Je parlerai ici de villes Françaises uniquement afin de vous montrer qu’il existe proche de chez vous des initiatives portées pour démocratiser la modélisation 3D à l’échelle urbaine et ses usages. Les modèles sont parfois même rendus accessibles publiquement en ligne.

Le service « Villes en 3D » de Pages Jaunes (http://v3d.pagesjaunes.fr) donne accès à une liste de villes accessibles en 3 dimensions.

Le site des Pages Jaunes "Villes en 3D"
La liste de communes répertoriées grandit rapidement

Ce service donne une image assez compréhensible du fonctionnement du standard CityGML. Les détails sont chargés de plus en plus précisément lorsqu’on augmente le niveau de zoom.

Ici, l’exemple de la ville de Paris (http://v3d.pagesjaunes.fr/paris). La première image illustre une vue à un niveau de zoom plutôt large. Les modèles 3D sont chargés dans un rayon restreint et les bâtiments trop éloignés de la caméra ne sont pas mis en mémoire afin de conserver une fluidité d’utilisation.

Une vue cadrée large de la maquette numérique de Paris
Les informations trop distantes de la camera ne sont pas chargées

La même image à un niveau de zoom avancé donne accès à une vue détaillée du quartier avec la représentation tridimensionnelle des bâtiments et de la végétation. Les façades sont des faces planes sur lesquelles sont plaquées des textures photographiques de résolution plutôt faible. Nous pouvons donc qualifier cette MNU de LOD2.

Une vue cadrée serrée de la maquette numérique de Paris
Ce niveau de zoom permet de qualifier la maquette de LOD2

Voici à titre de comparaison la même vue avec un service gratuit que vous connaissez probablement déjà : Google Earth / Google Maps.

Vue 3D dans Google Earth
Google Earth obtient les volumes à grande échelle par photogrammétrie, mais la précision est plus faible

Les volumes sont obtenus automatiquement par photogrammétrie dans le cas de Google, alors qu’ils ont été modélisés par des projeteurs dans le cas du service « Villes en 3D ». Ces images illustrent la différence entre une maquette de LOD2 et une maquette de LOD1 voire 1,5.

Une autre initiative forte est celle de la ville de Cannes et de son service « Cart@Cannes » (http://carte2.cannes.fr/).

Le site de la ville de Cannes en 3D
Ce portail met le modèle 3D urbain à disposition de tous

Malgré quelques problèmes techniques récurrents d’accès en ligne à ce modèle, il n’en demeure pas moins que la MNU de la ville de Cannes constitue une initiative pionnière en la matière dont le niveau de précision est tout à fait remarquable.

La ville a communiqué sur la méthode et les coûts d’obtention d’un tel modèle 3D. Analysons ce retour d’expérience détaillé et extrêmement riche d’enseignements.

La démarche a commencé en 2004 par l’acquisition d’un modèle 3D réaliste (450 000 €) diffusé publiquement en 2006.

Historique de l'acquisition de la maquette de la ville de Cannes
La démarche est riche d'enseignements

Le bilan de cette première expérience, très précoce notons-le car nous ne sommes alors qu’aux prémices du BIM à l’échelle mondiale, est plutôt mitigé : la précision est faible, la mise à jour et l’utilisation est fastidieuse et surtout le format de fichier est propriétaire. Le modèle a toutefois été utile dans le cadre d’insertions et de simulations diverses, confirmant ainsi les intérêts de la maquette numérique.

Forte de cette expérience la ville a décidé de revoir intégralement sa copie et lancer la génération d’une nouvelle version de la maquette plus précise. La méthode d’acquisition est plus précise et mêle :

  • Orthophotographie : il s’agit de photos satellitaires dont la distance objectif/sujet permet de réduire la parallaxe et d’avoir une vue « parfaitement » plane.
  • Modèles Numériques de Terrain : reconstitution informatique en 3 dimensions du terrain réel
  • Modèles 3D des bâtiments : réalisés par extrusion des surfaces cadastrales et modélisation des toits, le tout plaqué par des photos aériennes obliques prises par avion
  • Photogrammétrie : reconstitution numérique du mobilier urbain et des espaces verts en utilisant plusieurs vues aériennes obliques comparées et analysées par ordinateur permettant de reconstituer la géométrie 3D des éléments photographiés tout en leur appliquant la texture de la photographie. C’est ce procédé qui est employé pour bâtir la majorité des bâtiments en 3D de Google Earth. Notez toutefois que la qualité des images photogrammétriques de Google est médiocre en comparaison avec le travail de certaines sociétés d’acquisition 3D combinant photogrammétrie terrestre et aérienne (3dcapture par exemple).

Cette expérience montre qu’il n’existe pas une mais des méthodes d’acquisition de MNU et que la meilleure solution reste de les combiner.

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