

• Intégration de données provenant de sources multiples

Composants

• Modélisation des bâtiments

• Modélisation des terrains

• Modélisation des objets urbains

Page 2: 4- Villes Vir 3D · Chapitre 4 : Villes virtuelles 3D 1 Chapitre 4 Villes virtuelles 3D Villes virtuelles 3D • 4.1 – Introduction • 4.2 – CityGML • 4.3 – Rappels de photogrammétrie

Master Informatique de Lyon 2010-11GeoWeb : Internet Géographique

Pr. Robert Laurini

Chapitre 4 : Villes virtuelles 3D 2

Berlin Heidelberg

Applications potentielles

• Simulation du bruit, de la pollution de l’air

• Simulation des inondations

• Simulation des risques naturels et technologiques

• Comparer les hauteurs des bâtiments et les hauteurs légales

• Impact visuel de nouveaux projets

• Vérification des déclarations pour les impôts locaux

• Etc.

Autres applications

• Geomarketing : impact visuel de la publicité

• Agences immobilières : donner une idée du voisinage aux acquéreurs potentiels

• Tourisme : monuments et lieux à visiter

• Téléphones mobiles : positionnement des antennes (intervisibilité)

• Panneaux solaires : localisation optimale

• Hélicoptères : endroits pour atterrir

• Histoire et archéologie : modéliser une ville dans les siècles ou les millénaires précédents

• etc.

Page 3: 4- Villes Vir 3D · Chapitre 4 : Villes virtuelles 3D 1 Chapitre 4 Villes virtuelles 3D Villes virtuelles 3D • 4.1 – Introduction • 4.2 – CityGML • 4.3 – Rappels de photogrammétrie

Master Informatique de Lyon 2010-11GeoWeb : Internet Géographique

Pr. Robert Laurini

Chapitre 4 : Villes virtuelles 3D 3

Echelle et sémantique Solide polyédrique

1-1

2-2

2-2

4-N

3-N

3-N

Polyédre Face

Sommet Arête

Exemples Banlieues californiennes

Page 4: 4- Villes Vir 3D · Chapitre 4 : Villes virtuelles 3D 1 Chapitre 4 Villes virtuelles 3D Villes virtuelles 3D • 4.1 – Introduction • 4.2 – CityGML • 4.3 – Rappels de photogrammétrie

Master Informatique de Lyon 2010-11GeoWeb : Internet Géographique

Pr. Robert Laurini

Chapitre 4 : Villes virtuelles 3D 4

Reconstitution de Pompéi Architecture maya

Modélisation des toits 4.2 – CityGML

• Initiative allemande

• Extension de GML

• But : villes virtuelles à 3D

Page 5: 4- Villes Vir 3D · Chapitre 4 : Villes virtuelles 3D 1 Chapitre 4 Villes virtuelles 3D Villes virtuelles 3D • 4.1 – Introduction • 4.2 – CityGML • 4.3 – Rappels de photogrammétrie

Master Informatique de Lyon 2010-11GeoWeb : Internet Géographique

Pr. Robert Laurini

Chapitre 4 : Villes virtuelles 3D 5

Objets de CityGML

• Terrains nus

• Edifices, ponts, tunnels, murs

• Rues, transports, voies ferrées, eau, végétation

• Mobilier urbain

Exemples d’objets CityGML

Terrain VégétationBâtiment

Sols RegroupementEauMobilier urbain

Réseau routier

Modélisation 3D des bâtiments Modèle simple

Page 6: 4- Villes Vir 3D · Chapitre 4 : Villes virtuelles 3D 1 Chapitre 4 Villes virtuelles 3D Villes virtuelles 3D • 4.1 – Introduction • 4.2 – CityGML • 4.3 – Rappels de photogrammétrie

Master Informatique de Lyon 2010-11GeoWeb : Internet Géographique

Pr. Robert Laurini

Chapitre 4 : Villes virtuelles 3D 6

Modèle plus sophistiqué Niveaux de détails

• LOD0 – Modèle Régional – 2.5D Modèle de terrain

• LOD1 – Ville/ Modèle de site– Modèle de bloc avec ou sans toits

• LOD2 – Ville/ Modèle de site– Texture des toits et des façades

• LOD3 – Ville/ Modèle de site– Modèle architectural détaillé

• LOD4 – Modèle de l’intérieur– Navigation à l’intérieur des bâtiments

Niveaux de détails

Page 7: 4- Villes Vir 3D · Chapitre 4 : Villes virtuelles 3D 1 Chapitre 4 Villes virtuelles 3D Villes virtuelles 3D • 4.1 – Introduction • 4.2 – CityGML • 4.3 – Rappels de photogrammétrie

Master Informatique de Lyon 2010-11GeoWeb : Internet Géographique

Pr. Robert Laurini

Chapitre 4 : Villes virtuelles 3D 7

Niveaux de détails – exemple 1 Niveaux de détails – exemple 2

LOD3 et LOD4 : pour mettre en évidence les nouveaux bâtiments

LOD 2 : pour les bâtiments au voisinage

LOD 1 : pour les autres bâtiments

Bonn Trento

Page 8: 4- Villes Vir 3D · Chapitre 4 : Villes virtuelles 3D 1 Chapitre 4 Villes virtuelles 3D Villes virtuelles 3D • 4.1 – Introduction • 4.2 – CityGML • 4.3 – Rappels de photogrammétrie

Master Informatique de Lyon 2010-11GeoWeb : Internet Géographique

Pr. Robert Laurini

Chapitre 4 : Villes virtuelles 3D 8

Modèle général UML Modèle des bâtiments – LOD 1

Page 9: 4- Villes Vir 3D · Chapitre 4 : Villes virtuelles 3D 1 Chapitre 4 Villes virtuelles 3D Villes virtuelles 3D • 4.1 – Introduction • 4.2 – CityGML • 4.3 – Rappels de photogrammétrie

Master Informatique de Lyon 2010-11GeoWeb : Internet Géographique

Pr. Robert Laurini

Chapitre 4 : Villes virtuelles 3D 9

Modèle des bâtiments – LOD 2 Modèle des bâtiments – LOD 3 et 4

Modèle de terrain Exemple modèle de transport

Page 10: 4- Villes Vir 3D · Chapitre 4 : Villes virtuelles 3D 1 Chapitre 4 Villes virtuelles 3D Villes virtuelles 3D • 4.1 – Introduction • 4.2 – CityGML • 4.3 – Rappels de photogrammétrie

Master Informatique de Lyon 2010-11GeoWeb : Internet Géographique

Pr. Robert Laurini

Chapitre 4 : Villes virtuelles 3D 10

Application des texturesModèle multi-résolution

pour les textures des terrains

Habillage Exemple

Page 11: 4- Villes Vir 3D · Chapitre 4 : Villes virtuelles 3D 1 Chapitre 4 Villes virtuelles 3D Villes virtuelles 3D • 4.1 – Introduction • 4.2 – CityGML • 4.3 – Rappels de photogrammétrie

Master Informatique de Lyon 2010-11GeoWeb : Internet Géographique

Pr. Robert Laurini

Chapitre 4 : Villes virtuelles 3D 11

Textures hiérarchiques des façades Textures et perspectives

Textures et résolution 4.3 – Rappels de photogrammétrie

• Œil et images

• Stéréovision

• Photos aériennes

• Reconstruction des édifices

Page 12: 4- Villes Vir 3D · Chapitre 4 : Villes virtuelles 3D 1 Chapitre 4 Villes virtuelles 3D Villes virtuelles 3D • 4.1 – Introduction • 4.2 – CityGML • 4.3 – Rappels de photogrammétrie

Master Informatique de Lyon 2010-11GeoWeb : Internet Géographique

Pr. Robert Laurini

Chapitre 4 : Villes virtuelles 3D 12

Deux images superposées Stéréovision

Plan épipolaireGéométrie Standard

d’un système stéréo binoculaire

Page 13: 4- Villes Vir 3D · Chapitre 4 : Villes virtuelles 3D 1 Chapitre 4 Villes virtuelles 3D Villes virtuelles 3D • 4.1 – Introduction • 4.2 – CityGML • 4.3 – Rappels de photogrammétrie

Master Informatique de Lyon 2010-11GeoWeb : Internet Géographique

Pr. Robert Laurini

Chapitre 4 : Villes virtuelles 3D 13

Vision et objets Superposition

Comparaison de deux images Principe des photos aériennes

Trajectoire del’avion

Page 14: 4- Villes Vir 3D · Chapitre 4 : Villes virtuelles 3D 1 Chapitre 4 Villes virtuelles 3D Villes virtuelles 3D • 4.1 – Introduction • 4.2 – CityGML • 4.3 – Rappels de photogrammétrie

Master Informatique de Lyon 2010-11GeoWeb : Internet Géographique

Pr. Robert Laurini

Chapitre 4 : Villes virtuelles 3D 14

Stabilisation de la trajectoire

Trajectoire del’avion

Photos et points de référence

Extraction des lignes Reconstruction d’un point 3D

à partir de deux images 2D

Page 15: 4- Villes Vir 3D · Chapitre 4 : Villes virtuelles 3D 1 Chapitre 4 Villes virtuelles 3D Villes virtuelles 3D • 4.1 – Introduction • 4.2 – CityGML • 4.3 – Rappels de photogrammétrie

Master Informatique de Lyon 2010-11GeoWeb : Internet Géographique

Pr. Robert Laurini

Chapitre 4 : Villes virtuelles 3D 15

Etapes principales

- Localisation des points homologues

- Extraction des lignes

- Génération modèle 3D- Identification des textures

- Extraction des textures

Deux vues d’un objet reconstruit

Reconstruction de bâtiments UltraCamX

Page 16: 4- Villes Vir 3D · Chapitre 4 : Villes virtuelles 3D 1 Chapitre 4 Villes virtuelles 3D Villes virtuelles 3D • 4.1 – Introduction • 4.2 – CityGML • 4.3 – Rappels de photogrammétrie

Master Informatique de Lyon 2010-11GeoWeb : Internet Géographique

Pr. Robert Laurini

Chapitre 4 : Villes virtuelles 3D 16

Exemple Canaux

Capteurs numériques Evolution

Page 17: 4- Villes Vir 3D · Chapitre 4 : Villes virtuelles 3D 1 Chapitre 4 Villes virtuelles 3D Villes virtuelles 3D • 4.1 – Introduction • 4.2 – CityGML • 4.3 – Rappels de photogrammétrie

Master Informatique de Lyon 2010-11GeoWeb : Internet Géographique

Pr. Robert Laurini

Chapitre 4 : Villes virtuelles 3D 17

Zooming - Exemple

Superposition d’images Organisation

Page 18: 4- Villes Vir 3D · Chapitre 4 : Villes virtuelles 3D 1 Chapitre 4 Villes virtuelles 3D Villes virtuelles 3D • 4.1 – Introduction • 4.2 – CityGML • 4.3 – Rappels de photogrammétrie

Master Informatique de Lyon 2010-11GeoWeb : Internet Géographique

Pr. Robert Laurini

Chapitre 4 : Villes virtuelles 3D 18

Résultats Stéréovision

Redondance - précision Extraction des points semblables

Page 19: 4- Villes Vir 3D · Chapitre 4 : Villes virtuelles 3D 1 Chapitre 4 Villes virtuelles 3D Villes virtuelles 3D • 4.1 – Introduction • 4.2 – CityGML • 4.3 – Rappels de photogrammétrie

Master Informatique de Lyon 2010-11GeoWeb : Internet Géographique

Pr. Robert Laurini

Chapitre 4 : Villes virtuelles 3D 19

Analyse Terrains

Extraction des bâtiments Bâtiments reconstitués

Page 20: 4- Villes Vir 3D · Chapitre 4 : Villes virtuelles 3D 1 Chapitre 4 Villes virtuelles 3D Villes virtuelles 3D • 4.1 – Introduction • 4.2 – CityGML • 4.3 – Rappels de photogrammétrie

Master Informatique de Lyon 2010-11GeoWeb : Internet Géographique

Pr. Robert Laurini

Chapitre 4 : Villes virtuelles 3D 20

Ortophoto Projection des ortophotos

Détection des lignes Matching

Page 21: 4- Villes Vir 3D · Chapitre 4 : Villes virtuelles 3D 1 Chapitre 4 Villes virtuelles 3D Villes virtuelles 3D • 4.1 – Introduction • 4.2 – CityGML • 4.3 – Rappels de photogrammétrie

Master Informatique de Lyon 2010-11GeoWeb : Internet Géographique

Pr. Robert Laurini

Chapitre 4 : Villes virtuelles 3D 21

Détection des arbres et des forêts Modèle 3D de la végétation

Rue sans voitures

Page 22: 4- Villes Vir 3D · Chapitre 4 : Villes virtuelles 3D 1 Chapitre 4 Villes virtuelles 3D Villes virtuelles 3D • 4.1 – Introduction • 4.2 – CityGML • 4.3 – Rappels de photogrammétrie

Master Informatique de Lyon 2010-11GeoWeb : Internet Géographique

Pr. Robert Laurini

Chapitre 4 : Villes virtuelles 3D 22

Localisation et élimination 4.4 – Conclusions

• Importance de la visualisation 3D

• Il existe déjà des applications 3D

• CityGML

• Usage de la photogrammétrie

• Recherche du réalisme

• Base pour autre chose, simulations, histoire, etc.

• Enormes potentialités : Geobrowsers