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Modélisation 3D de bâtiments / Mathieu Brédif (2010)

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Titre :	Modélisation 3D de bâtiments : reconstruction automatique de superstructures de toits et recalage cinétique de toits polyédriques prenant en compte la topologie
Type de document :	Thèse/HDR
Auteurs :	Mathieu Brédif , Auteur ; Henri Maître, Directeur de thèse ; Marc Pierrot-Deseilligny , Directeur de thèse ; Didier Boldo , Encadrant
Editeur :	Paris : Institut Géographique National - IGN (1940-2007)
Année de publication :	2010
Importance :	250 p.
Format :	21 x 30
Note générale :	Bibliographie Thèse présentée pour obtenir le grade de docteur de Télécom ParisTech, Spécialité Signal et Images
Langues :	Anglais (eng)
Descripteur :	[Vedettes matières IGN] Traitement d'image [Termes IGN] bati [Termes IGN] géomètrie algorithmique [Termes IGN] image aérienne [Termes IGN] modèle numérique de surface [Termes IGN] modélisation 3D [Termes IGN] recalage d'image [Termes IGN] recalage de surfaces [Termes IGN] reconstruction 3D du bâti [Termes IGN] toit
Index. décimale :	THESE Thèses et HDR
Résumé :	(Auteur) Il existe aujourd'hui une demande croissante pour des modèles numériques de ville de plus en plus précis. Alors que les travaux récents ont permis la production robuste de modèles polyédriques de bâtiments, ces derniers ne modélisent pas les superstructures de toits telles que les cheminées et les chiens assis, et peuvent présenter des erreurs géométriques et topologiques importantes. L'approche proposée affine géométriquement et sémantiquement un modèle de bâtiment approché sans superstructures, à l'aide d'un Modèle Numérique d'Elévation (MNE : carte de hauteur). Cette approche itérative alterne la reconstruction de superstructures et le recalage géométrique des pans de toit principaux. La détection et la reconstruction de superstructures sont basées sur une bibliothèque de modèles paramétriques de superstructures. Un ensemble de superstructures disjointes est recherché pour expliquer les différences de hauteur entre le MNE et le modèle de bâtiment, en se réduisant au problème de recherche d'une clique pondérée maximale. La phase de recalage tire parti des superstructures précédemment détectées afin de mieux estimer les pans de toit principaux. Elle permet de corriger des simplifications tant géométriques telles qu'une symétrie erronée des toits, que topologiques telles que la fusion de sommets proches de la modélisation polyédrique du bâtiment. Nous utilisons une représentation géométrique des bâtiments par les plans porteurs de chaque facette polyédrique, plus intuitive dans ce contexte que la représentation habituelle par la position de ses sommets. Les sommets sont alors définis par l'intersection des plans supportant leurs facettes adjacentes. L'optimisation non contrainte des pans de toits laisse donc indéfinis, dans le cas général, les sommets adjacents à plus de 3 facettes. Nous introduisons le problème de triédralisation qui scinde ces sommets en sommets bien définis à l'intersection de 3 plans. Dans le cas général, la triédralisation seule ne permet néanmoins pas de garantir la non autointersection des facettes du bâtiment polyédrique recalé. Nous proposons donc une structure de données cinétique permettant de faire évoluer continûment le bâtiment polyédrique en garantissant la non auto-intersection de ses facettes. La topologie du polyèdre est alors modifiée parcimonieusement alors que les plans de toit évoluent entre leurs plans porteurs initiaux et réestimés.
Note de contenu :	I Introduction 1 Introduction 1.1 Context 1.2 Objectives 1.3 Proposed Approach 2 Background and Related Work 2.1 Introduction 2.2 Aerial Raster Data 2.3 Vector Data: 3D Building Models 2.4 Building Reconstruction 2.5 Proposed Approach 2.6 Conclusion II Automatic Roof Superstructure Reconstruction 3 Automatic Roof Superstructure Reconstruction 3.1 Introduction 3.2 3D Building Model Representation B = (R; S) 3.3 Energy Formulation 3.4 Optimization 3.5 Results 3.6 Discussion 3.7 Conclusion III Topology-Aware Kinetic Fitting of Polyhedral Roofs 4 Fixed Topology 3D Building Model Fitting 4.1 Introduction 4.2 Oriented Projective Geometry 4.3 Polyhedra and Plane Arrangements 4.4 Dual Geometry Refinement 4.5 Results 4.6 Extensions 4.7 Conclusion 5 Polyhedron Trihedralization 5.1 Introduction 5.2 Winding Number-based Trihedralization 5.3 Plane Arrangement Coloring-based Trihedralization 5.4 Local Vertex Trihedralization 5.5 Ear-cutting-based Local Vertex Trihedralization 5.6 Local Vertex Trihedralizations and Straight Skeletons 5.7 Discussion 5.8 Conclusion 6 A Kinetic Framework Guaranteeing Simple Facets 6.1 Introduction 6.2 Kinetic Data Structures 6.3 Kinetic Polyhedron with Simple Facets 6.4 Topology-Aware Fitting of a 3D Building Model 6.5 Discussion 6.6 Perspectives 6.7 Conclusion IV Evaluation 7 Results of the 3D Building Model Refinement System 7.1 Input Data, Test Area 7.2 Datasets 7.3 Roof Fitting Evaluation 7.4 Superstructure Reconstruction Evaluation 7.5 Conclusion 8 Conclusion 8.1 Main Contributions 8.2 Main Limitations 8.3 Possible Extensions 8.4 Conclusion
Numéro de notice :	10789
Affiliation des auteurs :	MATIS (1993-2011)
Thématique :	IMAGERIE
Nature :	Thèse française
Note de thèse :	Thèse de doctorat : Signal et Images : Ecole Nationale Supérieure des Télécoms Paris Tech : 2010
Organisme de stage :	MATIS (IGN)
nature-HAL :	Thèse
DOI :	sans
En ligne :	https://hal.science/pastel-00006232
Format de la ressource électronique :	URL
Permalink :	https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=45147

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