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Planimetric simplification and lexicographic optimal chains for 3D urban scene reconstruction / Julien Vuillamy (2021)  

Public Titre : Planimetric simplification and lexicographic optimal chains for 3D urban scene reconstruction Type de document : Thèse/HDR Auteurs : Julien Vuillamy, Auteur ; Pierre Alliez, Directeur de thèse Editeur : Nice : Université Côte d'Azur Année de publication : 2021 Importance : 129 p. Format : 21 x 30 cm Note générale : bibliographie Thèse Présentée en vue de l’obtention du grade de docteur en Informatique d’Université Côte d’Azur Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Traitement d'image [Termes IGN] complexe simplicial [Termes IGN] géométrie de Riemann [Termes IGN] homologie [Termes IGN] maillage [Termes IGN] modèle 3D de l'espace urbain [Termes IGN] optimisation (mathématiques) [Termes IGN] programmation linéaire [Termes IGN] reconstruction 3D du bâti [Termes IGN] scène urbaine [Termes IGN] semis de points [Termes IGN] simplification de surface [Termes IGN] triangulation de Delaunay Index. décimale : THESE Thèses et HDR Résumé : (auteur) Creating mesh representations for urban scenes is a requirement for numerous modern applications of urban planning ranging from visualization, inspection, to simulation. Adding to the diversity of possible input data -- photography, laser-based acquisitions and existing geographical information system (GIS) data, the variety of urban scenes as well as the large-scale nature of the problem makes for a challenging line of research. Working towards an automatic approach to this problem suggests that a one-fits-all method is hardly realistic. Two independent approaches of reconstruction from point clouds have thus been investigated in this work, with radically different points of view intended to cover a large number of use cases. In the spirit of the GIS community, the first approach makes strong assumptions on the reconstructed scenes and creates a 2.5D piecewise-planar representation of buildings using an intermediate 2D cell decomposition. Constructing these decompositions from noisy or incomplete data often leads to overly complex representations, which lack the simplicity or regularity expected in this context of reconstruction. Loosely inspired by clustering problems such as mean-shift, the focus is put on simplifying such partitions by formulating an optimization process based on a tradeoff between attachment to the original partition and objectives striving to simplify and regularize the arrangement. This method involves working with point-line duality, defining local metrics for line movements and optimizing using Riemannian gradient descent. The second approach is intended to be used in contexts where the strong assumptions on the representation of the first approach do not hold. We strive here to be as general as possible and investigate the problem of point cloud meshing in the context of noisy or incomplete data. By considering a specific minimization, corresponding to lexicographic orderings on simplicial chains, polynomial-time algorithms finding lexicographic optimal chains, homologous to a given chain or bounded by a given chain, are derived from algorithms for the computation of simplicial persistent homology. For pseudomanifold complexes in codimension 1, leveraging duality and an augmented version of the disjoint-set data structure improves the complexity of these problem instances to quasi-linear time algorithms. By combining its uses with a sharp feature detector in the point cloud, we illustrate different use cases in the context of urban reconstruction. Note de contenu : 1- Introduction 2- State of the art and contributions 3- Parsimonious representations from 2D partitions 4- Dense representations from lexicographic optimal chains 5- Conclusion and perspectives Numéro de notice : 28655 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : IMAGERIE/INFORMATIQUE Nature : Thèse française Note de thèse : Thèse de Doctorat : Informatique : Côte d'Azur : 2021 Organisme de stage : INRIA DOI : sans En ligne : https://hal.science/tel-03339931 Format de la ressource électronique : URL Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=99797

Simplicial complexes reconstruction and generalisation of 3d lidar data in urban scenes / Stéphane Guinard (2020)  

Public Titre : Simplicial complexes reconstruction and generalisation of 3d lidar data in urban scenes Titre original : Reconstruction et généralisation de complexes simpliciaux à partir de scans lidar de scènes urbaines Type de document : Thèse/HDR Auteurs : Stéphane Guinard , Auteur ; Bruno Vallet , Directeur de thèse ; Laurent Caraffa , Encadrant Editeur : Champs/Marne : Université Paris-Est Année de publication : 2020 Note générale : bibliographie École doctorale Mathématiques, Sciences et Technologies de l'Information et de la Communication Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Lasergrammétrie [Termes IGN] classification basée sur les régions [Termes IGN] complexe simplicial [Termes IGN] données lidar [Termes IGN] données localisées 3D [Termes IGN] optimisation (mathématiques) [Termes IGN] reconstruction d'objet [Termes IGN] scène urbaine [Termes IGN] segmentation [Termes IGN] semis de points [Termes IGN] simplification de maillage Index. décimale : THESE Thèses et HDR Résumé : (auteur) Grâce à leur résolution et à leur accessibilité toujours meilleures, les capteurs LiDAR sont de plus en plus utilisés pour cartographier les villes. En effet, ces capteurs sont capables de réaliser efficacement des acquisitions à haut résolution, qui peuvent ensuite être utilisées pour produire des reconstructions géométriquement détaillées de scènes complexes. Cependant, une telle reconstruction nécessite d’organiser les données avec une structure de données adaptée, comme des nuages de points ou des maillages. Les nuages de points fournissent une représentation compacte des données, mais leur nature discrète empêche certaines applications telles que la visualisation ou la simulation. Les maillages permettent une représentation continue des surfaces, mais ne sont pas bien adaptés à la représentation d’objets complexes, dont le niveau de détail peut dépasser la résolution de l’acquisition. Pour remédier à ces limitations, nous proposons de reconstruire une géométrie continue uniquement lorsque suffisamment d’informations géométriques sont disponibles. Cela nous amène à créer une reconstruction mêlant triangles, arêtes et points. Nous appelons une telle collection d’objets un complexe simplicial. Dans cette thèse, nous étudions la création de modèles 3D de scènes urbaines géométriquement détaillés, basés sur des complexes simpliciaux. Nous montrons que les complexes simpliciaux sont une alternative appropriée aux maillages. En effet, ils sont rapides à calculer et peuvent être simplifiés tout en conservant une grande fidélité géométrique par rapport aux données d’entrée. Nous soutenons que les complexes simples transmettent de précieuses informations géométriques qui peuvent à leur tour être utilisées pour la sémantisation des nuages de points 3D. Nous pensons également qu’ils peuvent servir de base pour des reconstructions multi-échelles de scènes urbaines. Nous présentons d’abord un algorithme efficace pour le calcul de complexes simpliciaux à partir d’acquisitions LiDAR de scènes urbaines. Comme les complexes simpliciaux reconstruits peuvent être très lourds, ils peuvent être difficiles à traiter sur un ordinateur standard. Pour relever ce défi, nous étudions différentes approches pour les généraliser spatialement, en approximant de grandes zones géométriquement simples par des primitives simples. À cette fin, nous proposons un nouvel algorithme pour calculer des approximations planaires par morceaux de nuages de points 3D, basé sur une approche d’optimisation globale. Ensuite, nous proposons deux applications différentes des complexes simpliciaux. La première est une méthode de polygonalisation améliorant la création de modèles 3D légers mais géométriquement précis. La seconde est une méthode de classification faiblement supervisée utilisant des descripteurs 3D locaux et globaux. Numéro de notice : 17613 Affiliation des auteurs : UGE-LASTIG (2020- ) Thématique : IMAGERIE Nature : Thèse française Note de thèse : thèse : Géographie, Sciences de l'information et de la communication : Paris-Est : 2020 Organisme de stage : LaSTIG (IGN) nature-HAL : Thèse DOI : sans Date de publication en ligne : 30/09/2020 En ligne : https://theses.hal.science/tel-02953672 Format de la ressource électronique : URL Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=95943

Weighted simplicial complex reconstruction from mobile laser scanning using sensor topology / Stéphane Guinard in Revue Française de Photogrammétrie et de Télédétection, n° 217-218 (juin - septembre 2018)  

Public [article]  inRevue Française de Photogrammétrie et de Télédétection > n° 217-218 (juin - septembre 2018) . - pp 63 - 71 Titre : Weighted simplicial complex reconstruction from mobile laser scanning using sensor topology Type de document : Article/Communication Auteurs : Stéphane Guinard , Auteur ; Bruno Vallet , Auteur Année de publication : 2018 Projets : 1-Pas de projet / Article en page(s) : pp 63 - 71 Note générale : bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Lasergrammétrie [Termes IGN] complexe simplicial [Termes IGN] coplanarité [Termes IGN] données lidar [Termes IGN] données localisées 3D [Termes IGN] modèle géométrique [Termes IGN] pondération [Termes IGN] reconstruction 3D [Termes IGN] relation topologique [Termes IGN] relation topologique 3D [Termes IGN] semis de points Résumé : (auteur) Nous présentons une nouvelle méthode pour la reconstruction de complexes simpliciaux (ensembles de points, segments et triangles) à partir de nuages de points 3D obtenus par LiDAR mobile, à balayage plan. Notre méthode utilise la topologie inhérente au capteur LiDAR pour définir une relation spatiale entre les points. Pour cela, nous examinons chaque connexion possible entre points, pondérée en fonction de sa distance au capteur, et les filtrons en privilégiant les structures collinéaires, ou perpendiculaires aux impulsions du laser. Ensuite, nous créons et filtrons des triangles pour chaque triplet de segments connectés entre eux, en fonction de leur coplanarité locale. Nous comparons nos résultats à une reconstruction non pondérée d'un complexe simplicial. Numéro de notice : A2018-497 Affiliation des auteurs : LASTIG MATIS (2012-2019) Thématique : IMAGERIE Nature : Article nature-HAL : ArtAvecCL-RevueNat DOI : 10.52638/rfpt.2018.412 En ligne : https://doi.org/10.52638/rfpt.2018.412 Format de la ressource électronique : URL article Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=91263 [article]

Weighted simplicial complex reconstruction from mobile laser scanning using sensor topology / Stéphane Guinard (2018)    

Public Titre : Weighted simplicial complex reconstruction from mobile laser scanning using sensor topology Type de document : Article/Communication Auteurs : Stéphane Guinard , Auteur ; Bruno Vallet , Auteur Editeur : Saint-Mandé : Institut national de l'information géographique et forestière - IGN (2012-) Année de publication : 2018 Conférence : CFPT 2018, Conférence Française de Photogrammétrie et de Télédétection 25/06/2018 28/06/2018 Champs-sur-Marne France Open Access Proceedings Importance : 8 p. Note générale : bibliographie The authors would like to acknowledge the DGA for their financial support of this work. Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Lasergrammétrie [Termes IGN] complexe simplicial [Termes IGN] coplanarité [Termes IGN] données lidar [Termes IGN] données localisées 3D [Termes IGN] instrument embarqué [Termes IGN] reconstruction 3D [Termes IGN] relation spatiale [Termes IGN] semis de points [Termes IGN] voisinage (relation topologique) Résumé : (auteur) We propose a new method for the reconstruction of simplicial complexes (combining points, edges and triangles) from 3D point clouds from Mobile Laser Scanning (MLS). Our method uses the inherent topology of the MLS sensor to define a spatial adjacency relationship between points. We then investigate each possible connexion between adjacent points, weighted according to its distance to the sensor, and filter them by searching collinear structures in the scene, or structures perpendicular to the laser beams. Next, we create and filter triangles for each triplet of self-connected edges and according to their local planarity. We compare our results to an unweighted simplicial complex reconstruction. Numéro de notice : C2018-017 Affiliation des auteurs : LASTIG MATIS (2012-2019) Thématique : IMAGERIE Nature : Communication nature-HAL : ComAvecCL&ActesPubliésNat DOI : sans Date de publication en ligne : 25/06/2018 En ligne : https://rfiap2018.ign.fr/sites/default/files/ARTICLES/CFPT2018/Oraux/CFPT2018_pa [...] Format de la ressource électronique : URL article Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=90388

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3D analysis with high-level primitives: a crystallographic approach / Benoit Poupeau (2006)  

Public contenu dans Progress in Spatial Data Handling : 12th International Symposium on Spatial Data Handling / Andreas Riedl (2006)   Titre : 3D analysis with high-level primitives: a crystallographic approach Type de document : Article/Communication Auteurs : Benoit Poupeau , Auteur ; Olivier Bonin , Auteur Editeur : Berlin, Heidelberg, Vienne, New York, ... : Springer Année de publication : 2006 Conférence : SDH 2006, 12th international symposium on Spatial Data Handling 12/07/2006 14/07/2006 Vienne Autriche Proceedings Springer Importance : pp 599 - 616 Format : 21 x 30 cm Note générale : bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Géomatique [Termes IGN] analyse des risques [Termes IGN] complexe simplicial [Termes IGN] données localisées 3D [Termes IGN] modèle géométrique [Termes IGN] modèle topologique de données Résumé : (auteur) This paper introduces a new approach to 3D handling of geographical information in the context of risk analysis. We propose to combine several geometrical and topological models for 3D data to take advantage from their respective capabilities. Besides, we adapt from crystallography a high-level description of geographical features that enables to compute several metric and cardinal relations, such as the “lay on” relation, which plays a key-role for geographical information. Numéro de notice : C2006-027 Affiliation des auteurs : COGIT (1988-2011) Thématique : GEOMATIQUE Nature : Communication DOI : 10.1007/3-540-35589-8_38 En ligne : https://doi.org/10.1007/3-540-35589-8_38 Format de la ressource électronique : URL Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=98740

A fast rubber-sheeting transformation using simplicial coordinates / A. Saalfeld in American cartographer (the), vol 12 n° 2 (June 1985)  

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