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INTRODUCTION GÉNÉRALEContexteIl existe de nombreux logiciels 3D assurant l’acquisition, le stockage et la représentation dedonnées géographiques sensu largo (Figure 1). Ils peuvent être classés en trois groupes :– les logiciels de CAO 9 ;– les géomodeleurs 10 ;– et, depuis quelques années, les SIG 11 3D qui sont encore à l’état de prototype.Cette diversité résulte de développements indépendants car chaque logiciel propose des solutionsoptimales pour des applications spécifiques. Les logiciels de CAO comme AutoCAD sonttrès utilisés par les urbanistes parce qu’ils permettent de représenter, de manière très précise, unensemble de bâtiments avec leurs fondations, leurs fenêtres, leurs balcons, etc. Les géomodeleurs(ex. : GOCAD 12 , Petrel 13 ou 3D geomodeller 14 ) sont très prisés par les géologues et le plus souventpar les pétroliers. Ils reconstruisent, à partir de données hétérogènes et disparates (donnéessismiques, de puits, etc.), des objets naturels aussi complexes que des formations géologiquessur lesquelles des simulations d’écoulement sont, entre autres, calculées. Le dernier groupe delogiciels 3D, les SIG 3D, est issu du monde de la géomatique. Malgré des demandes expriméesdans de nombreux domaines (Rahman et al ; 2001), le développement encore modeste des SIG3D implique que les applications actuelles restent le plus souvent limitées à la topographie (ex. :visualisation de MNT) et à l’exploitation de modèles urbains (Flamanc et al, 2003 ; Zlatanova,2000 ; Stoter, 2004). Ces derniers proposent la reconstruction et la visualisation d’un très grandnombre de bâtiments de manière moins détaillée et moins réaliste que ceux qui sont produits àl’aide d’un logiciel de CAO.9 CAO : Conception Assistée par Ordinateur.10 Géomodeleur : logiciel de CAO dédié à la modélisation d’objets spécifiques aux géo-sciences ou au milieumédical.11 SIG : Système d’Information Géographique.12 http ://www.gocad.org/www/13 http ://www.slb.com/content/services/software/geo/petrel/index.asp14 http ://www.geomodeller.com/geo/index.php13
Fig. 1 – Exemple de logiciels 3D.(A) Représentation d’un bâtiment créé à partir d’AutoCAD et de 3D StudioMax, (B) Représentation d’un diapirde sel sous GOCAD (www.gocad.org/www/gocad/Applications/ geophysic.html), (C) Représentation de l’extraitd’une ville à l’aide d’un SIG 3D, d’après Ramos (2004).Les géomodeleurs proposent un ensemble de « méthodes mathématiques pour modéliser de manièreunifiée la topologie, la géométrie et les propriétés physiques d’objets naturels en prenanten compte n’importe quel type de données » (Mallet, 2002). Une modélisation unifiée 15 , limitéeà la géométrie et à la topologie dans les logiciels de CAO, présuppose l’acquisition des objetsgéographiques à l’aide d’un même logiciel ou la remise en cohérence géométrique et topologiquedes objets. Très coûteuse en temps de calculs et en main-d’œuvre, la remise en cohérence s’effectuelors de l’intégration de tout nouvel objet géographique et se recalcule lors de certainesdéformations géométriques ou topologiques.L’intérêt d’une modélisation unifiée, et de la mise en cohérence sous-jacente, est multiple. Ellepermet d’améliorer la représentation et le réalisme des objets géographiques, de les manipuler etde développer des requêtes et des analyses 3D. Ce dernier aspect, regroupé dans le domaine dela géomatique sous le terme d’analyse spatiale, s’appuie sur l’ensemble des opérations métriques(distance, longueur, surface, volume, etc.), logiques (intersection, union, différence), de généralisation(simplification, typification, etc.), de buffering 16 , de fusion de données ou les calculssur des réseaux comme les plus courts chemins (Rahman et al, 2001). L’analyse spatiale est,avec l’acquisition et le stockage des données, au cœur de la géomatique. Appliquée à l’exploitationdes données 3D, elle constitue, avec la visualisation, un outil indispensable pour l’aide àla décision. Elle prend tout son sens dans l’analyse de phénomènes spatialisés comme les risques.15 Modélisation unifiée : une modélisation qui tend à l’unité c’est-à-dire qui sous-entend un unique modèletopologique et géométrique ou qui permet une conversion aisée de l’un à l’autre.16 Buffering : méthode créant un buffer, ou « zone-tampon », autour d’un point, d’une ligne ou d’une polyligne.La taille de cette surface dépend des choix de l’utilisateur.14
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Carlbom I., Chakravarty I., Vanders
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