Autonomes ou modules complémentaires, les logiciels du marché s’appliquent à divers do-maines. Nous allons en décrire certains ayant comme attrait principal, la modélisation de villes virtuelles ou non en 3D.
On retrouve ainsi :
LandSim 3D : La société Bionatics avec son logiciel LandSim 3D. Cette société propose à tout type de client de créer des paysages 3D à partir de données géospatiales (images, terrains, SIG,. . . ) couplé avec des objets 3D ou des dessins industriels (CAO). Les don-nées ne sont pas pré-calculées pour une transformation en polygones mais sont calculées en temps réel. Le logiciel prend aussi en compte la dimension temporelle, permettant de suivre l’évolution de l’environnement. De nombreuse villes l’ont utilisé pour modéliser leur agglomération telles que Bordeaux, Chartres ou Marseille. L’intégration de la vé-gétation en fait un outil majeur pour les régions naturelles comme pour Mayotte qui a modélisé plus de 400 km2 en temps réel.
Figure 8 – Exemple de rendu du logiciel LandSim3D, Source : Bionatics
2. https://water.usgs.gov
VirtualGeo : La solution de DIGINEXT est VirtualGeo. Elle permet de survoler via la souris ou des joysticks des paysages 3D. Ils sont constitués de données topographiques, d’orthophotographies, de données vectorielles ou même d’objets 3D. Sa force est dans la fusion de toutes ces données et dans leur optimisation pour une meilleure compréhen-sion. Son utilisation peut être diverse, allant de la planification militaire à la gestion de phénomènes naturels en passant par des projets d’urbanismes. Les données peuvent être exportées et partagées en ligne en format image dans une version allégée tandis que des vidéos peuvent être réalisées dans une version professionnelle.
Figure 9 – Exemple de rendu du logiciel VirtualGeo, Source : Virtual-Geo
SpacEyes3D : SpacEyes3D est une suite logicielle de la société GEOIMAGE. Elle est composée de nombreux outils permettant de visualiser, construire et de stocker des in-formations 3D. De plus un SDK est disponible pour une intégration des fonctionnalités de SpacEyes3D dans une application tiers. SpacEyes Viewer permet, en plus de visualiser des modèles pré-construits, d’analyser des données provenant de MNT ou de faire des recherches multicritères. SpacEyes Builder permet de construire des modèle 3D d’envi-ronnement à l’aide de multiples sources de données (SIG, BDD, WMS, ...). Toutes les fonctionnalités de bases d’un SIG sont présentes (requêtes SQL, édition vecteurs, filtres, recherches, ...). SpacEyes Server permet de mettre à disposition des travaux réalisés par SpacEyes Builder avec un système de streaming permettant d’utiliser des machines multicoeurs pour l’affichage de modèles complexes.
Figure 10 – Exemple de rendu du logiciel SpacEyes, Source : SpacEyes
ELYX3D : 1Spatial, spécialisé dans la gestion des données géospatiales, propose la solution ELYX 3D. Une version dédiée à la visualisation est disponible et peut être alimentée avec des données 3D (Collada, 3DS, CityGML). Sa version complète permet de générer des terrains ou de créer des extrusions de données vectorielles (cas des bâtiments). Il permet également de construire des maquettes 3D afin de mieux appréhender les problèmes en milieu urbain, domaine cible de la société 1Spatial.
Figure 11 – Exemple de rendu du logiciel ELYX3D, Source : 1Spatial
LOD1 3D : Siradel, filiale d’Engie, propose une suite logicielle basée sur la modélisation 3D d’environnement. L’outil LOD1 3D permet de générer des villes avec un degré de réalisme à la demande du client, allant d’un modèle simpliste à une reconstruction virtuelle d’une ville. Les modèles sont alimentés par les données standards (MNT, données vectorielles, CityGML, ...). De nombreuses villes sont déjà générées telles que Rennes, Nîmes ou San Francisco. Des réalisations sur demande sont également possibles.
Figure12 – Exemple de rendu du logiciel LOD1 3D, Source : Siradel
VirtuelCity : VirtuelCity est le spécialiste français des modélisations 3D géoréférencées.
Elles mettent à disposition de données payantes comprenant un MNT, des orthophoto-graphies, des bâtiments texturés avec extrusion à la bonne hauteur. Les livraisons sont faites par dalle dans des formats génériques (3DS, CityGML, ...) et peuvent être réalisées à la demande.
Figure 13 – Exemple de rendu du logiciel VirtuelCity, Source : SIMVIR
3D for Geoconcept : La société GeoConcept, entreprise dédiée à la conception et à l’édi-tion de technologies d’optimisal’édi-tion géographique, a un module pour générer des modèles 3D à partir de MNT, des données vectorielles ou 3D. Ces modèles peuvent être exportés vers Google Sketchup. Ils sont complets et permettent de créer plusieurs types de
simu-lation de navigation voire même de créer des profils topographiques le long d’un trait de coupe.
Figure 14 – Exemple de rendu du logiciel de la société GeoConcept, Source : GeoConcept
RhinoCity : L’entreprise RhinoTerrain, fondée en 2008, est spécialisée dans la création d’outils dédiés à la modélisation 3D. Un de ceux-ci est RhinoCity, qui est l’addition de RhinoTerrain, dédié à la topographie, et de bâtiments 3D importés en format CityGML.
Figure 15 – Exemple de rendu du logiciel RhinoCity, Source : RhinoTerrain
Street Factory : La société Airbus propose des représentations 3D acquises par imageries obliques (terrestre ou aérienne). Les calculs pour traiter ces images sont directement réalisés sur les GPU afin d’optimiser le temps de traitement. Les résultats peuvent être exportés directement vers OpenSceneGraph, logiciel open source dédié aux données 3D.
Figure 16 – Exemple de rendu du logiciel StreetFactory, Source : Airbus
ESRI : ESRI propose également deux projets :
CityEngine : CityEngine est une solution logicielle du groupe ESRI, leader mondial du SIG. Elle permet de travailler à partir de données 2D et/ou 3D (de formats divers : KML, SHP,. . . ) et permet des exports vers OBJ, 3DS, DXF, KML,. . . selon la version basique ou avancée du logiciel. Des outils dédiés à la génération pseudo-aléatoire de villes sont proposés aux utilisateurs tels que l’emplacement de corniches
sur certains types de bâtiments, ou alors sur la création de balcons sur certains types de façades. Nous pouvons aussi noter que ce logiciel permet de créer des modèles 3D non géoréférencés.
ArcGIS 10 : Le logiciel le plus connu d’ESRI est ArcGIS. Ses dernières versions in-tègrent une visualisation 3D. Il permet de visualiser de la donnée mais aussi d’en créer en modifiant à la volée l’extrusion de bâtiments ou la topographie d’un simple clic. Des analyses peuvent être faites sur des données d’import et bien sûr un export est possible afin de partager les modèles 3D créés au préalable.
(a) (b)
Figure 17 – (a) Exemple de rendu du logiciel CityEngine. (b) Exemple de rendu du logiciel ArcGIS 10, Source : ESRI
ExperienCity : ExperienCity est une solution logicielle de Dassault Systèmes. Elle est axée sur la simulation de scénarios dans des environnements 3D au préalable créés via des données d’acquisitions propriétaires ou alors par des données sources.
Figure 18 – Exemple de rendu du logiciel ExperienCity, Source : Dassault Systèmes
Chapitre 3
Structuration des axes routiers/Topologie
Modéliser l’organisation des réseaux routiers nécessite de s’intéresser à leur structuration.
Les données sources que nous décrirons en détail dans le chapitre 9 sont bien spécifiques et leur utilisation brute n’est pas envisageable pour une simulation de trafic routier. Nous allons nous baser sur les principes de la topologie et des graphes qui en sont tirés pour bâtir notre base de données dédiée à la simulation.
3.1 Définition
Les premiers travaux sur la topologie débutent avec Leonhard Euler [7] [8] et le problème des sept ponts de Könisgberg. Cette étude permet de trouver une méthode définissant l’existence, ou non, d’un chemin à partir d’un point choisi et passant par chacun des ponts de la ville pour revenir à son point de départ sans repasser sur un de ceux déjà empruntés. La configuration de la ville bien particulière ne permet pas de définir un chemin mais Leonhard Euler a mis au point la théorie des graphes. Il a formulé qu’un graphe ne peut être parcouru en entier avec un seul passage par arc lorsqu’il est constitué d’un nombre pair d’arcs.