Production et visualisation de niveaux de détail pour les modèles 3D urbains

par Shuang He

Thèse de doctorat en Aménagement de l'espace, urbanisme

Sous la direction de Guillaume Moreau.


  • Résumé

    Les modèles 3D urbains sont de plus en plus utilisés dans une large variété d'applications urbaines, comme plates-formes d’intégration et de visualisation de diverses informations. Ce travail porte sur la production et la visualisation de niveaux de détail pour les modèles 3D urbains, en vue de leur utilisation dans des applications SIG. Ce travail propose une solution hybride pour la production de niveaux de détail pour les modèles 3D urbains en utilisant une combinaison de techniques : l'extrusion, l'intégration, la généralisation et la modélisation procédurale. La condition préalable à l’utilisation de notre solution est de disposer des données (comme les empreintes au sol des bâtiments provenant du cadastre) pour générer des modèles volumiques de bâtiments et des données (comme le réseau routier, division administrative, etc. ) pour diviser la ville en unités significatives. Il peut également tirer avantage de l’utilisation d’autres modèles 2D et 3D d’objets de la ville autant que possible. Parce que ces exigences peuvent être remplies à faible coût, la solution peut être facilement adoptée. L’objectif principal de ce travail porte sur les techniques et les algorithmes de généralisation. Un cadre de la généralisation est proposé sur la base du diviser pour régner, réalisé par subdivision de la couverture du sol et la généralisation de cellules. Le cadre permet la généralisation à l’échelle de la ville entière vers des modèles plus abstraits et facilite la généralisation à l’échelle locale en regroupant les objets selon une subdivision hiérarchique de la ville. Une mise en œuvre de la généralisation à l’échelle de la ville est réalisée sur la base de ce cadre. Une approche basée sur l’empreinte au sol des bâtiments est développée pour généraliser les groupes de bâtiments 3D, qui peut être utilisée pour la généralisation à l’échelle locale. En outre, en utilisant les niveaux de détail des modèles 3D produits par la solution proposée, trois exemples de visualisation sont donnés pour démontrer quelques-unes des utilisations possibles : une visualisation multi-échelle, une visualisation « focus + contexte », ainsi qu’une visualisation dépendant de la vue.

  • Titre traduit

    Production and visualization of levels of detail for 3D city models


  • Résumé

    3D city models have been increasingly used in a variety of urban applications as platforms to integrate and visualize diverse information. This work addresses level-of-detail production and visualization of 3D city models, towards their use in GIS applications. This work proposes a hybrid solution to LoD production of 3D city models, using a combination of techniques: extrusion, integration, generalization, and procedural modeling. The prerequisite for using our solution is to have data (like 2D cadastral buildings) for generating city coverage volumetric building models and data (like road network, administrative division, etc) for dividing the city into meaningful units. It can also gain advantage from using other accessible 2D and 3D models of city objects as many as possible. Because such requirements can be fulfilled at low cost, the solution may be easily adopted. The main focus of this work is placed on generalization techniques and algorithms. A generalization framework is proposed based on the divide-and-conquer concept, realized by land cover subdivision and cell-based generalization. The framework enables city scale generalization towards more abstract city models, and facilitates local scale generalization by grouping city objects according to city cells. An implementation of city scale generalization is realized based on the framework. A footprint-based approach is developed for generalizing 3D building groups at medium LoD, which can be used for local scale generalization. Moreover, using the LoD 3D city models produced by the proposed solution, three visualization examples are given to demonstrate some of the potential uses: multi-scale, focus + context, and view-dependent visualization.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (xi-148 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p.101-115

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