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Préparation et publication de données géographiques en 3D sur le web

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Préparation et publication de données géographiques en 3D sur le web

  1. 1. 20 septembre 2017 Office fédéral de topographie swisstopo Préparation et publication de données géographiques en 3D sur le web Loïc Gasser
  2. 2. 20 septembre 2017 Office fédéral de topographie swisstopo 2
  3. 3. 20 septembre 2017 Office fédéral de topographie swisstopo Programme et fil rouge • Swisstopo et l’accès aux données • Comment utiliser les données de Swisstopo, où se renseigner • Production et publication des données de terrain • Production et préparation des services 3D (bâtiments, arbres, ponts, noms …) • Roadmap pour les services 3D • Workshop, Cesium et son utilisation avec les services de geoadmin 3
  4. 4. 20 septembre 2017 Office fédéral de topographie swisstopo Infrastructure fédérale de données géographiques (IFDG) • «geo.admin.ch» et «map.geo.admin.ch» • Des données géographiques pour tous • BUTS • Rassembler • Optimiser • Mettre en réseau 4
  5. 5. 20 septembre 2017 Office fédéral de topographie swisstopo Loi sur la géoinformation (2008) • Le 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. 5
  6. 6. 20 septembre 2017 Office fédéral de topographie swisstopo Quels données sont disponibles gratuitement? • Mise à disposition des données gratuitement au public au case par cas. • Dépend des ordonnances sur la géoinformation • Catégories A, B et C (https://www.admin.ch/opc/fr/classified- compilation/20071088/index.html#app1ahref1) • Dépend du responsable et producteur des données 6
  7. 7. 20 septembre 2017 Office fédéral de topographie swisstopo Quels données sont disponibles gratuitement? WMTS • 41 couches nécessitent un «swisstopo web access» • 396 couches en libre accès (http://api.geo.admin.ch/api/faq/index.html#which-layers- are-available) • Swisstopo au moins 12 Mio de francs par année doit provenir de la vente de produits • Emoluments pour les couches de fonds sont réglés par la loi. (https://www.admin.ch/opc/fr/classified-compilation/20091586/index.html) 7
  8. 8. 20 septembre 2017 Office fédéral de topographie swisstopo Comment accéder aux services payants de Swisstopo? • Swisstopo web access – WMTS https://shop.swisstopo.admin.ch/fr/products/geoservice/swisstopo_geoservices/WMTS_info • Accès libre jusqu’à 25’000 mégapixels par an • Estimations pour une carte en plein écran: • ~ 5’000 visiteurs/an 2’400 CHF (100’000 megapixels) • ~ 50’000 visiteurs/an 12’000 CHF (1’000’000 megapixels) • Vous ne payez pas lors du développement (gratuit en localhost) • Arrangements pour cantons et autres offices fédéraux 8
  9. 9. 20 septembre 2017 Office fédéral de topographie swisstopo Qui contacter, se renseigner? • Questions relatives aux produits, accès au service de profile et de hauteur • geodata@swisstopo.ch • Questions techniques, développement etc.. • https://api.geo.admin.ch • geoadmin-api@googlegroups.com • Code source • https://github.com/geoadmin 9
  10. 10. 20 septembre 2017 Office fédéral de topographie swisstopo Données et services 10 Service de terrain swissALTI3D (MNTs et données LIDAR) Service «3DTiles» swissTLM3D (forêts, arbres isolés) swissBUILDINGS3D 2.0 (bâtiments avec toits) swissNAMES3D (noms de places, villes, quartiers…)
  11. 11. 20 septembre 2017 Office fédéral de topographie swisstopo 3D: Préparation des données de terrain Vidéo https://youtu.be/7W5qQ4YZUfU 11
  12. 12. 20 septembre 2017 Office fédéral de topographie swisstopo 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} 12
  13. 13. 20 septembre 2017 Office fédéral de topographie swisstopo Terrain: stratégie de publication 13 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
  14. 14. 20 septembre 2017 Office fédéral de topographie swisstopo Format de diffusion des données de terrain • 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 14
  15. 15. 20 septembre 2017 Office fédéral de topographie swisstopo Heightmaps • Input data: MNT  Maillage régulier (64 x 64 noeux) • 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 15
  16. 16. 20 septembre 2017 Office fédéral de topographie swisstopo 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 for produire des tuiles dans ce format • Complexe et difficile à débugger • Difficulté supplémentaire quand à la production des données de base 16
  17. 17. 20 septembre 2017 Office fédéral de topographie swisstopo 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) 17
  18. 18. 20 septembre 2017 Office fédéral de topographie swisstopo Drapage des couches 2D sur le terrain • Nous avons 3.5 milliard de tuiles pré-générées en projection Suisse (WMTS) • Toutes les couches pré-générées en 2D doivent également disponible en WGS84 • Pré-générer toutes les couches en WGS84 coute chers en temps et en main d’oeuvre • Mises à jours longues et fastidieuses 18
  19. 19. 20 septembre 2017 Office fédéral de topographie swisstopo 19 Tiles CH03 Tiles WGS84 2D Map 3D World Reprojection using Mapproxy Terrain 3D
  20. 20. 20 septembre 2017 Office fédéral de topographie swisstopo 3D Tiles • Spécifications open-source (https://github.com/AnalyticalGraphicsInc/3d-tiles) • Implémentation open-source dans Cesium • Streaming d’objet 3D • Indexation explicite des donnée 20
  21. 21. 20 septembre 2017 Office fédéral de topographie swisstopo 3D Tiles: Structure spatiale des données • Quadtrees (4 children per tile) • Octrees (8 children per tile) • K-d trees (2-n children per tile) • Grids But • Créer une subdivision spatiale équilibrée pour des données distribuées de manière hétérogène dans l’espace géographique. 21 [1] https://github.com/AnalyticalGraphicsInc/3d-tiles#tile-metadata [1] [1]
  22. 22. 20 septembre 2017 Office fédéral de topographie swisstopo 3D Tiles: Structure spatiale des données • Les tuiles enfant ne sont pas indexées • Permet une subdivision non-uniforme des données • Arbre avec des frontières lâches afin de préserver la cohérence spatiale des données 22 [1] [1]
  23. 23. 20 septembre 2017 Office fédéral de topographie swisstopo 3D Tiles: «Tilesets» et HLOD Hierarchical Level of Detail (HLOD) 23 { "boundingVolume": { "region": [ -1.2419052957251926, ... ] }, "geometricError": 43.88464075650763, "refine" : "ADD", "content": { "boundingVolume": { "region": [ -1.2418882438584018, ... ] }, "url": "2/0/0.b3dm" }, "children": [...] }
  24. 24. 20 septembre 2017 Office fédéral de topographie swisstopo 3D Tiles: «Tilesets» et HLOD 24
  25. 25. 20 septembre 2017 Office fédéral de topographie swisstopo 3D Tiles: raffinement par addition Vidéo https://youtu.be/925JoJyi8UE 25
  26. 26. 20 septembre 2017 Office fédéral de topographie swisstopo 3D Tiles: formats • Utilise glTG (GL Transmission Format) • Un seul «webgl render call par tuile» • Décodage rapide dans le naviguateur • Tuiles légères et donc téléchargement rapide • Le format final dépend du type de donnée à traiter • Instanced 3d model .i3dm • Batched 3d model .b3dm • Vector .vctr 26
  27. 27. 20 septembre 2017 Office fédéral de topographie swisstopo 3D Tiles: formats Batched 3D models • Parfait pour représenter des modèles 3D hétérogènes • Possibilité d’attribuer des propriétés différentes par modèle • Exemples d’utilisation: • Bâtiments • Ponts 27
  28. 28. 20 septembre 2017 Office fédéral de topographie swisstopo Cas d’utilisation: bâtiments 28
  29. 29. 20 septembre 2017 Office fédéral de topographie swisstopo 3D Tiles: formats Instanced 3D models (.i3dm) • Optimisé pour le rendu d’un grand nombre de modèles 3D avec peu ou pas de differences 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 29
  30. 30. 20 septembre 2017 Office fédéral de topographie swisstopo Cas d’utilisation: arbres 30
  31. 31. 20 septembre 2017 Office fédéral de topographie swisstopo 3D Tiles: formats Vector (.vctr) • Points, polylignes et polygones • Conçu pour remplacer KML • Exemples: • Noms de lieux • Mise en évidence de zones • Mise en évidence de certaines routes 31
  32. 32. 20 septembre 2017 Office fédéral de topographie swisstopo Cas d’utilisation: Noms 32
  33. 33. 20 septembre 2017 Office fédéral de topographie swisstopo Road map • Fin 2017: Version beta avec arbres et noms • Début 2018: go live avec les ponts et tous les bâtiments de Suisse 33
  34. 34. 20 septembre 2017 Office fédéral de topographie swisstopo 34 Questions?
  35. 35. 20 septembre 2017 Office fédéral de topographie swisstopo 35 WORSHOP!!
  36. 36. 20 septembre 2017 Office fédéral de topographie swisstopo Comment utiliser nos services 3D? 36 Smapshot (HEIG-VD - http://smapshot.heig-vd.ch/)
  37. 37. 20 septembre 2017 Office fédéral de topographie swisstopo Comment utiliser nos services 3D? 37 SuisseMobile (https://map.schweizmobil.ch)
  38. 38. 20 septembre 2017 Office fédéral de topographie swisstopo Workshop: v0.0 Fichier HTMl ou directement dans codepen: <html> <head> <link href="https://cesiumjs.org/Cesium/Apps/Sandcastle/templates/bucket.css" rel="stylesheet"> </head> <body> <div id="cesiumContainer" class="fullSize"></div> <script src="https://code.jquery.com/jquery-3.2.1.min.js"></script> <script src="https://cesiumjs.org/releases/1.36/Build/Cesium/Cesium.js"></script> <script src="demo.js"></script> </body> </html> 38
  39. 39. 20 septembre 2017 Office fédéral de topographie swisstopo Workshop: v0.0 (function() { var init = function() { var viewer = new Cesium.Viewer(‘cesiumContainer’); return viewer; }; window.onload = function() { var v = init(); }; })(); 39
  40. 40. 20 septembre 2017 Office fédéral de topographie swisstopo Workshop • Rendez-vous tous sur https://github.com/geoadmin/workshop-cesium3d • Cesium Doc https://cesiumjs.org/Cesium/Build/Documentation/index.html • 2 façon de suivre ce workshop 1. https://codepen.io/ 2. Utilisez localhost et git 40
  41. 41. 20 septembre 2017 Office fédéral de topographie swisstopo Workshop: v1.0 Zoomer sur la Suisse 41 …..
  42. 42. 20 septembre 2017 Office fédéral de topographie swisstopo Workshop: v1.0 Désactiver tous ces boutons… 42
  43. 43. 20 septembre 2017 Office fédéral de topographie swisstopo Workshop v1.1 Utiliser des données de Swisstopo Terrain Provider Doc: http://api.geo.admin.ch/services/sdiservices.html#terrain-service Raster WMTS Provider Doc: http://api.geo.admin.ch/services/sdiservices.html#wmts 43
  44. 44. 20 septembre 2017 Office fédéral de topographie swisstopo Workshop v1.1 Utiliser des données de Swisstopo 44 …..
  45. 45. 20 septembre 2017 Office fédéral de topographie swisstopo Workshop v1.2 Qu’est-ce que le brouillard? • Une des manière les plus efficaces de charger moins de données  de réduire les coûts et améliorer les performances est d’utiliser le brouillard • https://cesiumjs.org/Cesium/Build/Documentation/Fog.html 45
  46. 46. 20 septembre 2017 Office fédéral de topographie swisstopo Workshop v1.3 Changer de couche de fond? http://wmts20.geo.admin.ch/EPSG/4326/1.0.0/WMTSCapabilities.xml 46
  47. 47. 20 septembre 2017 Office fédéral de topographie swisstopo Workshop v1.3 Changer de couche de fond? 47
  48. 48. 20 septembre 2017 Office fédéral de topographie swisstopo Workshop v1.3 Changer de couche de fond? 48
  49. 49. 20 septembre 2017 Office fédéral de topographie swisstopo Workshop v1.4 Ajouter les bâtiments? http://api.geo.admin.ch/services/sdiservices.html#d-tiles 49
  50. 50. 20 septembre 2017 Office fédéral de topographie swisstopo Workshop v1.5 Position de la caméra 50
  51. 51. 20 septembre 2017 Office fédéral de topographie swisstopo Workshop v1.5 Position de la caméra 51
  52. 52. 20 septembre 2017 Office fédéral de topographie swisstopo Workshop v1.6 Voler à une position de votre choix! 52
  53. 53. 20 septembre 2017 Office fédéral de topographie swisstopo Workshop v1.7 Ajouter un KML! KMLs https://gist.githubusercontent.com/davidoesch/b4b7adb4736ca92e630881c69af33e f0/raw/6df9ae2b5e0d1bf57de4f1939b9e67dc961bd299/direttisma_kmltest.kml 53

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