Modélisation et validation d'un système d'information géographique 3D opérationnel

par Fabien Ramos

Thèse de doctorat en Sciences de l'information géographique

Sous la direction de Bernard Cervelle.

Soutenue en 2003

à l'Université de Marne-la-Vallée .


  • Résumé

    De nombreux utilisateurs de données géographiques issus de domaines d'application très variés comme l'urbanisme, la sécurité civile, la défense, la téléphonie ou le transport urbain, sont demandeurs de systèmes d'information géographique (SIG) capables d'exploiter des données 3D. Malheureusement, les solutions commerciales disponibles sur le marché du SIG sont assez pauvres en matière de 3D. Dans cette thèse, nous avons modélisé puis implémenté un prototype de SIG 3D en souhaitant dépasser la simple extrusion de contours 2D et ainsi démontrer qu'il est aujourd’hui envisageable de manipuler des lots de données véritablement tridimensionnels au sein d'un système d'information géographique. L’architecture de notre prototype s’articule autour d’un modèle de données géométrique de type « Boundary Représentation » (B-Rep), chaque objet 3D étant ainsi décrit par un ensemble de faces. Cette représentation par frontière possède l’avantage de pouvoir modéliser toute forme d’objet, aussi complexe soit-elle. Pour garantir une meilleure cohérence des données, nous associons une composante topologique « structurelle » à cette modélisation géométrique B-Rep. Une topologie de réseau optimise quant à elle une grande partie des requêtes appliquées aux réseaux. L’ensemble des données est stocké dans un système de gestion de base de données relationnel étendu, un index spatial de type R-Tree 3D ayant été mis en place au-dessus de cet SGBDRE afin de permettre un accès plus direct, et donc plus rapide, aux objets. Un des apports essentiels de la 3D aux systèmes d’information géographique réside dans la nouvelle dimension qui est donnée aux requêtes de calcul d’intervisibilité et de recherche de trajectoire. Notre prototype offre ainsi la possibilité de constituer des cartes de visibilité tenant compte aussi bien du MNT, et donc du relief du terrain, que de la forme 3D des objets composant le sur-sol de la scène modélisée. Ce sont des contraintes qui ont été également retenues lors de l'implémentation de nos algorithmes de recherche de trajectoire optimale. D’autres éléments, tels que des critères de visibilité ou les caractéristiques de l’objet en mouvement, peuvent intervenir comme paramètres d’entrée des recherches de trajectoire

  • Titre traduit

    Modelling and validation of an operational 3D geographical information system


  • Résumé

    A huge community of geographical and spatial data users like geologists, militaries, town planners or communication and utilities managers are interested in a Geographical Information System being able to handle the third dimension. Unfortunately, GIS commercial solutions are extremely weak about 3D concern. The purpose of this PhD thesis is to model and implement a 3D GIS prototype, which is able to surpass the simple 3D extrusion of 2D outlines. Our prototype demonstrates that today it is actually possible to deal with true 3D data in a Geographical Information System. The architecture of our prototype is structured on a “Boundary Representation” (B-Rep) geometrical model. This model describes an object as a set of faces, which has the advantage of modeling any kind of forms, even very complex ones. In order to insure a better coherence of data, we have added a “structural” topological layer above the B-Rep geometrical description of the object. A “network” topology is implemented to optimize most of network’s queries inside the application. Finally, the set of geographical data is stored in an extended relational database management system, and a 3D R-Tree spatial index allows a straighter and faster data access. One of the most important contributions of 3D to the geographical information systems lies in the new standing given to visibility computing and to optimal path queries. Our prototype allows to draw visibility maps that take the 3D forms of the terrain and the 3D forms of the geographical objects into account. Those constraints are also considered by our optimal path algorithm, which can be parameterized with visibility maps or with the characteristics of the moving object

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La version de soutenance existe sous forme papier

Informations

  • Détails : 1 vol. (173 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p. 163-170 (97 réf.)

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université Paris-Est Marne-la-Vallée. Bibliothèque.
  • Consultable sur place dans l'établissement demandeur
  • Cote : 2003 RAM 0154
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