[Francophone] Sujet de thèse SIG3D
Mathieu KOEHL
mathieu.koehl at insa-strasbourg.fr
Mon Jul 2 08:38:00 EDT 2007
Chers abonnés à la liste OSGeo.
Je vous prie de trouver ci-joint une proposition de sujet de thèse dans
le domaine des SIG3D sur internet pour laquelle nous avons obtenu un
financement de la Région Alsace. Merci de bien vouloir diffuser cette
proposition à des candidats susceptibles d'être intéressés par le sujet.
*SUJET DE THESE*
*Implantation et gestion tridimensionnelle de modèles patrimoniaux et
urbains dans un SIG 3D (Système d'Information Géographique 3D) sur
Internet.*
Directeur : Pr Pierre GRUSSENMEYER,
Encadrement : Mathieu KOEHL
Laboratoire MAP-PAGE UMR 694 CNRS/MCC
INSA de Strasbourg
24, Boulevard de la Victoire
67084 STRASBOURG Cedex
Description des travaux :
Le sujet de thèse proposé ci-dessus s'inscrit dans l'axe de recherche
« modélisation 3D des objets topographiques et modèles 3D urbains » de
l'équipe MAP-PAGE de l'INSA de Strasbourg. L'expérience de l'équipe en
termes de modélisation d'objets urbains à partir d'images aériennes et
terrestres a permis de valider une chaîne de traitement, dans laquelle
la géométrie des modèles générés repose sur un semis de points obtenu de
façon semi-automatique.
Dans ce même contexte, la thèse d'Emmanuel Alby (2006), architecte, sur
le relevé d'objets architecturaux basé sur la combinaison des techniques
d'acquisition (photogrammétrie et laser) a représenté une contribution
importante dans la problématique des modèles tridimensionnels
architecturaux au sein des modèles urbains.
Une autre thèse, menée actuellement (2005 -- 2008) par Fayez
Tarsha-Kurdi tend à démontrer l'apport considérable de la donnée laser
terrestre et aérienne à la détection d'objets urbains et plus
particulièrement des bâtiments. En effet, les recherches menées doivent
permettre de passer à un processus de construction totalement
automatisé. Ce processus a pour point de départ la détection automatique
du contour des toits à partir du traitement de nuages de points obtenus
par des mesures scanner-3D aussi bien terrestres qu'aériennes.
Enfin, une troisième thèse, débutée récemment grâce à un financement
d'une bourse de la Région Alsace (2006-2009), a permis de lancer les
premières réflexions sur l'acquisition et l'intégration de degrés de
détails plus fins, notamment au niveau des façades, dans ces mêmes
modèles.
L'ensemble de ces recherches a comme objectif la création de modèles
tridimensionnels
architecturaux et urbains.
/ /
Un second axe de recherche poursuivi depuis plusieurs années se focalise
sur les systèmes permettant de gérer en aval ces modèles
tridimensionnels générés : il s'agit des systèmes d'information
géographique. Ces derniers atteignent de nos jours une bonne maturité
dans la gestion des données bi-dimensionnelles et sont très répandus
dans les collectivités territoriales pour la gestion des données
techniques. Le marché de ces systèmes est d'ailleurs dominé par un petit
nombre d'éditeurs majeurs. Mais depuis plusieurs années, l'avènement des
outils/logiciels libres fonctionnant sous un environnement internet
permettent de proposer une alternative intéressante et en constante
évolution. Des exemples comme le « Géoportail » (IGN) ou « GoogleEarth »
proposant un accès libre a des données nationales ou mondiales ainsi
qu'à des outils cartographiques 3D. Les enjeux des outils développables
dans l'environnement internet sont de premières importances.
Notre proposition de sujet de thèse tient compte de ces enjeux et
comprend les étapes suivantes :
· traduction d'un modèle de données spatiales adapté aux
contraintes des modèles tridimensionnels urbains,
· implantation de ces modèles dans une base de données spatiale,
· définition de nouveaux outils de gestion de ces données
spatiales tridimensionnelles dans un environnement internet
· mise à disposition d'une plate-forme de SIG-3D sous internet
pour la gestion interactive des modèles 3D obtenus.
Le modèle de données spatiales à concevoir devra pouvoir supporter les
différents niveaux de données partant de nuages de points très
volumineux sous forme brute, jusqu'aux façades finement détaillées en
modules géométriques architecturaux, en passant par des niveaux
intermédiaires permettant une visualisation performante.
L'implantation de ces modèles dans une base de données spatiale aura
pour premier objectif de tester l'adéquation des bases de données
spatiales avec les contraintes multi-dimensionnelles, multi-échelles,
multi-niveaux du point de vue de la géométrie (et de la topologie). A ce
stade, il s'agira d'intégrer l'apport considérable en connaissances que
pourra apporter l'association de ces données graphiques avec des données
descriptives et documentaires pour la gestion des bâtiments, tant du
point de vue technique que patrimonial.
La définition des nouveaux outils de gestion de données spatiales
tridimensionnelles sera portée sur une plate-forme dans un environnement
aux limites sans cesse repoussées. L'environnement internet offre, en
effet, actuellement des outils de développement avancés permettant
d'allier souplesse, interactivité, performance et universalité.
C'est ce dernier concept qui servira de fil conducteur et qui aura pour
objectif de déboucher sur la proposition d'une plate-forme de SIG-3D
sous internet permettant l'intégration, puis la gestion interactive des
modèles 3D-urbains.
Ce sujet s'inscrit dans le prolongement des travaux réalisés
actuellement par notre équipe de recherche et permettra de disposer d'un
outil ouvert et partageable de gestion de données spatiales et
descriptives, évolutif dans un environnement ouvert.
//
Discipline / mot clés : /Géomatique, SIG 3D, Modélisation, Intégration
de données multi-sources, internet./
_Publications de l'équipe relatives au sujet_ :
KOEHL M (2003). Modèles et méthodologies de saisie pour maquettes
numériques 3D. /Revue de l'Association Française de Topographie/ ,ISSN
0290-9057, 4^ème trimestre 2003, n°97, p. 31-37.
KOEHL, M., GAÏOTTI, V. (2004). Geometric and thematic enrichment of
frontages in 3D city-models. XXth Congress of the International Society
for Photogrammetry and Remote Sensing (ISPRS),
Geo-imagery bridging Continents, Istanbul 12-23 July 2004. /Int.
Archives of/
/Photogrammetry and Remote Sensing/, ISSN 1682-1777, Vol. XXXV, part B3,
pp. 547-552.
DARWISH, O. (2006). Maquettes numériques 3D. Etude et définition d'un
modèle adapté au milieu urbain. /Master 2 Recherche GER Géographie
Environnement Risques, parcours Environnement Urbain et Interfaces/
Faculté de géographie et d'aménagement, ULP - Strasbourg 1, 58 pages.
(Sujet encadré par Mathieu KOEHL).
GRUSSENMEYER, P., ALBY, E., MEYER, R., RAMPAZZO, M., (2006). 3D building
model as an interface for a Web Information System. Case study of the
Pontonniers high school in Strasbourg. ISPRS Comm. V Symposium,
Dresden, Sept. 25-27, Germany/. Int. Arch. of Photogrammetry and Remote
Sensing// and Spatial Information Sciences/, Vol. XXXVI, Part 5, ISSN
1682-1750, 6p.
/ /
_Justification de l'intérêt scientifique du sujet_ :
Depuis plusieurs années, la communauté scientifique travaille activement
à la mise à disposition d'outils de gestion SIG sur internet. Les
éditeurs majeurs proposent également des interfaces pour une large
diffusion des données vers des clients distants. Mais ces applications
fonctionnent exclusivement en 2D, les seules outils 3D de ce types étant
conçus presqu'exclusivement pour la simple visualisation des données.
L'avènement des bases de données spatiales intégrant des données
géométriques au même niveau que les données descriptives et
documentaires propose une ouverture vers la 3D entièrement intégrée. Les
perspectives de la 3D intégrée sont infinies, mais le pas n'est pas
encore près d'être franchi, les modèles intégrant à la fois des données
géométriques et de la topologie 3D complète présentant une complexité
encore inabordable. Néanmoins, l'intégration de topologies 3D
incomplètes adaptées aux besoins de gestion permet d'envisager de
nouvelles fonctionnalités tant du point de vue de l'accès aux données
que du traitement et de l'analyse de celles-ci.
Des sujets d'études semblables, mais se limitant pour l'instant à la 2D
ont déjà permis de mettre en place des collaborations avec les services
informatiques de la Communauté Urbaine de Strasbourg dans le cadre d'un
projet de fins d'études sur les services web géographiques (P. Boué,
2006) et avec l'Institut de Géodésie (Domaine SIG) de l'Université
Technique de Munich (D) spécialisé dans la normalisation de l'OGC (/Open
Geospatial Consortium/). Une autre étude menée par un étudiant de
l'Institut Agronomique et Vétérinaire Hassan II de Rabat (Maroc) montre
la reconnaissance de notre équipe dans ce domaine, tout comme le projet
de recherche technologique sur les outils web 3D menés par une équipe
d'étudiants pour le compte d'un cabinet de géomètres en Suisse.
Le récent colloque international 3DGéoInfo (2006) à Kuala-Lumpur dont
les thèmes principaux concernaient entre autres les données et modèles
de données 3D, l'apport de la 3D dans le domaine de la planification
urbaine, les avancées dans le domaine de la visualisation et l'analyse
3D a montré que les pistes de recherches proposées ici font partie des
axes majeurs des évolutions futurs des SIG et de leurs applications.
Enfin, les différentes thématiques abordées lors des colloques organisés
par FOSS4G (/Free and Open Source Software for Geoinformatics -
http://www.foss4G2006.org/) montrent le dynamisme de la recherche dans
le domaine des SIG basés sur le web mais ne proposent encore que des
balbutiements concernant les SIG-3D.
_Financement :_
Thèse financée par la Région Alsace (Net mensuel : ? 1200 EUR / mois / 3
ans)
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_Candidature :_
Envoyer CV détaillé à : Mathieu KOEHL
mathieu.koehl at insa-strasbourg.fr
Tél : + 33 (0) 3 88 14 49 08
Bien cordialement,
Mathieu KOEHL
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