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Géoservices vectoriels 3D
Cédric Moullet
Office fédéral de topographie swisstopo
Rencontre ASIT-VD - 5.10.2017Office fédéral de topographie swisstopo
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1. Législation
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5
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communales, les milieux économiques, la population et les milieux
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géodonnées mises à jour, au niveau de qualité requis et d'un coût
approprié, couvrant le territoire de la Confédération suisse en vue
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Géoservices: applications aptes à être mises en réseau et simplifiant
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6
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Rencontre ASIT-VD - 5.10.2017Office fédéral de topographie swisstopo
Types de géoservices 3D
7
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Rencontre ASIT-VD - 5.10.2017Office fédéral de topographie swisstopo
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8
On ne parle pas ici de
formats 3D comme
CityGML, KML, Czml
etc… mais uniquement
de géoservices
Rencontre ASIT-VD - 5.10.2017Office fédéral de topographie swisstopo
9
Indexed 3D Scene Layers
(i3s)
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(3dP)
Cesium terrain provider
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Terrain Objets 3D Pointcloud
GetScene allows a client to retrieve a
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Rencontre ASIT-VD - 5.10.2017Office fédéral de topographie swisstopo
Service de terrain: stratégie de
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• Utilisation de la pyramide TMS (Tile Map Service)
• Standard Open-Source
• Système de coordonnées géodésique WG84 (décimale
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11
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12
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Rencontre ASIT-VD - 5.10.2017Office fédéral de topographie swisstopo
Sevice de terrain: format de diffusion
• Surface continue en 2.5D composées de triangles (TIN
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• 2 formats sont actuellement supporté par CesiumJS
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13
Rencontre ASIT-VD - 5.10.2017Office fédéral de topographie swisstopo
Service de terrain: heightmaps
• Input data: MNT  Maillage régulier (64 x 64 noeuds)
• Avantages:
• Simple à produire et à comprendre
• Outil open-source à disposition permettant de préparer les
données
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même manière
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Rencontre ASIT-VD - 5.10.2017Office fédéral de topographie swisstopo
Service de terrain: quantized-mesh
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données de base
15
Rencontre ASIT-VD - 5.10.2017Office fédéral de topographie swisstopo
Service de terrain: quantized-mesh
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16
Rencontre ASIT-VD - 5.10.2017Office fédéral de topographie swisstopo
Service objets 3D
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Rencontre ASIT-VD - 5.10.2017Office fédéral de topographie swisstopo
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Rencontre ASIT-VD - 5.10.2017Office fédéral de topographie swisstopo
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19
Rencontre ASIT-VD - 5.10.2017Office fédéral de topographie swisstopo
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20
Rencontre ASIT-VD - 5.10.2017Office fédéral de topographie swisstopo
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Rencontre ASIT-VD - 5.10.2017Office fédéral de topographie swisstopo
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27
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28
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Liens
• Indexed 3D Scene Layers, OGC, http://www.opengeospatial.org/standards/i3s
• 3D Portrayal Service, OGC, http://www.opengeospatial.org/standards/3dp
• CityGML, OGC, http://www.opengeospatial.org/standards/citygml
• KML, OGC, http://www.opengeospatial.org/standards/kml
• 3D Geospatial – Open Standards – v0, 29.1.2015, Just van den Broecke, https://justobjects.nl/3d-
geospatial-open-standards-v0/
• Web maps & WebGL. 24.8.2016, Ivan Sanchez, https://ftp.gwdg.de/pub/misc/openstreetmap/FOSS4G-
2016/foss4g-2016-1186-web_maps_webgl-hd.webm
• api3.geo.admin.ch
• 3D tiles Service https://api3.geo.admin.ch/services/sdiservices.html#d-tiles
• Terrain Service https://api3.geo.admin.ch/services/sdiservices.html#terrain-service
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  • 4. Rencontre ASIT-VD - 5.10.2017Office fédéral de topographie swisstopo 4
  • 5. Rencontre ASIT-VD - 5.10.2017Office fédéral de topographie swisstopo Agenda 1. Législation 2. Typologie de géoservices 3D 3. Cesium: service de terrain 4. Cesium: service d’objets 3D 5. Interopérabilité 5
  • 6. Rencontre ASIT-VD - 5.10.2017Office fédéral de topographie swisstopo Législation Loi fédérale sur la géoinformation – Article 1 La présente loi vise à ce que les autorités fédérales, cantonales et communales, les milieux économiques, la population et les milieux scientifiques disposent rapidement, simplement et durablement de géodonnées mises à jour, au niveau de qualité requis et d'un coût approprié, couvrant le territoire de la Confédération suisse en vue d'une large utilisation. Loi fédérale sur la géoinformation – Article 3 Géoservices: applications aptes à être mises en réseau et simplifiant l'utilisation des géodonnées par des prestations de services informatisées y donnant accès sous une forme structurée. 6 2D et 3D
  • 7. Rencontre ASIT-VD - 5.10.2017Office fédéral de topographie swisstopo Types de géoservices 3D 7 Terrain (TIN, integrated mesh) Objets 3D Pointcloud
  • 8. Rencontre ASIT-VD - 5.10.2017Office fédéral de topographie swisstopo Spécifications de géoservices Indexed 3D Scene Layers (i3s) OGC community standard Lien vers spécification Développé par ESRI 3D Portrayal Service (3dP) OGC implementation standard Lien vers spécification Développé par des universités allemandes Cesium terrain provider Lien vers spécification Développé par AGI Cesium 3D tiles In the OGC community standard process Lien vers spécification Développé par AGI Potree Data provider Lien vers spécification Développé par Markus Schuetz 8 On ne parle pas ici de formats 3D comme CityGML, KML, Czml etc… mais uniquement de géoservices
  • 9. Rencontre ASIT-VD - 5.10.2017Office fédéral de topographie swisstopo 9 Indexed 3D Scene Layers (i3s) 3D Portrayal Service (3dP) Cesium terrain provider Cesium 3D tiles Potree Data provider Terrain Objets 3D Pointcloud GetScene allows a client to retrieve a 3D scene represented as 3D geometries and texture data, organized as a scene graph and/or spatial index. GetView allows a client to retrieve a 3D view of a scene represented as images.
  • 10. Rencontre ASIT-VD - 5.10.2017Office fédéral de topographie swisstopo Géodonnées et géoservices 10 Service de terrain swissALTI3D (MNTs et données LIDAR) Service objets 3D swissTLM3D (forêts, arbres isolés) swissBUILDINGS3D 2.0 (bâtiments avec toits) swissNAMES3D (noms de places, villes, quartiers…)
  • 11. Rencontre ASIT-VD - 5.10.2017Office fédéral de topographie swisstopo Service de terrain: stratégie de publication • Utilisation de la pyramide TMS (Tile Map Service) • Standard Open-Source • Système de coordonnées géodésique WG84 (décimale Lon/Lat, EPSG:4326) • Standard développé à l’origine pour le WMTS (Web Map Tile Service) en 2D • Découpage régulier de l’espace géographique Adresse d’une tuile {Z}/{X}/{Y} 11
  • 12. Rencontre ASIT-VD - 5.10.2017Office fédéral de topographie swisstopo Service de terrain: stratégie de publication 12 DHM25: Modèle numérique de terrain à 25 mètres (grille régulière) BL: Modèle dérivé des points LIDAR (avec lignes de rupture) Zoom 0Nb tuiles 0Modèle altimétrique et niveaux de détail x 4 par niveau DHM25: Filtre Altimétrique à 256 mètres Nb tuiles 19 Zoom 8 BL: Filtre Altimétrique à 64 mètres BL: Filtre Altimétrique à 0.5 mètres map.geo.admin.ch Nb tuiles 798 Zoom 11 Nb tuiles 5’536’224 Zoom 17
  • 13. Rencontre ASIT-VD - 5.10.2017Office fédéral de topographie swisstopo Sevice de terrain: format de diffusion • Surface continue en 2.5D composées de triangles (TIN triangulated irregular network) • 2 formats sont actuellement supporté par CesiumJS (librairie cliente opensource utilisées pour la 3D) • Formats binaires • Heightmap-1.0 • Quantized-mesh-1.0 13
  • 14. Rencontre ASIT-VD - 5.10.2017Office fédéral de topographie swisstopo Service de terrain: heightmaps • Input data: MNT  Maillage régulier (64 x 64 noeuds) • Avantages: • Simple à produire et à comprendre • Outil open-source à disposition permettant de préparer les données • Inconvénients: • Mauvaise représentation des changements abruptes d’altitude (falaises, lit d’une rivière etc…) • Zone plates et zones accidentées sont traitées de la même manière 14
  • 15. Rencontre ASIT-VD - 5.10.2017Office fédéral de topographie swisstopo Service de terrain: quantized-mesh • Input data: TIN  Maillage irrégulier • Avantages • Excellente représentation des détails du terrain (route, rivière, barrage etc…) • Moins de triangles pour représenter les surfaces plates • Inconvénients • Pas d’outil open-source pour produire des tuiles dans ce format • Complexe et difficile à débugger • Difficulté supplémentaire quant à la production des données de base 15
  • 16. Rencontre ASIT-VD - 5.10.2017Office fédéral de topographie swisstopo Service de terrain: quantized-mesh encodeur/décodeur • Développement «in-house» • Création d’un libraire python open-source (https://github.com/loicgasser/quantized-mesh-tile) • Workflow (https://github.com/geoadmin/3d-forge) 16
  • 17. Rencontre ASIT-VD - 5.10.2017Office fédéral de topographie swisstopo Service objets 3D • Spécifications open-source (https://github.com/AnalyticalGraphicsInc/3d-tiles) • Implémentation open-source dans CesiumJS • Streaming d’objets 3D • Indexation explicite des données 17
  • 18. Rencontre ASIT-VD - 5.10.2017Office fédéral de topographie swisstopo Service objets 3D: raffinement par addition Vidéo https://youtu.be/925JoJyi8UE 18
  • 19. Rencontre ASIT-VD - 5.10.2017Office fédéral de topographie swisstopo Service objets 3D: formats • Utilise glTF (GL Transmission Format) • Un seul «webgl render call par tuile» • Décodage rapide dans le navigateur • Tuiles légères et donc téléchargement rapide • Le format final dépend du type de donnée à traiter • Batched 3d model .b3dm • Instanced 3d model .i3dm • Vector .vctr 19
  • 20. Rencontre ASIT-VD - 5.10.2017Office fédéral de topographie swisstopo Format batched 3D models • Parfait pour représenter des modèles 3D hétérogènes • Possibilité d’attribuer des propriétés différentes par modèle • Exemples d’utilisation: • Bâtiments • Ponts 20
  • 21. Rencontre ASIT-VD - 5.10.2017Office fédéral de topographie swisstopo Format batched 3D models: cas d’utilisation bâtiments 21
  • 22. Rencontre ASIT-VD - 5.10.2017Office fédéral de topographie swisstopo Format instanced 3D models • Optimisé pour le rendu d’un grand nombre de modèles 3D avec peu ou pas de différences entre eux • Les propriétés sont stockées au niveau de l’instance du modèle, le même modèle peut être référencé par différentes instances • Exemples: • Les arbres • Les feux de circulation • Les lampadaires extérieurs 22
  • 23. Rencontre ASIT-VD - 5.10.2017Office fédéral de topographie swisstopo Format instanced 3D models: cas d’utilisation arbres 23 85316 tiles 1.5 Go
  • 24. Rencontre ASIT-VD - 5.10.2017Office fédéral de topographie swisstopo Format vector • Points, polylignes et polygones • Conçu pour remplacer KML • Exemples: • Noms de lieux • Mise en évidence de zones • Mise en évidence de certaines routes 24
  • 25. Rencontre ASIT-VD - 5.10.2017Office fédéral de topographie swisstopo Format vector: cas d’utilisation noms 25
  • 26. Rencontre ASIT-VD - 5.10.2017Office fédéral de topographie swisstopo Interopérabilité https://map.wanderland.ch/ 26
  • 27. Rencontre ASIT-VD - 5.10.2017Office fédéral de topographie swisstopo Interopérabilité http://smapshot.heig-vd.ch/ 27
  • 28. Rencontre ASIT-VD - 5.10.2017Office fédéral de topographie swisstopo Demo 28 https://mf-geoadmin3.int.bgdi.ch/3dtiles/mobile.html?lang=fr&topic=ech&bgLayer=ch.swisstopo.pixelkarte-farbe&layers=ch.swisstopo.swissnames3d,ch.swisstopo.swissimage- product&lon=7.69293&lat=46.67758&elevation=1658&heading=153.410&pitch=-17.196
  • 29. Rencontre ASIT-VD - 5.10.2017Office fédéral de topographie swisstopo CC-BY (itopia ag) www.geo.admin.ch map.geo.admin.ch api.geo.admin.ch info@geo.admin.ch Twitter: @swiss_geoportal Merci de votre attention Slides slideshare.net/swiss_geoportal
  • 30. Rencontre ASIT-VD - 5.10.2017Office fédéral de topographie swisstopo Liens • Indexed 3D Scene Layers, OGC, http://www.opengeospatial.org/standards/i3s • 3D Portrayal Service, OGC, http://www.opengeospatial.org/standards/3dp • CityGML, OGC, http://www.opengeospatial.org/standards/citygml • KML, OGC, http://www.opengeospatial.org/standards/kml • 3D Geospatial – Open Standards – v0, 29.1.2015, Just van den Broecke, https://justobjects.nl/3d- geospatial-open-standards-v0/ • Web maps & WebGL. 24.8.2016, Ivan Sanchez, https://ftp.gwdg.de/pub/misc/openstreetmap/FOSS4G- 2016/foss4g-2016-1186-web_maps_webgl-hd.webm • api3.geo.admin.ch • 3D tiles Service https://api3.geo.admin.ch/services/sdiservices.html#d-tiles • Terrain Service https://api3.geo.admin.ch/services/sdiservices.html#terrain-service 30

Notes de l'éditeur

  1. Avant 2016
  2. Première version 3D avec bâtiments et terrain
  3. Version qui sera mise en prod le 25 octobre: terrain, bâtiments, arbres et noms
  4. Les 3 types principaux de géoservices dans le monde de la 3D.
  5. Comment transférer des informations 3D d’un serveur à un client: voici plusieurs specs dans le monde du web.
  6. Mise en relatiion des types de géoservice avec les specs
  7. On se concentre maintenant sur ce qu’a implémenté swisstopo. Les données suivantes ont été utillisées.
  8. Equivalent au WMTS
  9. Principe: plus on s’approche du terrain, plus on délivre un terrain précis. On ne délivre pas le modèle de terrain car il est lissé à 0.5m
  10. On transfère des grilles
  11. On transfère les rectangles
  12. Les plus gros buildings apparaissent en premier. Une fois chargé, le building n’est jamais rechargé.
  13. Etat au JJ.MM.AA