Expérimentation pour la construction d’une représentation volumique à partir des plans

complémentaire du cadastre québécois

Guillaume Fouquet-Asselin, ing. jr.Dr. Jacynthe Pouliot, a.-g.

Joanie Desgroseilliers, ing. jr. Tania Roy

Plan de la présentation

2

Mise en contexte et problématique

Résultats

Difficultés Rencontrées

Points de vue des utilisateurs

Mise en contexte et

problématique

Mise en contexte et

problématique

3

Cadastre du Québec• Représentation graphique de la

forme, la position, la superficie et les mesures des propriétés

• Dans les cas de propriétés superposées, le Cadastre du Québec utilise le cadastre vertical (ex.: cas de copropriété divise verticale)

• Le cadastre vertical est un renvoi à un plan complémentaire (PC)

4

RésultatsDifficultés

rencontrées

Point de vue des

utilisateurs

Cadastre du Québec : Représentation d’un cas

complexe

5

• Les plans complémentaires actuels ont leurs limites au niveau de la 3e dimension

• Il peut être difficile de se faire une image mentale juste de la réalité

• Serait-il intéressant pour un usager du cadastre vertical d’avoir une représentation volumique 3D?

RésultatsDifficultés

rencontrées

Point de vue des

utilisateurs

6

Un cadastre volumique (3D)?

• Testé sur 2 plans d’une copropriété• Les deux possèdent 1 seul plan

complémentaire• 1 lot commun, 1 immeuble avec 3 à 5

appartements et des partie communes (murs, escalier, plafonds, etc.)

7

Cadre expérimental• 1 Lot Commun 2 663 971 • 3 Lots Privés 2 663 972 2 663 973 2 663 974

RésultatsDifficultés

rencontrées

Point de vue des

utilisateurs

Notre proposition• Construire une représentation volumique

– Avec différentes géométries et attributs

• Proposer une procédure de construction– Vectorisation– Modélisation

• Explorer les possibilités de visualisation• Évaluer si la procédure est compatible avec

les besoins d’utilisateurs potentiels• Proposer des recommandations en vue de

développements futures

RésultatsDifficultés

rencontrées

Point de vue des

utilisateurs

Vue de localisation

Vue d’un étage

Coupe des étages 9

Données d’origine

RésultatsDifficultés

rencontrées

Point de vue des

utilisateurs

Résultats

Résultats

10

La procédure

Vectorisation20-30 min / 56-123 c.

Modélisation 3D

10 min / 46-75 c.

Min / clic • Convertir pdf à tiff 1 / 1• Rehaussement d’image 1 / 1• Paramétrisation de la vectorisation 0.5 / 1• Convertir l’image en vecteur 2 / 1• Nettoyage des vecteurs 10-25 / 48-

115• Géoréférencer le plan de localisation 5 / 4

Total : 20-30 min. / 102-198 clics

• Extraire chaque lot

et obtenir sa hauteur 2-3 / 6-10• Apparier avec le plan de localisation

et ajouter un facteur échelle 1 / 9-16• Extrusion des lots cadastraux 1-2 / 5-18• Finaliser les lots 3D (soustraire les

murs porteurs et les portes) 5 / 31

Difficultés rencontrées

Point de vue des

utilisateurs

Mise en contexte

1 objet volumique = 1 Lot

lot 3D = objet fermé; précision < 3mm

Construit à partir d’un fichier PDF

Automatiser au maximum

Moins de 15 minutes/PC

Lot 3D conserve son matricule d’origine

Lot 3D conserve ses mesures officielles

The 3D models

3D PDF

3D PDF

CONCLUSIONS ET RECOMMANDATIONS

Difficultés rencontrées

14

– Les flèches se fusionnent avec les limites des lots.– Plusieurs types de segments (lignes pointillées,

lignes pleines, etc.)

15

Phase de vectorisation

RésultatsPoint de vue

des utilisateurs

Mise en contexte

Phase de vectorisation

• Orientation

• Position

16

RésultatsPoint de vue

des utilisateurs

Mise en contexte

• Présence ou non de parties communes

• Complexité de la géométrie de certains objets (escalier) ou des lots (i.e. distribué sur deux étages).

• Les instructions du cadastre qui concernent les plans complémentaires évoluent dans le temps!

RésultatsPoint de vue

des utilisateurs

Mise en contexte

Phase de modélisation

Détails à modéliser

18

Mur porteur = objet à soustraire

Porte = objet à soustraire

RésultatsPoint de vue

des utilisateurs

Mise en contexte

CONCLUSIONS ET RECOMMANDATIONS

Point de vue des utilisateurs

19

Exemples de niveau de détail

Level 1 Level 2

Level 3 Level 4

MRNF Notaire Municipalité Arpenteur-géomètre

MRNF Notaire Municipalité Arpenteur-géomètre

MRNF Notaire Municipalité Arpenteur-géomètre

Usages potentiels - utilisateurs ?• MRNF

– Validation interne et contrôle de qualité

• Notaire– Comprendre la disposition et arrangement spatiale de la

propriété– Principalement pour des propriétés à géométrie complexe

• Municipalité– Visualisation et comparaison à propos de la 3e dimension!– Améliorer d’autres départements comme la taxation, le

réseau d’aqueduc et égoûts– Différentes analyses spatiales 3D et intégration avec

d’autres sources de données– Planification de travaux et de communication

• Arpenteur-géomètre– Ne sont pas intéressés étant donnée qu’ils créent les

fichiers CAD– Pourrait être intéressant pour aider à octroyer les droits de

propriété

Conclusion (1/2)• Cadastre 3D pour QUI, POURQUOI et

COMMENT• QUI?

– Surtout municipalités

• POURQUOI?– Avoir un accès direct et une solution intégrant

une vue 3D– Améliorer d’autres systèmes– Promouvoir le multi-usages du cadastre

• COMMENT ?– L’importance du temps et de l’automatisation– Prendre en compte la complexité de la

géométrie des immeubles et du niveau de détail requis.

– Intégrer à travers une approche base de donnée

Conclusion (2/2)• En somme, une bonne opportunité pour

comprendre les tenants et aboutissants d’une telle problématique

• Une expérience– Fait en 4 mois, simple et a ses limitations, mais concrète

et quantifiée– Ex. si accès fichier CAD, donc pas de vectorisation

• procédure prendrait 10 min. et 50 clics /PC

• Travaux futurs:– Travailler sur une procédure modélisant des plans plus

complexes– Explorer la possibilité de généraliser la procédure

• À des plans de cadastre vertical ne représentant pas une copropriété

• À des plans sur plus d’une page

– Au-delà des aspects techniques, examiner les aspects légaux, et organisationnels

Remerciements• Subventions du CRSNG (Conseil de recherches en

sciences naturelles et en génie du Canada)• Un remerciement spécial à E. Janssens-Coron et L.

Hashemi Beni pour leur précieuse aide dans la progression de ces travaux.

• Tous les utilisateurs potentiels interviewés:– MRNF : M. Morneau, L.-A. Desbiens – Arpenteurs-géomètres : M. Gervais, F. Roy, B. Beaulieu,

N. Massé, – Notaires : F. Brochu, B. Roy– Ville de Québec: B. Fiset, M.-A. Bluteau, B. Couture, A.

Tremblay, A. Naud

QUESTIONS ?Questions ???

25

* 1 et 2 : perte partielle de la distinction des parties communes et privées

Mise en contexte Objectifs Méthodologie

Conclusions et Recommandat

ions

26

2. Toutes les limites des lots sans mesures officielles (hauteur fixe par rapport au plafond)

1. Seulement les limites externes des lots mais très généralisées

3. Toutes les limites des lots sans mesures officielles

4. Toutes les limites des lots, avec mesures officielles

Niveau de généralisation

8,795,10

Étapes du projet

27

• Définition:– Intervention: manœuvre fait par

l’utilisateur en un ou plusieurs clics– Clics: action commandé par l’utilisateur

• Type d’intervention: delete vertex, place line, trim element, extend,

• Statistique:

Nettoyage

Couche Nombre intervention Nombre de clic Temps requis (min)

Vue de localisation 3 11 1

Étage 1 16 50 6

Étage 2 48 152 9

Étage 3 48 148 9

28

Workbench FME

Nettoyage

Assemblage

29

Paramètre Vectorisation

• Minimal length of polyline 2 pixels• Precision: 2.5 pixels• Straight lines recognition precision:

50%

30

100%Élevé

3

100%Élevé

2

• MRNF – Foncier• Ville de Québec – Arpentage

et Cartographie

• Ville de Québec – Design, Architecture et Patrimoine

• Ville de Québec – Arpentage et Cartographie

100%Modéré

4

• Notaires

31

Cadre d’analyse - Précisions

Logiciel Coût Automatisation Qualité du rendu

RasterDesign $$$ * **

RasterVect $ *** ***

VHPybrid CAD $$$ *** ***

WinTopo gratuit ** **

Légende : $ : < 500 * : faible$$ : 501-1499 ** : moyenne $$$: > 1500 *** : grande

Mise en contexte Objectifs Méthodologie

Conclusions et Recommandat

ions

32

Limites du lot: Logiciels retenus

• Technique de modélisation retenue– Extrusion + soustraction de primitives

• Exploration des logiciels

Légende : $ : <500 * : faible ¤ : rapide$$ : 501-1499 ** : moyenne ¤ ¤ : moyen$$$: > 1500 *** : grande ¤ ¤ ¤ : lent

Logiciel Coût Convivialité des outils

Possibilité ajout script Temps

AutoCAD $$$ * ** ¤¤¤

FME $$$ *** nulle ¤¤

MicroStation $$$ ** ** ¤

Mise en contexte Objectifs Méthodologie

Conclusions et Recommandat

ions

33

Modélisation

Légende : $ : <500 * : faible$$ : 501-1499 ** : moyenne$$$: > 1500 *** : grande

34

Mise en contexte Objectifs Méthodologie

Conclusions et Recommandat

ions

VisualisationLogiciel Coût Reconnaissance

des couchesMesures

disponiblesFacilité à naviguer

Possibilité ajout

contexte

ArcScene $$$ Oui Non *** Oui

FME Data Inspector $$$ Oui Non *** Non

LandXplorer $$$ Non Oui ** Oui

Myriad 3D Reader Gratuit Non Oui *** Non

Pdf3D $$ Oui Non *** Non

Google Earth Gratuit Oui Oui *** Oui