La 3D dans la plateforme ArcGIS

SIG 2015 - 7 & 8 octobre 2015 - Versailles

Atelier Technique SIG 2015 7 & 8 octobre 2015 - Versailles

La 3D dans la plateforme ArcGIS Gaëtan LAVENU



Pourquoi un SIG en 3D ?

•  Tout simplement parce que notre monde est en 3D



ArcGIS est une plateforme SIG 3D complète

Visualiser

Gérer

Analyser

Partager

Concevoir



Les modèles de données 3D d'ArcGIS



Les modèles d'entités 3D

PolylineZ

PolygonZ

PointZ

•  Fichiers ASCII X,Y,Z (ASCII vers Classe d'entités)

•  Fichiers CAO/DAO (DAO vers Géodatabase)

•  Fichiers 2D + Champ avec les Z (Entité en 3D par attribut)

•  Fichiers 2D + Surface (Interpoler une forme)

•  Saisie interactive (ArcScene, ArcGlobe, ArcGIS Pro)



Les classes d'entités de type Multipatch

•  Entités dont la géométrie est constituée de facettes triangulaires formant les limites d'un objet 3D fermé ou non

•  Les facettes ont une texture, une couleur et une transparence

•  Possède une table attributaire



Créer des entités multipatch (1/2)

•  Par import de fichiers 3D Outil: "Importer des fichiers 3D" Les formats supportés: - 3D Studio Max (*.3ds), - VRML/GeoVRML 2.0 (*.wrl), - SketchUp 6.0 (*.skp), - OpenFlight 15.8 (*.flt) - COLLADA (*.dae)

•  Par insertion interactive de fichiers 3D (ArcScene, ArcGlobe, ArcGIS Pro)

•  Par conversion d'entités 2D/3D extrudées Outil: "Couche 3D vers classe d'entités"

Insertion et placement d'un fichier 3D dans une classe d'entités multipatch

Entités 2D + Attribut "Hauteur" Entités Multipatch



Créer des entités multipatch (2/2)

•  A l'aide de règles procédurales CityEngine

•  A l'aide des outils de sketching 3D de CityEngine (entités texturées ou non)

Géodatabase

Règles (CGA ou RPK)

Utilisation dans CityEngine, ArcGIS Desktop ou ArcGIS Server

Conception des règles dans CityEngine 1

2

3 Exporter les modèles en multipatch



Démonstration: Créer des modèles 3D avec CityEngine



Les modèles de surfaces vecteur (TIN)

•  Modèle de facettes triangulaires •  Chaque point altimétrique constitue

une sommet des facettes 3D •  Intègre des éléments topographiques

lors de la triangulation - Surfaces contraintes - Lignes contraintes

•  Deux formats de données - TIN > Mono-résolution > Hors Géodatabase - Terrain > Multi-résolution > Géodatabase

•  Données dérivés: -  Ombrages, Pentes, CDN, Ombrage



Les modèles de surfaces vecteur (Lidar)

•  Semis de points issus de levés laser ou radar, aériens ou terrestres

•  Très grosse volumétrie de points •  Les points peuvent être codifiés •  Format standard: LAS •  Dans ArcGIS > Notion de LAS Dataset

- Comme une "mosaïque" mais sur des fichiers LAS ou ZLAS - Format de stockage hors de la Géodatabase - ZLAS = Format LAS compressé Esri

•  Les points peuvent être classés (sol, végétation, eau,…)



Les modèles de surfaces raster

•  Chaque cellule contient l'altitude moyenne de cette cellule

•  Conversion: Vecteur -> Raster •  Conversion: Raster -> Vecteur •  Production de données dérivées:

- Ombrages - Pentes - Orientations des pentes - Profils - Courbes de niveau - ….



Démonstration: De la 2D à la 3D avec ArcGIS Pro



Applications et extensions pour la 3D



ArcScene et ArcGlobe…

•  Les points communs à ces deux applications ArcGIS - Affichage de différentes couches d'entités 2D/3D, multipatch et raster - Gestion de l'ordre d'affichage et des plages d'échelles d'affichage des couches - Symbologie, extrusion, altitude basées sur les attributs - Mesures de longueurs et de surfaces en 3D -  Identification des entités - Exploitation des tables attributaires : sélections, requêtes…

Deux applications 3D pour deux types d'usage



Spécificités d'ArcScene vs. ArcGIobe

•  Supporte l'affichage en 3D des données dans leur système de projection natif ou non-projeté

•  Supporte la visualisation en stéréoscopie •  Propose des outils d'analyse interactifs (isolignes, parcours de moindre coût…) •  Mise à jour interactive des entités 3D (XYZ) •  Zone géographique limitée (un bâtiment, un site, une commune,…) •  Capacités limitées sur les couches raster (chargées en mémoire)



ArcGIS Pro

•  Regroupe le meilleur d'ArcGlobe et d'ArcScene… •  Avec en plus:

- Visualisation et mise à jour 3D sans aucune extension - Affichage 2D/3D homogène dans la même application - Notion de scène Locale et Globale - Consommation des services et fonds de carte ArcGIS

(contrairement à ArcScene) - Environnement d'affichage plus performant et plus

avancé - Environnement de mise à jour plus ergonomique - Publication de Scene Services



L'extension 3D Analyst

•  Création et gestion des modèles 3D vecteur (Géométries XYZ, Multipatch, TIN, Terrain, LAS Dataset)

•  Affichage, représentation et animation des données en 3D (ArcScene et ArcGlobe)

•  Analyses 3D sur les géométries vectorielles (intersection, union, volume englobant, …)

•  Interpolation de modèles de surface raster •  Analyses de base sur les modèles de surface raster

(pente, isoligne, ombrage, orientation, courbure, remblais/déblais, profils, intervisibilité…)



L'extension Spatial Analyst

•  Interpolation de modèles de surface raster •  Analyses de base sur les modèles de surface raster

(pente, isoligne, ombrage, orientation, courbure, remblais/déblais, intervisibilité…)

•  Analyses hydrologiques •  Analyses de distances, •  Analyses de radiations solaires, •  Interpolation, analyses multi-variées, algèbre d'image •  Très peu de création et de gestion de données vectorielles 3D •  Pas d'affichage des données en 3D (sauf dans ArcGIS Pro)



Démonstration: Analyse 3D avec ArcGIS Pro



Publication web



Avant ArcGIS 10.3: Les scènes Web CityEngine

•  Permet de diffuser une scène 3D sur le web via un portail ArcGIS

•  S'affichent dans une visionneuse du portail sans plug-in (WebGL)

•  Proposent différentes fonctionnalités -  Navigation 3D -  Affichage des couches -  Interrogation et recherche d'entités -  Comparaison de couches -  Commentaires collaboratifs

•  Avec des limites: -  Données statiques -  Nombre d'entités limité (toute la scène chargée en mémoire)

ArcScene CityEngine

Visionneuse de scènes CityEngine

ArcGIS Online / Portal for ArcGIS

Fichier de scène *.3ws

Exemple de scène CityEngine



2015: Une nouvelle génération de scène web

Nouvelle visionneuse de scènes web du portail ArcGIS

ArcGIS Pro

•  Exploitation des règles de CityEngine •  Conception de scènes 3D •  Publication de Web Scenes •  Publication de Scene Services

•  Globe contenant MNT + Basemap •  Tiled Services, Feature Services

et Scene Services •  Streaming des données •  WebGL (pas de plug-in)

Web Scene



Ce qui est possible en 10.3

Feature Services

Tiled Services

Web Scene

Description de la Web Scene

Autres données Géodatabase,

csv, kml, shp,…

ArcGIS Online Portal for ArcGIS

ArcGIS Pro 1.0

ArcMap





Ce qui est possible en 10.3.1


Scene Viewer

Scene Services ArcGIS Pro 1.1

ArcMap Autres données Géodatabase,

csv, kml, shp,…


Portal for ArcGIS

Feature Services

Tiled Services

Web Scene

Multipatch


Description de la Web Scene

Exemple de scène web



Les Web Scenes à termes dans la plateforme

Utilisateurs finaux

Développeurs

Runtime SDKs

JavaScript API

ArcGIS Pro ArcGIS Earth

Web Scene Viewer Explorer for ArcGIS


Web Scene

Web Scene Layers

Caméra, Géosignets,

Tours

Symboles

Scene Service

Map/Feature Service

Elevation Service

Exemple de scène web 1 Exemple de scène web 2



Démonstration: Publication d'une scène web 3D



Cache 3D au format I3S



I3S: Indexed 3D Scene

•  Esri a mis au point une spécification ouverte pour le stockage de caches de services web 3D

•  Supporte différents types de géométrie: - Entités individuelles

-  Points -  Lignes -  Polygones -  Multipatches

-  Integrated Meshes (ex: Accute3D) - Pointclouds (ex: Lidar) - Symbols



Indexation et niveaux de détails, clés du streaming

•  Un index adapté à chaque type de données - R-Tree - Quadtree, Octtree - Schéma de tuilage standard

•  Equilibrage de charge - Des volumes équivalents

sur chaque noeud

A100Ko

B4Mo

E2Mo

C50Ko

D50Ko

2

2-1 2-2

AB2Mo

DE1Mo

Généralisa8ondesgéométriesetdestextures



API Rest sur les Scene Services

•  Le stockage I3S est une base de données orientée document

-  Indexation par clé/document adaptée aux capacités de cache IndexedDB des navigateurs web (Chrome, Safari, Firefox et IE l'implémentent)

•  ArcGIS Server implémente le stockage et la diffusion de ce cache via CouchDB

•  CouchDB -  Base de données NoSQL Open Source, -  Adapté à de très gros volumes de données -  Particulièrement performant pour les mises à jour fréquentes -  Bien adapté aux architectures et processus distribués

API Rest ArcGIS Server

Structure du Scene Server Store / Scene Package



Démonstration: Accéder en Rest aux caches 3D



ArcGIS Online Updates

CityEngine Updates

Runtime 10.3.0 beta

Publication des couches de points, lignes et polygones dans les services de scènes

Contrôles d'animation 3D

Amélioration PointCloud

classification

ArcGIS Pro 1.1

ArcGIS Server 10.3.1

CityEngine 2015

.NET Runtime 10.2.6

Personnalisation de l'expériences 3D

sur le web, le desktop et le mobile

Evolution de la 3D sur 2015

ArcGIS Pro 1.0

ArcGIS Online Web Scenes (beta)

ArcGIS Server 10.3

Printemps 2015 Eté/Automne 2015 Hiver 2015/2016

•  Servir des couches de multipatch et des scènes web via Portal for ArcGIS

•  Publication de scènes à partir d'ArcGIS Pro

•  Consommation de scènes web à partir du SDK Runtime et de l'API JS (beta)

•  Mise à jour progressive de l'API JS API sur les capacités 3D

•  Sortie des capacités 3D cross-platform pour les SDK Runtime pour Java, .NET, Qt, Android, iOS (beta)

•  Publication des couches de Points, Lignes et Polygones en tant que couches de scène

•  Dashboards for CityEngine •  Sortie des SDK Runtime pour Java, .NET, Qt,

Android, iOS (final) •  Amélioration des API Web et Desktop

Publication de services de scène 3D et de scènes web

"On-Premises"

Publication du standard ouvert des scene services


Questions / Réponses


Documents

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