Approches numériques pour le patrimoine
Pour parvenir à définir un protocole de numérisation (acquisition/reconstruction) pour l'exploitation de modèles virtuels de maquettes historiques de villes, il est d'abord nécessaire de traiter les données géométriques brutes issues de l'acquisition 3D en vue de l'obtention d'un modèle géométrique pertinent et sémantique capable d'être ensuite exploité dans un système d'information web multi-interfacés (bases de données 2D/3D, multi-représentation, multi-échelles, etc.).
Ainsi, l'acquisition tridimensionnelle est le point de convergence de nombreux enjeux technologiques. Dans le domaine de la valorisation et de la numérisation du patrimoine, la création de modèles tridimensionnels s'appuie sur des techniques d'acquisition 3D qui permettent d'accomplir rapidement, automatiquement et à moindre coût des relevés précis d'objets de toutes tailles. Cependant, des facteurs géométriques, matériels, environnementaux et économiques engendrent de nombreuses approximations dans les relevés tridimensionnels de plans-reliefs. Afin de surmonter ces limites, le processus de numérisation doit être complété par des traitements particuliers pour parvenir à la création de documents 3D sémantiques à partir de données numérisées. Il s'agit alors d'extraire et de reconstruire de manière automatique les objets architecturaux amalgamés dans les nuages de points afin de disposer d'une représentation porteuse de sens, capable d'être enrichie pour devenir l'interface tridimensionnelle d'un système d'information adapté aux connaissances véhiculées par un plan-relief et par extensions par la collection des plans-reliefs. Le modèle de données permet d'adapter le contenu transmis en fonction des scénarios et des utilisateurs en filtrant les données selon des exigences spécifiques.
Cette recherche s'inscrit à la croisée de plusieurs domaines, vecteurs de recherche, que sont la segmentation sémantique de relevés 3D, la modélisation géométrique paramétrique, la caractérisation sémantique des formes architecturales et l'exploitation de modèles d'information dans des SI 3D. Les objectifs des chercheurs du MAP-CRAI sont de :
- Définir une unique méthode et développer un seul outil pour la modélisation des maquettes de villes à l'échelle de l'ordre du 1/600ème à partir de différentes sources :
- les maquettes elles-mêmes (Épinal, Toul) : création d'un maillage 3D texturé par lasergrammétrie ou photogrammétrie servant de base à la modélisation paramétrique et sémantique ;
- les documents ayant servis à construire ces maquettes: cahiers de développement pour le plan-relief de Verdun. Les plans 2D (au sol et élévations) de chaque élément de la maquette (bâtiment, pont, fortification, etc.) permettent une modélisation paramétrée et sémantique de celui-ci ;
- développer un ensemble de services logiciels intégrables dans des applications dédiées à la gestion d'un projet complet par l'ensemble des acteurs impliqués et partageant les ressources disponibles (bibliothèque de modèles paramétrés, bibliothèque de matériaux) ;
- Définir une méthode la plus automatisée possible afin de réduire les temps de modélisation dans le cas de maillages 3D texturés. Des éléments pertinents seront extraits automatiquement des maillages 3D et permettront une modélisation automatique de certains éléments de la maquette (bâtiments, fortifications). Les éléments plus complexes (monuments, ponts, etc.) feront l'objet d'études spécifiques afin d'en définir des modèles paramétrés et des méthodes de reconstruction automatique.