Le projet de recherche URBANIA élabore un continuum pour prendre en compte la chaîne de traitement allant de l’acquisition du nuage de points jusqu’à la diffusion du modèle 3D sémantique enrichi. Ce projet questionne les cinq phases nécessaires à la numérisation mais aussi leur intégration au sein d’une approche globale. Chaque phase produit un type de modèle 3D qu’il est nécessaire d’adapter aux contraintes du processus global afin de construire progressivement le modèle final exploitable dans un SIG. Afin de réaliser le continuum, un agent dédié a coordonné les échanges entre les groupes d’acteurs impliqués dans chaque phase développée avec la finalité de produire un modèle de processus décrivant ce continuum. Pour valider le continuum, des zones qualifiées de sémantiques ont été sélectionnées sur le plan-relief de Strasbourg : le centre-ville (bâtiments, rues, ponts et quai) et les fortifications bastionnées.
La première phase « Acquisition numérique » (BPMN P1) crée le premier modèle 3D, le nuage de points, en utilisant la photogrammétrie. Un protocole d’acquisition spécifique a été mis en place par le partenaire INGEO. Cette étape a permis de produire différentes ressources 3D exploitables : des nuages de points 3D, et des maillages 3D texturés.
La seconde phase intitulée « Segmentation du nuage de point » (BPMN P2) a pour objectif de produire un modèle 3D géométrique. Le partenaire iCube a développé un outil, sMaKet, permettant à partir du nuage de points complet, d’extraire et de reconstruire ce qui représente les pans de toitures et l’emprise des cheminées. Cette étape a produit un modèle 3D segmenté.
La phase de « Modélisation sémantique » (BPMN P3) est ensuite possible. Cette troisième phase a pour objectif, à partir des données segmentées de produire un modèle 3D sémantique. Deux types d’objet sont reconstruits par cette méthode : les îlots et les fortifications bastionnées. Chacun d’eux ont une méthode de modélisation dédiées car ils ne répondent pas morphologiquement aux mêmes problématiques. Afin de reconstruire sémantiquement les îlots, l’équipe du MAP a développé un outil : eMaKet. Il permet le regroupement semi-automatique de primitives des données segmentées. Cet outil renferme des connaissances théoriques concernant les règles de construction des bâtiments des maquettes de ville. Une bibliothèque d’objets paramétriques sur les différentes typologies de bâtiments peut donc être formalisée et instanciée (livrable L4.2.1). Afin de modéliser les fortifications bastionnées, un prototype nommé KASTOR2 a été développé. Cet outil utilise une ontologie formalisant les connaissances (concepts et relations fonctionnelles) extraits des traités de fortifications ainsi qu’une bibliothèque d’objets paramétriques sur les ouvrages de fortifications. Produits par des traitements du nuage de points, une liste de contours est comparée aux connaissances de l’ontologie et permet d’identifier un concept par occurrence. Cette identification (cunette, demi-lune, etc.) permet de positionner l’objet paramétrique adéquat en l’ajustant sur les données d’acquisition. Les modèles 3D issus de cette phase sont léger et porteur d’une connaissance constructive.
La quatrième phase intitulée « Définition des usages et enrichissement du modèle sémantique » (BPMN P4) a pour ambition de définir les usages de la future plateforme, mais surtout de collecter et synthétiser les ressources documentaires pour décrire les ouvrages remarquables du plan-relief. L’enrichissement du modèle sémantique repose sur l’outil kMaKet. Cette application client accède à un SGBD orienté 3D sémantique, NubesData, mis au point par le MAP-CRAI. kMaKet permet la création de modèles de fiches dédiés aux usages et la saisie du contenu de ces fiches descriptives en les associant aux ouvrages du modèle 3D sémantique. Des entretiens auprès d’usagers grand-public et techniciens ont été nécessaires pour identifier les types de ressources à intégrer et plus globalement les usages de la future plateforme de diffusion sous la forme d’un cahier des charges.
La cinquième et dernière phase est dédiée à l’« Intégration, diffusion du modèle enrichi » (BPMN P5). Grâce à la mise à disposition des données 3D, des fiches descriptives associées, et de la définition des usages, une fiche de spécification a été produite. Enfin, la plateforme de diffusion, le SIG URBANIA, a permis de positionner le modèle 3D final en exploitant un fond de plan (généré par la phase 1) via une interface d’import/export des données 3D issues du SGBD NubesData.