Accéder aux données de photogrammétrie et à la solution Bâtiments 3D
Le Service d'évaluation de la ville de Pleasanton vous a donné accès aux produits d'imagerie aérienne de Nearmap et aux emprises des bâtiments d'une sous-division à la base de Pleasanton Ridge. Après avoir téléchargé ces données, vous les ajoutez à un projet ArcGIS Pro qui fait partie de la solution Bâtiments 3D. Ensemble, ils jetteront les bases de la création d'un modèle 3D de cette communauté.
Acquérir les données Nearmap et le fichier de projet
Vous allez d’abord télécharger et décompresser les données Nearmap pour Pleasanton. Vous téléchargerez ensuite un projet ArcGIS Pro avec la procédure de génération de modèles 3D.
- Téléchargez le fichier .zip de Pleasanton, puis extrayez son contenu dans un emplacement approprié de votre ordinateur.
Vous allez ensuite télécharger le projetArcGIS Pro de la solution Bâtiments 3D depuis ArcGIS Online.
- Connectez-vous à votre compte d’organisation ArcGIS Online.
Remarque :
Si vous ne disposez pas d’un compte d’organisation, consultez les options disponibles pour accéder aux logiciels.
- Cliquez sur le bouton Apps (Applications), puis dans le App Launcher (Lanceur d’applications), sélectionnez Solutions (Solutions).
- Choisissez la solution 3D Buildings (Bâtiments 3D).
- Cliquez sur Deploy now (Déployer maintenant).
La solution déploie automatiquement ses éléments associés dans votre onglet Contents (Contenu), dans ArcGIS Online.
- Pointez sur 3D Buildings (Bâtiments 3D), puis cliquez sur Open (Ouvrir).
La page de l’élément 3D Buildings (Bâtiments 3D) apparaît.
- Sous Solution Contents (Contenu de la solution), cliquez sur 3D Buildings (Bâtiments 3D).
- Cliquez sur le bouton Download (Télécharger).
Un dossier compressé intitulé 3DBuildings est téléchargé automatiquement dans l’emplacement de téléchargement par défaut de votre ordinateur.
- Décompressez le fichier .zip 3DBuildings, puis extrayez son contenu dans un emplacement approprié de votre ordinateur.
Remarque :
Veillez à ce que le chemin d’accès au dossier 3DBuildings ne contienne aucun fichier avec des espaces. Cela entraînerait ultérieurement une erreur dans le processus.
Vous disposez à présent des données Nearmap de la ville et du projet ArcGIS Pro nécessaire.
Ajouter les données Nearmap au projet
Maintenant que vous disposez des données requises de la ville et du projet ArcGIS Pro de la solution, vous allez ajouter les données de la ville à la scène ou à la carte 3D de la solution Bâtiments 3D.
- Ouvrez le dossier contenant les fichiers décompressés et ouvrez le fichier ArcGIS 3DBuildings.
ArcGIS Pro s’ouvre et présente une scène 3D du monde. Vous allez ajouter les données Pleasanton à cette scène.
- Sur le ruban, cliquez sur l’onglet Map (Carte). Dans le groupe Couche, cliquez sur Ajouter des données.
La fenêtre Add Data (Ajouter des données) s’affiche.
- Accédez à l'emplacement d'extraction du dossier Pleasanton (Pleasanton). Ouvrez le dossier Pleasanton (Pleasanton), puis la géodatabase Pleasanton (Pleasanton).
Vous allez ajouter les jeux de données AI_Buildings (AI_Buildings), DSM (MNS) et DTM (MNT) à la carte.
- Appuyez sur la touche Ctrl et sélectionnez les jeux de données AI_Buildings (AI_Buildings), DSM (MNS) et DTM (MNT). Cliquez sur OK.
Les couches sont ajoutées à la scène.
La couche surfacique AI_Buildings (AI_Buildings) représente les emprises des bâtiments qui proviennent des algorithmes d'apprentissage automatique et d'intelligence artificielle de Nearmap.
La couche raster DSM (MNS) correspond à un modèle numérique de surface. Chaque pixel de ce raster représente l'altitude du terrain, ainsi que les entités au-dessus du sol, telles que les bâtiment, la végétation, les tours et autres infrastructures.
La couche raster DTM (MNT) correspond à un modèle numérique de terrain. Elle est également appelée modèle numérique d'élévation (MNE). Chaque pixel représente l'altitude de la Terre nue. Elle n'inclut pas l'altitude des entités du paysage, telles que les arbres ou les bâtiments.
Les rasters DSM (MNS) et DTM (MNT) possèdent une résolution de 12 pouces. En d'autres termes, chaque pixel représente une surface de la Terre de 12 pouces par 12 pouces. Lorsque vous utilisez des rasters, il est généralement recommandé d'en utiliser de même résolution.
Remarque :
Si vous êtes un abonné Nearmap et souhaitez utiliser vos propres données, utilisez l'outil 3D Export (Exportation 3D) de MapBrowser pour extraire le MNS et le MNT de la zone qui vous intéresse. Utilisez ensuite l'outil Export AI Content (Exporter le contenu IA) pour extraire les emprises des bâtiments de la zone qui vous intéresse.
Enfin, vous allez renommer la couche AI_Buildings (AI_Buildings).
- Dans la fenêtre Contents (Contenu), sélectionnez la couche AI_Buildings (AI_Buildings).
- Appuyez sur la touche F2. Saisissez Emprises de bâtiments, puis appuyez sur Entrée.
- Dans la barre d’outils Accès rapide, cliquez sur Enregistrer.
Maintenant que les données ont été téléchargées et ajoutées à la scène, vous êtes prêt à commencer à traiter les bâtiments.
Générer des bâtiments 3D
Le projet ArcGIS Pro que vous avez téléchargé inclut une série de tâches pour vous aider à générer des modèles 3D à partir de vos jeux de données. Vous allez utiliser vos trois couches et ces tâches pour créer les bâtiments 3D de Pleasanton. Vous allez commencer par créer un MNSn, qui sera nécessaire pour donner de la hauteur à vos bâtiments, ainsi qu'un toit de forme appropriée.
Créer un MNSn
Vous allez commencer par créer un MNSn (ou modèle numérique de surface normalisé) à l'aide de fonctions raster. Un MNSn est créé lorsqu'un MNT est soustrait d'un MNS. Il en résulte un raster d'altitude qui représente les altitudes des entités au niveau du sol, ainsi que leur hauteur.
- Le cas échéant, ouvrez votre projet 3DBuildings dans ArcGIS Pro.
Vous allez utiliser des fonctions raster pour soustraire le MNT du MNS.
- Dans le ruban, cliquez sur l’onglet Imagerie. Dans le groupe Analyse, cliquez sur Fonctions raster.
La fenêtre Fonctions raster apparaît.
- Dans la fenêtre Raster Functions (Fonctions raster), développez Math (Mathématiques) et cliquez sur Minus (Soustraction).
L'outil Minus (Soustraction) soustrait un jeu de données raster d'un autre.
- Définissez Raster (Raster) sur DSM (MNS). Définissez Raster2 (Raster2) sur DTM (MNT).
Avant d'exécuter cette fonction, vous allez vous assurer qu'elle est traitée avec le type de sortie en pixel approprié. Ce paramètre détermine la plage de valeurs qu'un fichier raster particulier peut stocker. Vous allez utiliser 32 Bit Float (Virgule flottante 32 bits) pour que les décimales de votre raster en sortie ne soient pas perdues.
- Cliquez sur l'onglet Général. Définissez Output Pixel Type (Type de pixel en sortie) sur 32 Bit Float (Virgule flottante 32 bits).
- Cliquez sur Créer une nouvelle couche.
Un raster est ajouté à la carte.
Le nom par défaut doit être mis à jour et c'est ce que vous allez faire à présent.
- Renommez la couche Minus_DSM_DTM (Minus_DSM_DTM) en nDSM (MNSn).
Vous allez ensuite modifier la symbologie de la couche afin de mieux observer les données.
- Dans la fenêtre Contents (Contenu), sous nDSM (MNSn), cliquez avec le bouton droit sur le symbole. Dans le menu déroulant, cochez la case en regard de Show names (Afficher les noms).
- Sélectionnez la symbologie Elevation 1 (Altitude 1).
Pour que cette symbologie soit plus claire, vous allez modifier le Stretch Type (Type d’étirement). Cela change l'histogramme utilisé lors de la représentation des couleurs d'un raster sur la carte. L'utilisation du type d'étirement Histogram Equalize (Égaliser l’histogramme) permet d'améliorer l'affichage des données d'altitude dans la scène.
- Sur le ruban, cliquez sur l’onglet Raster Layer (Couche raster). Dans le groupe Rendering (Rendu), cliquez sur le menu déroulant Stretch Type (Type d’étirement) et sélectionnez Histogram Equalize (Égaliser l’histogramme).
La couche nDSM (MNSn) est réaffichée avec le nouveau type d'étirement ; davantage de détails sont visibles dans le raster.
Avec le nDSM (MNSn) créé, vous pouvez commencer à utiliser les emprises de bâtiments. Vous ne verrez pas le nDSM (MNSn) dans la section suivante, mais il sera important pour afficher les emprises de bâtiments en trois dimensions.
Traiter les emprises de bâtiments
Pour commencer à utiliser les emprises de bâtiments, vous allez utiliser la procédure fournie pour découper le raster MNS en fonction de chaque emprise de bâtiment. L'altitude sera alors utilisée pour segmenter le toit. Cela signifie que chaque emprise de bâtiment sera sous-divisée en fonction de l'orientation des différentes parties du toit.
- Dans la fenêtre Catalog (Catalogue), développez Tasks (Tâches) et double-cliquez sur 3D Buildings (Bâtiments 3D).
La fenêtre Tasks (Tâches) apparaît.
La solution Bâtiments 3D inclut de nombreuses tâches, mais pour le projet de la ville, vous allez vous intéresser au groupe de tâches Publish buildings (Publier des bâtiments).
- Développez Publish buildings (Publier des bâtiments) et double-cliquez sur Preprocess building footprints (Prétraiter les emprises de bâtiments).
La première étape de tâche qui s'ouvre est Split building footprints using features (Fractionner les emprises de bâtiments à l'aide d'entités). Vous allez ignorer cette étape.
- Cliquez sur Skip (Ignorer).
Vous allez utiliser l'étape de tâche Segment building footprints using elevation (Segmenter les emprises de bâtiments à l'aide de l'altitude). Là encore, cela va donner de la hauteur à vos emprises de bâtiments et les répartir par sections de toiture.
- Pour Building Footprints (Emprises de bâtiments), sélectionnezBuilding Footprints (Emprises de bâtiments).
- Pour Elevation Surface (DSM) (Surface d’altitude (MNS)), sélectionnez DSM (MNS).
Vous allez ensuite définir le Spectral Detail (Détail spectral) du toit. Il s'agit du niveau d'importance octroyé aux différences de hauteur dans votre MNS. Par exemple, dans un centre-ville avec de grands bâtiments dotés de nombreux pans de toit à des hauteurs différentes, si un détail spectral inférieur est utilisé, des segments ne sont créés que pour les changements importants d'altitude. Inversement, les logements en rangée avec des différences de hauteur plus faibles entre les bâtiments peuvent nécessiter un détail spectral supérieur pour une segmentation complète. Les valeurs correctes sont comprises entre 1.0 et 20.0. La valeur par défaut est 13
- Pour Spectral Detail (Détail spectral), vérifiez que la valeur est 13.
Remarque :
Pour ce paramètre et ceux qui suivent, il est conseillé d'utiliser la valeur par défaut. En fonction de vos propres jeux de données, vous pouvez envisager d'essayer différentes valeurs jusqu'à obtenir les résultats souhaités.
Vous allez ensuite définir le Spatial Detail (Détail spatial). Il s'agit du niveau d’importance octroyé à la proximité des entités dans votre MNS. Par exemple, pour segmenter des bâtiments d'architecture complexe avec un grand nombre de pans plus petits, il est recommandé d'utiliser un détail spatial supérieur. Pour lisser les variations qui n'ont pas besoin d'être représentées, telles que les unités de climatisation ou les voitures dans un garage, vous devez utiliser un détail spatial inférieur. Les valeurs correctes sont comprises entre 1.0 et 20.0. La valeur par défaut est 13
- Pour Spatial Detail (Détail spatial), vérifiez que la valeur est 13.
Vous allez maintenant définir la Minimum Segment Size (Taille minimale du segment). Ce paramètre contrôle la taille minimale d'un segment potentiel en pixels. Si un segment potentiel est inférieur au seuil défini, ce segment est fusionné avec un segment voisin.
- Pour Minimum Segment Size (Taille minimale du segment), vérifiez que la valeur est 555.
Vous allez à présent définir la Regularization Tolerance (Tolérance de régularisation). Il s'agit de la distance maximale d'ajustement des polygones de segmentation pour régulariser la géométrie en angles droits et diagonales. Avec les rasters de surface haute résolution, il est recommandé de définir une tolérance de régularisation comprise entre cinq et 10 fois la taille des pixels pour lisser toute rigidité des pixels tout en conservant les détails des pixels haute résolution.
- Pour Regularization Tolerance (Tolérance de régularisation), dans le premier paramètre, saisissez 2 et assurez-vous que le deuxième paramètre est défini sur Meters (Mètres).
- Pour Output Segmented Buildings (Bâtiments segmentés en sortie), saisissez Footprints (Emprises).
Remarque :
Lorsque l'outil est exécuté, _segmented (_segmented) est ajouté automatiquement à la fin du nom du nouveau jeu de données.
- Cliquez sur Run (Exécuter).
Remarque :
L’exécution de l'outil peut prendre plusieurs minutes, selon les performances matérielles de votre ordinateur.
Maintenant que les emprises ont été traitées, vous pouvez les utiliser pour créer des structures 3D.
- Cliquez sur Finish (Terminer).
Au terme de la tâche, un message apparaît au bas de la fenêtre Tasks (Tâches).
Créer des bâtiments 3D
Maintenant que vous disposez d'un MNSn et d'emprises de bâtiments segmentées, vous êtes prêt à créer des modèles 3D des bâtiments. Vous allez utiliser une autre tâche pour faciliter ce traitement.
En fonction des données que vous avez entrées, vous allez créer des bâtiments avec un niveau de détail de 2 (LOD2). Le niveau de détail fait référence à la complexité géométrique de vos modèles 3D. Il existe quatre classifications de niveau de détail, comprises entre LOD0 (la moins détaillée) et LOD3 (la plus détaillée) :
- LOD0 est un polygone plat sans hauteur ou caractéristique de segmentation.
- LOD1 est un polygone 3D contenant des caractéristiques de hauteur.
- LOD2 est un polygone 3D avec des formes de toit.
- LOD3 est un polygone 3D avec des formes de toit et des détails relatifs à la façade de la structure, tels que les fenêtres, les portes, etc.
Un niveau de détail n'est pas nécessairement meilleur qu'un autre, mais vous devez toujours essayer d'utiliser un niveau de détail adapté aux besoins d'un projet. Par exemple, une personne qui crée une vue réaliste à l'échelle des rues d'une ville peut utiliser LOD3. Pour les besoins de la ville de Pleasanton, le niveau de détail LOD2 pour les bâtiments convient pour évaluer la hauteur des bâtiments et classer les caractéristiques des toits.
- Dans la fenêtre Tasks (Tâches), double-cliquez sur Create buildings (Créer des bâtiments).
Cette tâche ne comporte qu'une étape, qui extrait les jeux de données créés ou obtenus précédemment.
- Entrez les paramètres suivants dans l'outil :
- Pour Buildings (Bâtiments), sélectionnez Footprints_segmented (Footprints_segmented).
- Pour Elevation Surface (Surface d’altitude), sélectionnez DSM (MNS).
- Pour Ground Elevation Surface (Surface d’altitude du sol), sélectionnez DTM (MNT).
- Pour Normalized Elevation Surface (Surface d’altitude normalisée), sélectionnez nDSM (MNSn).
- Pour Output Building Polygons (Polygones représentant des bâtiments en sortie), saisissez BuildingsLOD2.
Remarque :
Lorsque l'outil est exécuté, _roofform (_roofform) est ajouté automatiquement à la fin du nom du nouveau jeu de données.
- Développez RoofForm (RoofForm).
Lors du traitement de chaque bâtiment, ces paramètres d'outils déterminent si un toit est considéré comme en pente ou plat. Vous utiliserez les valeurs par défaut.
Pour en savoir plus sur la manière de modifier ces paramètres en fonction de vos bâtiments en sortie, cliquez sur le bouton Help (Aide) pour afficher la documentation de l'outil Extract Roof Form (Extraire une forme de toit).
- Cliquez sur Run (Exécuter).
Remarque :
L’exécution de l'outil peut prendre plusieurs minutes, selon les performances matérielles de votre ordinateur.
- Dans la fenêtre Tâches, cliquez sur Etape suivante.
La prochaine étape de la tâche apparaît.
La prochaine étape de la tâche consiste à appliquer la symbologie 3D à la couche de bâtiments en sortie que vous venez de créer. Les étapes de certaines tâches impliquent l’exécution d’outils et d’autres tâches vous invitent à suivre vos propres étapes. Dans ce cas, vous allez réaliser les actions indiquées dans la tâche pour attribuer la symbologie 3D à la couche de bâtiments.
- Dans la fenêtre Contents (Contenu), cliquez avec le bouton droit sur la couche BuildingsLOD2_roofform et choisissez Symbology (Symbologie).
- Dans la fenêtre Symbology (Symbologie), cliquez sur le symbole existant.
- Cliquez sur l’onglet Properties (Propriétés) puis sur le bouton Layers (Couches).
- Dans le menu déroulant en regard du remplissage surfacique actuel, choisissez Procedural fill (Remplissage procédural).
- Cliquez sur le bouton Rule (Règle).
- Dans la fenêtre Contents (Contenu), renommez BuildingsLOD2_roofform en 3D Buildings (Bâtiments 3D).
- Cliquez sur le bouton Browse (Parcourir), accédez au dossier du projet et double-cliquez sur le dossier rule_packages. Cliquez sur le fichier LOD2BuildingShells_Meters.rpk et sur OK.
Remarque :
Vous avez choisi le paquetage de règles des mètres parce que les unités de votre carte sont les mètres.
Les propriétés de symbologie reflètent maintenant la règle que vous avez attribuée.
Pour mieux observer les bâtiments, vous allez modifier les couleurs de toit et de façade.
- Sous Display Options (Options d’affichage), remplacez la valeur de FacadeColor (FacadeColor) par du marron clair. Remplacez RoofColor (RoofColor) par du gris clair.
- Au bas de la fenêtre Symbologie, cliquez sur Appliquer.
- Dans la fenêtre Contents (Contenu), renommez la couche Buildings_LOD2 en 3D Buildings (Bâtiments 3D). Faites glisser la couche 3D Buildings (Bâtiments 3D) dans la section 3D Layers (Couches 3D).
- Sous 2D Layers (Couches 2D), désactivez chacune des couches.
- Sur le ruban, cliquez sur l’onglet Map (Carte). Dans le groupe Layer (Coupe), cliquez sur Basemaps (Fonds de carte). Sélectionnez Imagery (Imagerie).
- À l’aide de l’outil Explorer, inclinez la vue pour voir les bâtiments en 3D.
Maintenant que vous disposez de bâtiments 3D, vous allez en explorer les attributs. Des informations sur chaque bâtiment et pas seulement leur forme sont requises par la ville.
- Dans la fenêtre Contents (Contenu), cliquez avec le bouton droit sur 3D Buildings (Bâtiments 3D), puis sélectionnez Attribute Table (Table attributaire).
La Attribute Table (Table attributaire) apparaît. Les premiers attributs proviennent de la couche Building Footprints (Emprises de bâtiments) d'origine fournie par Nearmap.
- Faites défiler l’affichage jusqu’à la fin de la table attributaire.
Plusieurs champs ont été ajoutés lors de la création des bâtiments LOD2. Ces champs contiennent toutes les données requises par la ville.
- BLDGHEIGHT (BLDGHEIGHT) (hauteur du bâtiment) représente la hauteur maximale du bâtiment.
- EAVEHEIGHT (EAVEHEIGHT) (hauteur de l’avant-toit) représente la hauteur minimale du bâtiment. Les bâtiments sans hauteur d’avant-toit possèdent des toits plats.
- ROOFFORM (ROOFFORM) (forme de toit) représente la forme du toit. La forme du toit peut être Plat, Pignon ou Arêtier.
- BASEELEV (BASEELEV) (altitude de base) représente la hauteur de base du bâtiment, généralement égale à l’altitude du sol de la zone dans laquelle se situe le bâtiment.
- ROOFDIR (ROOFDIR) (direction du toit) représente la direction (en degrés) à laquelle le toit fait face. Seules les formes de toit à pignon possèdent des valeurs pour ce champ.
- RoofDirAdjust (RoofDirAdjust) (direction du toit ajustée) correspond au champ qui permet d'ajuster la direction du toit. La valeur par défaut est 0. La valeur 1 fait pivoter le toit de 90 degrés dans le sens anti-horaire, alors que la valeur 2 le fait pivoter de 180 degrés. Ce champ est utilisé pour modifier manuellement les formes de toit mal extraites.
- Fermez la table attributaire.
- Dans la fenêtre Tâches, cliquez sur Terminer.
Vous avez créé et symbolisé une représentation 3D des bâtiments à Pleasanton.
Fusionner des bâtiments
Vous disposez de bâtiments 3D, mais, techniquement, il ne s'agit que d'une classe d'entités surfaciques 2D avec une symbologie 3D. Dans la dernière partie de cette leçon, vous allez créer une classe d'entités 3D. Cette conversion de données 2D en données 3D est appelée fusion.
- Dans la fenêtre Tasks (Tâches), double-cliquez sur Fuse Buildings (Fusionner des bâtiments).
Cet outil convertit vos polygones 2D avec une symbologie 3D en une classe d'entités multipatch qui peut stocker vos données relatives aux bâtiments en 3D.
- Définissez les paramètres suivants :
- Pour Building Layer (Couche de bâtiments), sélectionnez 3D Buildings (Bâtiments 3D).
- Pour Unique ObjectID (ObjectID unique), sélectionnez BuildingFID.
- Pour Output Building Multipatch (Multipatch de bâtiment en sortie), saisissez PleasantonBuildings.
- Cliquez sur Finish (Terminer).
L’outil s’exécute.
- Dans la fenêtre Contents (Contenu), désactivez la couche 3D Buildings (Bâtiments 3D).
La couche PleasontonBuildings apparaît dans la fenêtre Contents (Contenu). La scène ne semble pas avoir été modifiée, mais la nouvelle couche PleasantonBuildings (PleasantonBuildings) est une couche multipatch dans la géodatabase du projet.
- Dans la fenêtre Catalog (Catalogue), développez Databases (Bases de données). Développez la première géodatabase 3DBuildings.
Tous les jeux de données que vous avez créés se trouvent ici.
Remarque :
S’il manque des jeux de données dans la géodatabase, cliquez avec le bouton droit sur la géodatabase 3DBuildings et sélectionnez Refresh (Actualiser).
Notez les icônes en regard de vos classes d'entités BuildingsLOD2_roofform (BuildingsLOD2_roofform) et PleasantonBuildings (PleasantonBuildings). Le symbole de BuildingsLOD2_roofform (BuildingsLOD2_roofform) représente une classe d'entités surfaciques 2D, tandis que le symbole en regard de PleasantonBuildings (PleasantonBuildings) représente un multipatch 3D.
- Enregistrez votre projet.
Dans ce didacticiel, vous avez converti un MNS, un MNT et des emprises de bâtiments de Nearmap en un modèle 3D utilisable par la ville à des fins de planification et de sécurité.
Vous trouverez d’autres didacticiels dans la bibliothèque des didacticiels.
