Chapitre IV Résultats et
implémentations
1
Introduction ....................................................................................60
II. Les différentes méthodes
implémentées
...................................................67
II.1 Localisation des structures urbaines
.......................................................67
II.1.1 Segmentation
....................................................................67
II.1.1.1 Approche 1 : Contour
non-déformable....................................68
II.1.1.1.1. Les operateurs dérivateur''
gradient et Laplacien''.....................68
II.1.1.1.2. Le filtre de Canny
.............................................................71
II.1.1.1.3 Seuillage par
hystérésis de l'image gradient
..............................73
II.1.1.2 Approche 2 : Contour
déformable.......................................74
II.1.1.2.1 Les
Snakes ...................................................................74
II.1.1.2.2 Méthode d'ensemble de niveau zéro
Level Set ...................76
II.2 Génération des modèles
numériques .......................................81
II.2.1. Affichage par SDL
........................................................81
II.2.2. Affichage par OpenGL
...................................................84
II.2.3 Génération
d'un modèle 3 démentions par logiciel 3DEM .............87
II.3 Construction des structures urbaines
d'une ville ............................91
II.3.1 Données cadastrales
.......................................................92
II.3.1.1 Aménagement du secteur
A de la ville d'Arzew ..................92
II.3.1.2 Aménagement du secteur
B de la ville d'Arzew..................92
Conclusion.......................................................................................95
Conclusion générale
Introduction générale
La visualisation du paysage urbain en 3 dimensions constitue
un problème auquel la recherche informatique s'efforce d'apporter,
depuis une quinzaine d'années, des solutions, certes de plus en plus
performantes mais relativement parcellaires. Les technologies contribuant
à l'émergence de nouveaux modes de représentation 3D
progressent en effet rapidement, mais ces avancées sont issues de
secteurs de recherche - SIG, télédétection,
synthèse d'image - dont les objectifs diffèrent sensiblement des
problèmes spécifiques de visualisation et de simulation des
grands paysages. Par conséquent, si les questions algorithmiques
fondamentales - structuration des données, fonctions de visualisation 3D
... - semblent aujourd'hui résolus pour les objectifs d'analyse et de
représentation spatiales des données géographiques, il
reste extrêmement difficile et laborieux d'appliquer ces acquis
informatiques à la réalisation de simulations paysagères
à des échelles d'espace et de temps où la visualisation du
paysage en 3D permettrait d'étudier utilement les interactions spatiales
entre phénomènes urbains et géomorphologiques.
Le présent travail, se propose d'explorer des
méthodologies de simulation et de visualisation en 3D du paysage urbain.
L'intégration d'images satellites dans ce modèle de
représentation vectorielle du paysage est un aboutissement
nécessaire du présent projet, ce travail ne constitue pas
à proprement parler une utilisation directe des technologies de
télédétection mais plutôt une méthodologie de
constitution d'une scène urbaine 3D capable d'accueillir les
résultats d'un travail de télédétection, de
traitement d'images et des outils de DAO.
Dans notre projet, nous essayons de réaliser un
modèle 3D d'une scène urbaine qui se base sur les étapes
suivantes :
· Localisation des bâtiments sur une image
satellitaire, aérienne ou sur une carte;
· Calcul du relief du terrain;
· Détermination de la hauteur des bâtiments;
· Détermination de la forme des bâtiments
(principalement les toitures);
· Augmentation du réalisme de la scène
(ex.: utilisation de textures).
Pour l'exploitation correcte et efficace de la quantité
d'information des images de télédétection dans la
construction 3D des scènes urbaines, nous devons obligatoirement passer
par une étape de localisation qui intègre plusieurs modules de
traitement d'images en commençant par l'application des
opérateurs de prétraitement jusqu'au dernier module qui est la
segmentation soit par contour, soit par région. Notre
problématique concernant la segmentation était comment à
partir d'une image aérienne, satellitaire à haute
résolution ou une carte extraire les différentes constructions et
structures afin de les intégrer dans un modèle numérique
de terrain (MNT). De ce fait, nous avons intégré la
deuxième étape qui consiste à calculer le modèle de
relief du terrain qui se base sur la génération du modèle
numérique de terrain (MNT) et le modèle numérique
d'élévation (MNE), mais le problème qui se pose dans une
telle situation est comment faire la reconnaissance des différentes
zones avec leurs textures pour que le modèle devient plus utile dans
plusieurs domaines (Aménagement, environnement, hydrologie,
télécommunications et défense, etc...) .
Concernant la 3ème étape, nous avons
fait recours aux méthodes de DAO plus précisément, nous
avons utilisé le logiciel AutoCad et un plan cadastral afin de
construire les blocs des bâtiments tout en réservant leurs
hauteurs et leurs superficies obtenus à partir de la base de
données urbaine d'Arzew.
Finalement, pour rendre le modèle de la reconstruction
3D de la scène plus réel, nous devons intégrer tout ce qui
texture dans notre modèle de terrain.
Plan du mémoire
Afin de décrire le travail effectué, ce
mémoire comporte quatre chapitres principaux qui décrivent les
travaux cités ci-dessus et qui ont pour finalité la
reconstruction 3D des scènes urbaines y compris une phase de
segmentation avec les levels set, une phase de génération d'un
modèle numérique de terrain (MNT) des images satellitaires et
enfin une phase de structuration des blocs de bâtiments par AutoCad .
Après cette introduction générale, nous
passons au premier chapitre qui englobe deux parties dont la première
résume les principales notions et définitions sur la
télédétection et l'imagerie satellitaire, et la
deuxième traite les prétraitements implémentés des
images satellitaires et les différents filtres utilisés dans le
but d'améliorer la qualité de l'image.
Le deuxième présente un état de l'art sur
les différentes méthodes de reconstruction 3D d'une scène
urbaine avec la présentation de notre problème.
Le troisième chapitre comporte deux parties dont nous
présentons dans la première les principales méthodes de
segmentations (Approche Contour et Région) utilisées dans notre
projet, et nous traitons dans la deuxième les différentes
techniques utilisées pour la génération du terrain.
Nous abordons dans le quatrième chapitre l'étude
expérimentale des différentes approches vues en chapitre deux et
trois plus les différents résultats obtenus ainsi que les
interprétations adéquates.
Nous terminons par une conclusion qui contient
une évaluation des travaux effectués et les perspectives pour
leurs continuations.
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