Préparation et publication de données géographiques en 3D sur le web
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20 septembre 2017
Office fédéral de topographie swisstopo
Préparation et publication de données géographiques en 3D sur le web
Loïc Gasser
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Office fédéral de topographie swisstopo
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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
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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
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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 requiset d’un coût approprié, couvrant le territoire de la Confédération
suisse
en vue d’une large utilisation.
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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
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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)
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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
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Office fédéral de topographie swisstopo
Qui contacter, se renseigner?
• Questions relatives aux produits, accès au service de profile
et de hauteur
• Questions techniques, développement etc..
• https://api.geo.admin.ch
• Code source
• https://github.com/geoadmin
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Données et services
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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…)
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3D: Préparation des données de terrain
Vidéo
https://youtu.be/7W5qQ4YZUfU
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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}
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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
.ad
min
.ch
Nb tuiles
798 Zoom 11
Nb tuiles
5’536’224 Zoom 17
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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
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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
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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
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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)
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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
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Tiles CH03 Tiles WGS84
2D Map 3D World
Reprojectionusing Mapproxy
Terrain 3D
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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
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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]
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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]
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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": [...]
}
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Office fédéral de topographie swisstopo
3D Tiles: «Tilesets» et HLOD
24
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3D Tiles: raffinement par addition
Vidéo
https://youtu.be/925JoJyi8UE
25
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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
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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
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Cas d’utilisation: bâtiments
28
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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
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Cas d’utilisation: arbres
30
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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
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Cas d’utilisation: Noms
32
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Road map
• Fin 2017: Version beta avec arbres et noms
• Début 2018: go live avec les ponts et tous les bâtiments de
Suisse
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Office fédéral de topographie swisstopo
34
Questions?
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35
WORSHOP!!
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Comment utiliser nos services 3D?
36
Smapshot (HEIG-VD - http://smapshot.heig-vd.ch/)
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Comment utiliser nos services 3D?
37
SuisseMobile (https://map.schweizmobil.ch)
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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
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20 septembre 2017
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Workshop: v0.0
(function() {
var init = function() {
var viewer = new Cesium.Viewer(‘cesiumContainer’);
return viewer;
};
window.onload = function() {
var v = init();
};
})();
39
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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
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20 septembre 2017
Office fédéral de topographie swisstopo
Workshop: v1.0Zoomer sur la Suisse
41
…..
![Page 42: Préparation et publication de données géographiques en 3D sur le web](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022042723/5a6d3d487f8b9a0a428b5101/html5/thumbnails/42.jpg)
20 septembre 2017
Office fédéral de topographie swisstopo
Workshop: v1.0Désactiver tous ces boutons…
42
![Page 43: Préparation et publication de données géographiques en 3D sur le web](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022042723/5a6d3d487f8b9a0a428b5101/html5/thumbnails/43.jpg)
20 septembre 2017
Office fédéral de topographie swisstopo
Workshop v1.1Utiliser des données de Swisstopo
Terrain Provider
Doc:http://api.geo.admin.ch/services/sdiservices.html#terrain-service
Raster WMTS Provider
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20 septembre 2017
Office fédéral de topographie swisstopo
Workshop v1.1Utiliser des données de Swisstopo
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20 septembre 2017
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Workshop v1.2Qu’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
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Workshop v1.3Changer de couche de fond?
http://wmts20.geo.admin.ch/EPSG/4326/1.0.0/WMTSCapabilities.xml
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Workshop v1.3Changer de couche de fond?
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Workshop v1.3Changer de couche de fond?
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Workshop v1.4Ajouter les bâtiments?
http://api.geo.admin.ch/services/sdiservices.html#d-tiles
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Workshop v1.5Position de la caméra
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Workshop v1.5Position de la caméra
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Workshop v1.6Voler à une position de votre choix!
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Workshop v1.7Ajouter un KML!
KMLshttps://gist.githubusercontent.com/davidoesch/b4b7adb4736ca92e630881c69af33e
f0/raw/6df9ae2b5e0d1bf57de4f1939b9e67dc961bd299/direttisma_kmltest.kml
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