[MUSIQUE] [MUSIQUE] [MUSIQUE] [MUSIQUE] Bonjour et bienvenue dans cette leçon dédiée à la représentation de l'information géographique en trois dimensions. Nous avons jusqu'ici exploité les deux dimensions du plan et maintenant nous vous proposons d'acquérir quelques notions de base utiles à la manipulation et au rendu des données qui sont caractérisées par un triplet de coordonnées soit x, y et z. Dans un premier temps nous rappellerons brièvement les techniques à disposition pour représenter graphiquement le relief, puis vous apprendrez quelles sont les étapes de la construction de modèles en trois dimensions avant de passer à deux exemples d'application dans QGIS, l'un sur les Seychelles et l'autre à Genève. Les buts de cette leçon sont de vous rappeler différentes techniques disponibles et permettant de visualiser le relief et de vous expliquer comment construire un modèle 3D à partir d'un modèle numérique de terrain. Après cette leçon, vous serez capable de construire un modèle 3D à partir d'un modèle numérique de terrain et d'utiliser le plugin Qgis2threejs disponible dans QGIS. [MUSIQUE] Mais pour quelles raisons s'intéresser à la troisième dimension spatiale? On peut en effet se demander quelle information pertinente une représentation géographique qui inclut le rendu d'une variable d'altitude est susceptible de produire. Il s'agit principalement d'une représentation de l'environnement qui est plus concrète et plus réaliste que le modèle réduit de l'espace géographique en deux dimensions. Cela rend en outre la carte ou la vue plus attractive pour l'utilisateur et c'est la raisson pour laquelle cette catégorie d'images est souvent utilisée dans le cadre d'études d'impact comme déjà évoqué ou de mise à l'enquête de nouveaux ouvrages. Le rendu visuel du volume des objets géographiques sur ce type de vue peut favoriser une meilleure perception et une meilleure compréhension de l'espace et des relations entre les objets qui constituent le paysage. En outre, ce type de représentation permet de faire varier le point de vue, de visualiser les objets d'intérêt sous plusieurs angles. Et finalement, la construction de représentations incluant la troisème dimension, permet de visualiser simultanément le relief plus un attribut thématique. Il existe plusieurs manières de représenter le relief et nous les avons évoquées dans le module trois, dans le cadre des leçons dédiées aux modèles numériques de terrain. Ce type de représentation est parfois appelé 2.5D ou 2D et demi ou encore pseudo 3D car son but est de simuler l'apparence de la 3D. Le procédé consister à projeter l'informaton de la troisième dimension sur un plan en deux dimensions. Une première technique est de faire varier la valeur d'une teinte des pixels d'un modèle numérique de terrain en fonction de l'attitude, ici sur l'Île de Mahé aux Seychelles. Dans ce premier exemple, les niveau de grilles varient, plus le pixel est blanc, plus l'altitude est élevée. Il est aussi possible de déterminer et de dessiner les courbes de niveau ou encore de calculer un modèle ombré. Finalement, il faut noter que plusieurs de ces représentations sont combinables et qu'il est possible de superposer une image satellite ou une couche vectorielle, un modèle ombré pour produire une vue pseudo 3D de ce type. [MUSIQUE] Mais il existe une forme de représentation du relief en trois dimensions et cette forme passe par la construction d'un modèle 3D sur lequel on va venir caler l'image ou une couche vectorielle, on parle alors de drapage. En infographie tridimensionnelle, il existe plusieurs types de modélisation dont la modélisation par courbes ou NURBS pour Non uniform rational basic spline, qui est souvent implémentée. Les étapes nécessaires à la construction de ce type de modèle sont les suivantes. À partir d'un modèle numérique des terrains, au format raster, chaque pixel est caractérisé par ses coordonnées x et y ainsi que par son altitude en z. Puis chaque est élevé à son altitude z à la suite de quoi, pour éviter de gros décrochements sur les bords des pixels, on construit une surface avec l'aide de courbes de Bézier reliant les centres de chaque pixel. Certains modèles 3D permettent de rééchantilloner l'information, ceci afin d'ajuster la résolution du modèle numérique de terrain. Ici par exemple, le rééchantillonage permet d'augmenter la résolution spatiale mais il est également possible de dégrader la résolution afin d'éviter de devoir manipuler un modèle trop lourd. Enfin, comme dernière étape, on va draper une couche raster le plus souvent et qui peut être vectorielle. Cette étape consiste à poser une image par-dessus le modèle, cette opération de superposition entraîne la déformation des pixels de l'image à draper situés là où de fortes différences d'altitude existent. [MUSIQUE] Nous allons maintenant utiliser une extension de QGIS appelée Qgis2threejs. Ce plugin utilise une librairie JavaScript appelé threejs, d'où son nom. Ce programme permet de créer et d'afficher des paysages 3D dans un navigateur web grâce à la technologie WebGL qui est une spécification d'interface de programmation de 3D dynamique pour les pages et application en HTML5. Qgis2threejs ne permet que la visualisation des éléments 3D, il n'est pas possible de les créer, ni d'y appliquer des traitements. Passons dans QGIS, dans le cas nous avons à disposition un modèle numérique de terrain de l'Île de Mahé ainsi qu'une image aérienne en trois couleurs, rouge, vert, bleu. Il faut noter que des données sont manquantes à trois endroits dans ce fichier, ce qui explique les trois petites zones blanches sur les vues obtenues. Nous allons d'abord installer le plugin en question, via le gestionnaire d'extensions. Dans le menu extension, installer, gérer les extensions, écrire les premières lettres qjis2 et sélectionner ensuite le plugin voulu avant de cliquer sur installer l'extension. Une fois que c'est fait, cliquez sur fermer et l'icône correspondant apparaît sur l'interface. Cliquez dessus pour afficher la fenêtre de paramétrisation du plugin, vous y trouvez plusieurs onglets qui permettent de définir les options désirées. L'onglet world permet principalement de définir l'emprise de notre modèle. Nous choisissons de conserver la surface totale de l'île. L'onglet controls permet de définir les combinaisons de touches du clavier et l'usage de la souris pour naviguer dans l'image une fois le modèle généré. Ici nous laissons les réglages par défaut. L'onglet DEM, pour digital elevation model en anglais, permet de désigner la couche qui contient le modèle numérique de terrain que nous voulons utiliser. Ici, nous sélectionnons le modèle numérique de terrain de l'île et ensuite il est possible de choisir la résolution de ce modèle numérique de terrain. Et si la résolution est trop élevée, la carte graphique ne sera pas assez puissante pour traiter l'information de façon suffisamment fluide. Et au contraire si la résolution est trop faible, les détails du MNT et de l'image drapée seront perdus. Une bonne solution est d'utiliser la fonction avancée quadtree qui ajuste la résolution de l'image en fonction du niveau de zoom. Nous pouvons définir le nombre de niveaux à créer, ici quatre, et choisir sur l'écran la zone pour laquelle nous voulons pouvoir obtenir le plus de détails. Dans la dernière section de cet onglet, nous pouvons encore sélectionner l'image à draper sur le modèle numérique de terrain, en l'occurrence il s'agit de l'image disponible dans le gestionnaire de couches de QGIS. Les onglets suivants donnent la possibilité de gérer plusieurs modèles numériques de terrain ou d'ajouter des objets vectoriels comme les lignes ou les polygones ce que nous ferons dans l'exemple suivant. Nous pouvons maintenant lancer le processus. Une fois le calcul terminé, le plugin ouvre une fenêtre dans un navigateur web et nous donne la possibilité de naviguer dans le modèle 3D ainsi généré. Observez au passage que la résolution de l'image n'est pas la même partout ce qui correspond au paramétrage de l'option quadree, avec une résolution spatiale optimale dans une zone désignée et moindre ailleurs. [MUSIQUE] [MUSIQUE] Voici un second exemple pour illustrer l'utilisation de l'extension Qgis2threejs, en milieu urbain cette fois-ci avec l'apport d'une couche vectorielle. La zone choisie est un quartier de la ville de Genève. Dans QGIS, nous avons un modèle numérique de terrain à haute résolution, une image aérienne d'une résolution spatiale de 40 centimètres en rouge, vert, bleu, et l'emprise au sol des bâtiments de la ville issus du cadastre. Une table d'attributs décrit ces derniers parmi lesquels une variable hauteur que nous allons utiliser. Dans la fenêtre de paramétrage du plugin, nous sélectionnons le modèle numérique de terrain, puis nous choisissons un rééchantillonage simple. En effet ici la zone d'étude n'est pas trop grande et les calculs ne seront pas longs. Comparé à l'exemple des Seychelles, nous devons compléter le paramétrage puisque l'idée est d'insérer les volumes des bâtiments sur le territoire. Dans l'onglet polygon, nous devons sélectionner la couche contenant les bâtiments que nous voulons extruder à l'altitude indiquée dans le champ hauteur. Vous noterez qu'un paramètre additionnel permettrait d'exagérer la hauteur des bâtiments d'un facteur de notre choix. Enfin, après avoir lancé le calcul, nous obtenons un modèle 3D d'un quartier de Genève avec ses bâtiments. Les outils de navigation permettent de se déplacer dans le paysage avec plus ou moins de fluidité. [AUDIO_VIDEO} [MUSIQUE] [MUSIQUE] Nous voilà arrivés au terme de cette leçon sur la représentation de la troisième dimension géographique. Dans un premier temps, nous nous sommes demandés quels en étaient les avantages. Le fait de pouvoir produire des vues concrètes, réalistes et attractives constituent les arguments principaux. Nous avons ensuite passé en revue les différentes méthodes existantes pour représenter le relief en pseudo 3D avant d'expliquer comment produire un modèle en trois dimensions avec l'aide d'un modèle numérique de terrain sur lequel on vient draper une couche d'information raster ou vectorielle. Et c'est avec le plugin Qgis3threejs qui permet d'inclure un modèle de visualisation 3D dans QGIS et facile à utiliser que nous vous avons montré comment fabriquer deux modèles en trois dimensions, l'un aux Seychelles et l'autre à Genève. [MUSIQUE] [MUSIQUE]
