Modèle 3D

Modélisation 3D texturée d’ouvrages d’art : relevés laser scanner embarqués et intégration dans un SIG 3D

Contexte

La ville de Genève est équipée d’un SIG 3D fonctionnant sous ESRI. Ce socle 3D officiel est la base de la gestion du territoire du canton de Genève ; aménageurs, architectes, urbanistes, gestionnaires des infrastructures et décideurs politiques peuvent s’appuyer sur la visualisation réaliste de ce SIG en tirant profit de toutes les informations géographiques rattachées à ce dernier.

La base géométrique du SIG est surtout issue de relevés aériens LIDAR qui ont permis de saisir les volumes des bâtiments, le terrain naturel et le réseau routier.

logo_consortium_OA3D Chantier réalisé dans le cadre du consortium OA3D (Haller SA – Spatial SA – TPLM-3D)

Problématique

Les ouvrages d’art tels que les tunnels, passerelles, viaducs et ponts ne peuvent pas être modélisés dans toute leur complexité par des relevés LIDAR. C’est la raison pour laquelle le groupement d’entreprises Ch. Haller / TPLM-3D / Spatial SA fut sollicité. Depuis 11 ans, grâce à l’alliance de nos savoir-faire, nous intervenons sur des projets demandant des compétences multiples : métrologie, relevés de grande ampleur, GPS, SIG… Ici, nos expériences complémentaires nous ont permis d’élaborer une méthode de travail répondant au cahier des charges, que ce soit pour le relevé sur le terrain, le contrôle qualité, la modélisation 3D texturée ou l’interface final avec le SIG.

Données du projet

  • Tunnels autoroutiers, voies ferrées, viaducs
  • 17 ouvrages au total
  • Longueur totale relevée : 7000 m

Objectifs

  • Compléments aux relevés LIDAR
  • Intégration dans le SIG 3D existant

Besoins exprimés

  • Modèles 3D texturés
  • Traçabilité parfaite de la chaîne de production

Contraintes

  • Délais très courts
  • Aucune interruption du trafic.

Nos Réponses

Le fil directeur de cette mission d’envergure a été la traçabilité de chaque étape de calcul, du terrain, jusqu’à l’intégration des données dans le SIG : contrôles de la trajectographie par mesures GPS de points d’appuis, analyse des nuages de points, contrôle de l’adéquation entre les modèles 3D et les nuages de points. Chaque étape a a ainsi donné lieu à un rapport identifié, ouvrage par ouvrage.

Pour cette mission, les modèles 3D demandés se devaient d’être précis (précision exigée de 15 cm en tout point), légers et facilement manipulables. Nous avons donc opté pour une méthode de modélisation issue du programme R&D mené depuis 10 ans dans notre société. Ses objectifs : modéliser des formes complexes d’après des données lasergrammétriques, garantir certaines classes de précision, texturer les modèles et pouvoir les livrer dans des formats adaptés aux besoins des clients.

Via ce programme, une première étape consiste à extraire le filaire de l’ouvrage, suivi de la génération de surfaces (maillages ou surfaces géométriques suivant le cas). On obtient alors une ossature géométrique décrivant parfaitement l’objet. La construction complète de l’ouvrage fait l’objet de l’étape suivante où l’on contrôle aussi la topologie 3D de l’ouvrage modélisé.

Le texturage reste une étape délicate. Il implique de combiner textures génériques et textures réalistes issues de photographies numériques prises lors des relevés, qui doivent s’appliquer sur la géométrie avec précision. Cette phase de texturage par photographies numériques est gérée par le logiciel IMG Surveyor développé par TPLM-3D. Il reprend les données photogrammétriques de chaque cliché et les applique automatiquement au modèle 3D.

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Livrables

  • Base de donnée ESRI