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Termes IGN > sciences naturelles > physique > traitement d'image > modèle numérique de terrain
modèle numérique de terrainSynonyme(s)MNT ;DTM DGMVoir aussi |
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Titre : 3D terrain models on the basis of a triangulation Type de document : Thèse/HDR Auteurs : Norbert Pfeifer, Auteur Editeur : Vienne [Autriche] : Technische Universität Wien Année de publication : 2002 Collection : Geowissenschaftliche Mitteilungen, ISSN 1811-8380 num. 65 Importance : 142 p. Format : 21 x 30 cm ISBN/ISSN/EAN : 978-3-9500791-7-3 Note générale : Bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Photogrammétrie numérique
[Termes IGN] données localisées 3D
[Termes IGN] interpolation
[Termes IGN] modèle numérique de terrain
[Termes IGN] noeud
[Termes IGN] reconstruction 3D
[Termes IGN] triangulation de DelaunayRésumé : (Auteur) This work provides an overview on terrain modelling techniques. Terrain models, or in order to be more general, topographic surface models, play an important role in many fields of science and practice where a relation to a location, i.e. a geo-relation' is given. These models describe the height as a function of the location. There lies a restriction in this definition, because only one height is allowed at one ground-plane position. Therefore, the currently used models are often termed 2.5D terrain models. The modelling of overhangs is not possible within such an approach. The aim of this work is to put aside this limitation and provide methods for 3D terrain modelling where not only the above restrictions do not apply anymore, but also more general surfaces with tunnels and cave systems can be reconstructed. Another terrain property which plays an important role in this work is its smoothness: a model shall be smooth. An exception is introduced at so-called breaklines where the terrain shape has a sharp edge.
There are several ways in order to build terrain models with the above characteristics (fully 3D and smooth). In this work, emphasis is put on those approaches which reconstruct the surface on the basis of a triangulation. Two different techniques are treated with great detail: the patch work and the subdivision approach. For each of those two, one method was developed which considers the special requirements in terrain modelling. The main contribution of this work to terrain modelling are those new methods. Generation, improvement, and thinning of triangulations is not treated within this work, but references to the relevant literature are given. Generally, the reconstruction of a patch work proceeds as follows. Given is a triangulation, which has as expected planar faces. For each edge a curve is determined which interpolates the end points. In the next step, triangular patches are inserted into a triple of boundary curves spanned over the edges of each triangle. As the patches interpolate the boundary curve a G0 surface (a geometrically continuous surface) is obtained.
However, this is not enough, because a smooth surface (G1, geometric continuity of order one, i.e. tangent plane continuity) is desired. Adjacent patches must therefore interpolate not only the boundary curves, but also share a common field of cross boundary derivatives. This is the general approach for patch work surfaces.
The patch work method which is proposed in this work1 starts with an enhancement of the triangulation. As the measurement of terrain points and lines is always burdened with random errors (depending on the measurement device characteristics) these errors should be removed first. This can be achieved by kriging, whereby for each point of the triangulation (i.e. each vertex) a filter value is determined from its neighboring points. In this step also the surface normal vectors in the points can be estimated, but alternative methods for the estimation of the normal vector, e.g. by averaging those of the triangles which are incident to that vertex, are possible, too. Now, not only the position, but also the surface normal vector is prescribed for each vertex. The patches which are to be reconstructed over each face of the triangulation shall be polynomials of degree four and they are described with Beziér triangles which allow a geometric interpretation of the coefficients of the (bivariate) polynomial. In the next step, boundary curves of polynomial degree three are computed which replace' the edges of the triangulation. These curves interpolate the end points of the edge and the curve tangents in those points are perpendicular to the estimated normal vectors. This determines the boundaries of each patch. The missing parameters (i.e. coefficients of the polynomial) influence the shape in the interior of the patch and also the tangent planes of the patch along the boundaries. A field of normal vectors is estimated for each boundary curve by blending the normal vectors from the end points into each other. The inner' parameters of a patch are now determined in a way that the normal vector fields are approximately perpendicular to the tangent planes of the patch along the boundaries in a least squares sense. As this field is only' approximated and not interpolated this scheme is called "G1 (i.e. approximately tangent plane continuous).
The second technique for surface reconstruction over a triangulation is the so-called subdivision. In this approach the given triangulation is refined in steps, and in each step new vertices and edges are inserted into the triangulation. This is performed in a way that the smoothness of the triangulation is increased in each level, the angles between adjacent triangles converge towards 180_. The limit surface, reached after an infinite number of subdivision steps, is smooth. An advantage of this approach is that the surface description is always composed of small triangles which allows to apply simple algorithms for intersections and similar tasks. The size of the triangles depends on the number of subdivision steps (i.e. the refinement level). This is the general approach for subdivision surfaces.
Also in the reconstruction technique (developed in this work) for topographic surfaces which is based on subdivision a removal of random measurement errors has to be performed first. The refinement rule applied here is the so-called edge midpoint subdivision where in one step one vertex is inserted into each edge and the triangulation is updated. The subdivision is based on the estimation of local surfaces in each vertex. A local surface is estimated which approximates the vertex of interest and its neighbors. The co-ordinates of the new points are obtained by averaging the two local surfaces in either edge end point. To achieve this, a point, representative for the edge midpoint, is computed on both local surfaces and the mean of these two is the new point. Also the old' points obtain new co-ordinates, namely their position on the local approximating surfaces. Special modifications are introduced in order to interpolate the originally given points. The approaches are compared to each other with examples based on real photogrammetric and geodetic observations as well as on synthetic terrain data. It turns out that the surfaces obtained by the developed subdivision approach meet the requirements in topographic terrain modelling better.Note de contenu : 1 Introduction
2 Modelling of Topographic Surfaces
2.1 Types of Models
2.1.1 Contour lines
2.1.2 Bivariate functions
2.1.3 Volumetric models
2.1.4 Transformation between models
2.2 Global and local approaches
2.3 Models in 2.5D and in 3D
2.4 3D terrain models
2.4.1 Problem definition
3 Algorithms for Triangulations
3.1 Definition of neighborhood
3.2 Parameterization of triangulations
3.2.1 Projection onto a plane
3.2.2 Local projection onto a plane
3.2.3 Global parameterizations
3.2.4 A method for local parameterization
3.3 Surface approximation and estimation of geometric properties
3.3.1 Normal vectors and tangent planes
3.3.2 Approximating quadric as local surface description
3.3.3 Approximating second order polynomial as local surface description
3.4 Functionals and variational principle
3.5 Mesh improvement
3.6 Filtering of random measurement errors
3.7 Consideration of breaklines and special points
3.7.1 Neighborhood restrictions
3.7.2 Prescribed tangent planes
3.7.3 Surfaces and lines at special points
4 Parametric patches
4.1 Patches and patch work
4.2 Method overview
4.3 An "G1-continuous polynomial patch
4.3.1 Approximate continuity
4.3.2 Construction of a curve network
4.3.3 Insertion of patches
4.3.4 Insertion of patches and minimizing energy
4.3.5 Additional splitting
4.3.6 Results
5 Subdivision
5.1 The subdivision paradigm
5.2 Method overview
5.3 Subdivision by estimation of local surfaces
5.3.1 The curve case
5.3.2 Surface subdivision with approximating surfaces
5.3.3 Paraboloids vs. general quadrics as local surfaces
5.3.4 Paraboloids vs. second order polynomials as local surfaces
5.3.5 Interpolation and Approximation
5.3.6 Averaging
5.3.7 Roughness detection
5.3.8 Results
6 Examples
6.1 Vertical Wall
6.2 Data set “Elev”
6.3 Breaklines only
6.4 Data set “Albis”
6.5 Bridge
7 Conclusions and Perspectives
7.1 Applications
7.2 Enclaves
7.3 Concluding remarkNuméro de notice : 14314 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : IMAGERIE Nature : Thèse étrangère Note de thèse : PhD : Vermessung und Geoinformation : Technische Universität Wien : 2002 En ligne : https://repositum.tuwien.at/handle/20.500.12708/390?mode=simple Format de la ressource électronique : URL Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=62656 Advances in Spatial Data Handling : 10th International Symposium on Spatial Data Handling / Dianne Richardson (2002)
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Titre : Advances in Spatial Data Handling : 10th International Symposium on Spatial Data Handling Type de document : Actes de congrès Auteurs : Dianne Richardson, Éditeur scientifique ; Peter J. M. Van Oosterom, Éditeur scientifique Editeur : Berlin, Heidelberg, Vienne, New York, ... : Springer Année de publication : 2002 Conférence : SDH 2002, 10th international symposium on Spatial Data Handling 09/07/2002 12/07/2002 Ottawa Canada Proceedings Springer Importance : 562 p. Format : 16 x 24 cm Accompagnement : sans cédérom ISBN/ISSN/EAN : 978-3-540-43802-1 Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Géomatique
[Termes IGN] base de données localisées
[Termes IGN] exploration de données géographiques
[Termes IGN] fusion de données
[Termes IGN] généralisation cartographique automatisée
[Termes IGN] incertitude des données
[Termes IGN] intégration de données
[Termes IGN] interopérabilité
[Termes IGN] modèle conceptuel de données spatio-temporelles
[Termes IGN] modèle numérique de surface
[Termes IGN] modèle numérique de terrain
[Termes IGN] précision des données
[Termes IGN] raisonnement spatial
[Termes IGN] web mappingRésumé : (éditeur) This book, entitled Advances in Spatial Data Handling, is a compendium of papers resulting from the International Symposium on Spatial Data Handling (SDH), held in Ottawa, Canada, July 9-12, 2002. The SDH conference series has been organised as one of the main activities of the International Geographical Union (IGU) since it was first started in Zurich in 1984. In the late 1990’s the IGU Commission of Geographic Information Systems was discontinued and a study group was formed to succeed it in 1997. Much like the IGU Commission, the objectives of the Study Group are to create a network of people and research centres addressing geographical information science and to facilitate exchange of information. The International Symposium on Spatial Data Handling, which is the most important activity of the IGU Study Group, has, throughout its 18 year history been highly regarded as one of the most important GIS conferences in the world. Numéro de notice : 17086 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : GEOMATIQUE Nature : Actes DOI : 10.1007/978-3-642-56094-1 En ligne : http://dx.doi.org/10.1007/978-3-642-56094-1 Format de la ressource électronique : URL Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=79461 Contient
- Detecting building alignments for generalisation purposes / Sidonie Christophe (2002)
- A methodology for updating geographic databases using map versions / Ally Peerbocus (2002)
- Map samples to help GI users specify their needs / Frédéric Hubert (2002)
- A new merging process for data integration based on the Discrete Fréchet Distance / Thomas Devogele (2002)
Exemplaires(1)
Code-barres Cote Support Localisation Section Disponibilité 17086-01 CG2002 Livre Centre de documentation Congrès Disponible Analyse de données acquises par laser aéroporté pour la reconstruction 3D de scènes urbaines / R. Elkharroubi (2002)
Titre : Analyse de données acquises par laser aéroporté pour la reconstruction 3D de scènes urbaines Type de document : Mémoire Auteurs : R. Elkharroubi, Auteur Editeur : Champs/Marne : Université de Marne-la-Vallée Année de publication : 2002 Autre Editeur : Champs-sur-Marne : Ecole nationale des sciences géographiques ENSG Importance : 43 p. Format : 21 x 30 Note générale : Bibliographie
Mémoire de fin de stage de DEA sciences de l'information géographiqueLangues : Français (fre) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Lasergrammétrie
[Termes IGN] détection du bâti
[Termes IGN] diagramme de Voronoï
[Termes IGN] données altimétriques
[Termes IGN] données laser
[Termes IGN] écho multiple
[Termes IGN] extraction automatique
[Termes IGN] filtrage du bruit
[Termes IGN] GPS-INS
[Termes IGN] indice de végétation
[Termes IGN] modèle numérique de surface
[Termes IGN] modèle numérique de terrain
[Termes IGN] reconstruction 3D du bâti
[Termes IGN] semis de points
[Termes IGN] Stuttgart
[Termes IGN] sursol
[Termes IGN] système d'information géographique
[Termes IGN] télémètre laser aéroporté
[Termes IGN] télémétrie laser aéroporté
[Termes IGN] traitement d'image
[Termes IGN] triangulation de Delaunay
[Termes IGN] VRMLIndex. décimale : DSIG Mémoires du master 2 IG, du master 2 SIG, de l'ex DEA SIG Résumé : (Auteur) Le levé par le système laser aéroporté est une nouvelle technique d'acquisition des données 3D du terrain, le principe de ce système est fondé sur la mesure de la distance de l'avion au sol par un télémètre laser positionné et orienté par des récepteurs GPS et une station de navigation inertielle INS. En temps presque réel, les données acquises sont traitées suivant des modèles mathématiques afin d'obtenir les coordonnées planimétriques et altimétriques des nuages de points. Après une présentation du principe du système laser aéroporté et les différentes techniques permettant la séparation des points entre sol et sur-sol, ce mémoire décrit les différentes étapes de la nouvelle approche mise en oeuvre pour la classification des nuages de points en trois classes : sol, bâti et végétation, qui s'appuie principalement sur l'utilisation des échos multiples. Les résultats obtenus par un test de notre algorithme sur une zone d'étude sur la ville de Stuttgart ont permis de conclure que les échos multiples sont une source d'information primordiale pour l'extraction automatique des éléments de sur-sol à partir d'un modèle numérique de surface (MNS). Note de contenu : CHAPITRE 1 : LE SYSTEME LASER AEROPORTE
1-1 INTRODUCTION
1-2 COMPOSANTES DU SYSTEME DE MESURE LASER SCANNER
- Le télémètre laser - le système GPS - le système de navigation inertiel (INS)
1-3 TECHNIQUES DE BALAYAGE
1-4 PRINCIPE ET DETECTION DES ECHOS MULTIPLES
1-5 CALCUL DE LA POSITION 3D ET AJUSTEMENT DES BANDES
1-6 CARACTERISTIQUES DE QUELQUES CAPTEURS
1-7 APPLICATIONS
- Aménagement urbain et environnemental - études topographiques - cartographie des couloires linéaires - surveillance des zones côtières
1-8 CONCLUSION
CHAPITRE 2 : METHODES DE CLASSIFICATION DES DONNEES LASER
2-1 INTRODUCTION
2-2 TECHNIQUE DE LA MORPHOLOGIE MATHEMATIQUE
- Définition - séparation de sol et sur-sol par ouverture morphologique - limites de couverture morphologique
2-3 TECHNIQUE DE LA TRIANGULATION ADAPTATIVE
- Principe de la technique - limites de la technique
2-4 ETUDES DES ECHOS MULTIPLES
- Extraction des bâtiments - Extraction de la végétation
2-5 CONCLUSION
CHAPITRE 3 REPRESENTATION DES DONNEES ALTIMETRIQUES
3-1 INTRODUCTION
3-2 MODELE NUMERIQUE DE SURFACE
- Source de l'information altimétrique
- Mode de représentation des modèles numériques de surface (Mode image, Mode vecteur)
3-3 TRIANGULATION DE DELAUNAY
- Définition de la triangulation - Diagramme de Voronoï - construction de la triangulation de Delaunay
3-4 VISUALISATION VRML DE LA ZONE CHOISIE
- Langage VRML - présentation de la zone
3-5 PRESENCE DES ECHOS MULTIPLES
3-6 CONCLUSION
CHAPITRE 4 : ETAPES DE LA NOUVELLE APPROCHE DE CLASSIFICATION & DISCUSSION DES RESULTATS
4-1 INTRODUCTION
4-2 DETECTION DE LA VEGETATION
4-3 DETECTION DES BATIMENTS
- Sélection des premiers germes - propagation de la triangulation - recherche des deuxièmes germes - recherche des troisièmes germes et propagation finale
4-4 ETIQUETAGE DES BATIMENTS
- Principe - résultats
CONCLUSION ET PERSPECTIVESNuméro de notice : 11874 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : IMAGERIE Nature : Mémoire Master 2 IG Organisme de stage : Laboratoire du traitement du signal et d'image ; Ecole Nationale Supérieure des Télécommunications Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=49776 Exemplaires(2)
Code-barres Cote Support Localisation Section Disponibilité 11874-01 DSIG Livre Centre de documentation Travaux d'élèves Disponible 11874-02 DSIG Livre Centre de documentation Travaux d'élèves Disponible Analyse d'images aériennes haute résolution pour la reconstruction de scènes urbaines / Matthieu Cord in Bulletin [Société Française de Photogrammétrie et Télédétection], n° 166 (Janvier 2002)
[article]
Titre : Analyse d'images aériennes haute résolution pour la reconstruction de scènes urbaines Type de document : Article/Communication Auteurs : Matthieu Cord, Auteur ; Michel Jordan, Auteur ; Thomas Belli, Auteur ; Marcello Bernardes Vieira, Auteur Année de publication : 2002 Conférence : Colloque 2001, 3D aérien : nouveaux capteurs, nouveaux enjeux 18/10/2001 12/07/2002 Châtillon France Proceedings Springer Article en page(s) : pp 34 - 43 Langues : Français (fre) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Applications photogrammétriques
[Termes IGN] algorithme de filtrage
[Termes IGN] classification dirigée
[Termes IGN] détection du bâti
[Termes IGN] image aérienne
[Termes IGN] image RVB
[Termes IGN] milieu urbain
[Termes IGN] modèle numérique de surface
[Termes IGN] modèle numérique de terrain
[Termes IGN] reconstruction 3D du bâti
[Termes IGN] stéréoscopie
[Termes IGN] sursol
[Termes IGN] végétationRésumé : (Auteur) Nous présentons dans cet article un ensemble d'algorithmes d'analyse d'images aériennes en zone urbaine qui répond au problème de la reconstruction du relief et de la détection d'objets cartographiques tels que le bâti. Le coeur de ces algorithmes est constitué d'un module de stéréorestitution particulièrement adapté aux images haute résolution en zone urbaine, fournissant un modèle numérique d'élévation à la fois dense, précis, et respectant les discontinuités du relief. L'appariement des images couleur par stéréocorrélation est réalisé par fusion des courbes de corrélation calculées dans les trois canaux RVB. Les étapes consécutives réalisent l'estimation d'un modèle numérique de terrain, la détection des zones d'intérêt (« sur-sol ») et leur classification (bâti ou végétation). Nous proposons également une recherche interactive de régions par similarité. L'ensemble de ces algorithmes fournit des résultats ayant une précision suffisante pour des applications aussi diverses que l'étude des propagations d'onde en télécommunications ou la simulation réaliste de survols. Numéro de notice : A2002-154 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : IMAGERIE Nature : Article nature-HAL : ArtAvecCL-RevueNat DOI : sans Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=22069
in Bulletin [Société Française de Photogrammétrie et Télédétection] > n° 166 (Janvier 2002) . - pp 34 - 43[article]Exemplaires(1)
Code-barres Cote Support Localisation Section Disponibilité 018-02011 RAB Revue Centre de documentation En réserve L003 Disponible Apport de l'analyse spatiale en géomorphologie : modélisation et approche multiscalaire des risques, Volume 1. Dossier administratif et texte de synthèse / Daniel Delahaye (2002)
Titre de série : Apport de l'analyse spatiale en géomorphologie : modélisation et approche multiscalaire des risques, Volume 1 Titre : Dossier administratif et texte de synthèse Type de document : Thèse/HDR Auteurs : Daniel Delahaye, Auteur ; Y. Guermond, Directeur de thèse Editeur : Rouen : Université de Rouen Année de publication : 2002 Importance : 259 p. Format : 21 x 30 cm Note générale : Bibliographie
Mémoire d'habilitation à diriger des recherches.Langues : Français (fre) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Analyse spatiale
[Termes IGN] analyse spatiale
[Termes IGN] automate cellulaire
[Termes IGN] bassin hydrographique
[Termes IGN] carte hydrographique
[Termes IGN] crue
[Termes IGN] données multiéchelles
[Termes IGN] érosion hydrique
[Termes IGN] géomorphologie
[Termes IGN] image SPOT
[Termes IGN] inondation
[Termes IGN] interaction spatiale
[Termes IGN] modèle hydrographique
[Termes IGN] modèle numérique de terrain
[Termes IGN] modélisation spatiale
[Termes IGN] occupation du sol
[Termes IGN] précipitation
[Termes IGN] risque naturel
[Termes IGN] ruissellement
[Termes IGN] Seine-maritime (76)
[Termes IGN] simulationIndex. décimale : THESE Thèses et HDR Note de contenu : CURRICULUM VITAE
1. Diplômes
2. Activités de recherche
3. Activités d'enseignement
4. Activités administratives
5. Responsabilités dans le domaine de la recherche
6. Publications et valorisation des travaux
7. Encadrement de la recherche
ITINERAIRE SCIENTIFIQUE
1. Les travaux de maîtrise et de thèse
2. Le cheminement vers l'analyse spatiale
3. La place de l'analyse spatiale dans l'approche naturaliste
4. Les thématiques de recherche
5. Modélisation ou expérimentation
6. Géographie théorique et géographie appliquée
7. Les terrains d'études
TEXTE DE SYNTHESE
INTRODUCTION GENERALE
PARTIE I DU RUISSELLEMENT EROSIF A LA CRUE TURBIDE
Introduction
1. Caractères communs à toutes les catastrophes
2. Des facteurs de prédisposition : l'exemple du Pays de Caux
3. Liens entre ruissellement érosif et crues turbides
4. Evolution des phénomènes de crues turbides
5. Etude du seuil de déclenchement des phénomènes
6. Evolution des structures pluviométriques7. Synthèse et perspectives de recherche
PARTIE II MORPHOLOGIE ET OCCUPATION DU SOL : ORGANISATION ET INTERACTIONS SPATIALES
Introduction
1. Rapport entre la morphologie et l'occupation du sol
2. Conséquences sur le système érosif
3. Vers une mesure de l'organisation de l'occupation du sol
4. Vers une mesure dynamique de l'architecture des bassins et de leurs réseaux
5. Effet hydrologique des formes des bassins et de l'architecture des réseaux
6. Synthèse et perspectives de recherche
PARTIE III LA MODELISATION COMME METHODE D'EXPERIMENTATION SPATIALE
Introduction
1. La modélisation hydrologique appliquée aux petits bassins
2. La modélisation du ruissellement érosif
3. Vers un modèle intermédiaire
4. Test et validation du modèle
5. Réflexion à propos de l'évolution de l'occupation du sol
6. Intégration de la capacité d'infiltration
7. Synthèse et perspectives de recherche
CONCLUSION GENERALENuméro de notice : 13536A Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : GEOMATIQUE Nature : Thèse française Note de thèse : Habilitation à diriger des recherches : : Rouen : 2002 nature-HAL : Thèse DOI : sans Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=45202 Exemplaires(1)
Code-barres Cote Support Localisation Section Disponibilité 13536-01A THESE Livre Centre de documentation Thèses Disponible Apports de la télédétection et des SIG à l'étude des inondations de la ville de Saint-Louis du Sénégal / Julien Gaffuri (2002)
PermalinkPermalinkPermalinkPermalinkPermalinkEtude et développement d'un outil d'extraction et d'appariement des éléments caractéristiques du relief à partir de modèles numériques de terrain / E. Colleu (2002)
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