Données 3D géospatiales

Porteurs

Myriam Servières (CRENAU, Nantes)
Gilles Gesquière (LIRIS, Lyon)

Contexte, problématique, rationalité, enjeux

La donnée géographique 3D, émergente il y a quelques années, fait maintenant partie de notre quotidien notamment lors de la visualisation de projets urbains. Dans son sillage, la création de cette donnée 3D a entrainé des propositions d’extension des systèmes d’information géographique pour gérer cette 3ème dimension. Les SIG 3D (à la fois les données et l’outil qui permet de les manipuler) servent, par exemple, à des fins de communication ou d’arbitrage pour des décideurs sur des projets de réaménagement urbain. Mais une donnée géographique 3D à bien d’autres égards comme par exemple pour effectuer des simulations environnementales fines (solaire, aérauliques, sonores, visuelles, etc.). Les données 3D utilisées peuvent être des points, ensemble de lignes, surfaces, primitives ou des volumes. Elles sont souvent accompagnées de données sémantiques et évoluent aussi au cours du temps, amenant une dimension supplémentaire. La topologie liée à ces données doit aussi être prise en compte. Pour représenter, stocker et échanger ces données, des standards font aussi leur apparition ; nous pouvons noter le format cityGML qui s’est imposé et est devenu un standard de l’Open Geospatial Consortium depuis 2008 mais des questions subsistent car il ne contient pas toute forme de données 3D et la question topologique doit être prise en compte. Un standard pour la visualisation de données 3D est aussi en cours de création.

Verrous scientifiques, objectifs de l’AP

La prise en compte de la 3D dans un SIG pose plus de problèmes qu’intégrer la 3D en CAO/DAO. On peut se demander si la 3ème dimension est toujours nécessaire, et se poser les questions suivantes. Pourquoi vouloir raffiner en injectant une nouvelle dimension aux échelles traditionnelles d’usage des SIG? Pourquoi vouloir compliquer/augmenter en dimension quand nos capacités cognitives nous contraignent plutôt à opérer des manipulations de réduction de dimension. L’aspect représentation cartographique des SIG consiste plutôt à synthétiser, schématiser, simplifier pour mieux analyser, représenter et retransmettre. En quoi l’ajout d’une 3ème dimension à la donnée géographique s’insère dans ce processus ? Intégrer la 3D dans le SIG fondamentalement 2D n’est pas qu’un problème de pure technique informatique. La réponse en niveaux de détails à la question de l’emboitement des échelles adresse aussi des compétences de thématicien. A titre d’exemple, la généralisation cartographique 2D est un métier en soi (qui dépasse la simple agrégation). Le niveau de détail (3D) est surement un métier ou une finalité spécifique qu’il est nécessaire de traiter. Un des principaux usages des SIG 3D est la géo-visualisation, mais est-ce le seul ? Quels sont leurs usages et leur utilité vis à vis de la cartographie traditionnelle ? L’ajout d’une 3ème dimension induit un changement de point de vue. Une donnée 2D privilégie le point de vue zénithal dans une approche supervisée. La 3D fait changer la perspective vers une approche immergée centrée sur le point de vue du sujet. Ce changement d’angle provoque un renouvellement de l’objet d’étude. Ajouter une dimension définit de nouveaux objets spatiaux parfois immatériels qui sont quasi exclusivement des enveloppes. Nous pouvons nous intéresser à la perception de l’espace ouvert immédiatement environnant lors d’une immersion dans une maquette 3D. Cela ouvre de nouveaux champs d’analyse et de représentation de l’espace ouvert. La question de l’interaction avec cette donnée doit aussi être adressée. Cette représentation est un objet d’étude à part entière. La donnée géographique 2D a sa sémiologie graphique bien établie. Les accroches spatiales en 2D sont déjà complexes. Leur transposition en 3D nécessite à la fois la prise en compte de la position de l’observateur, mais aussi dépend de l’objet à éclairer, à texturer, voire le documenter en prenant en compte le niveau de détail choisi. Enfin, peut-on imaginer une approche collaborative de l’obtention de données géographiques 3D par création ou enrichissement/mise à jour de données 2D existantes ?