| Titre : |
Apport des SIG et de la réalité virtuelle à la modélisation et la simulation du trafic urbain |
| Type de document : |
Thèse/HDR |
| Auteurs : |
Julien Richard, Auteur ; François Bouillé, Directeur de thèse ; Benoit Deffontaines  , Directeur de thèse |
| Editeur : |
Champs/Marne : Université Paris-Est |
| Année de publication : |
2018 |
| Note générale : |
Bibliographie
thèse pour obtenir le grade de docteur de l'Université de Paris-Est, Sciences et technologies de l'information géographique |
| Langues : |
Français (fre) |
| Descripteur : |
[Vedettes matières IGN] Applications SIG
[Termes descripteurs IGN] modèle 4D de l'espace urbain
[Termes descripteurs IGN] réalité virtuelle
[Termes descripteurs IGN] simulation dynamique
[Termes descripteurs IGN] système d'information géographique
[Termes descripteurs IGN] trafic routier
[Termes descripteurs IGN] visualisation 4D
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| Résumé : |
(Auteur) La cartographie ainsi que les sciences qui s'y rattachent, sont en constante évolution et s'adaptent aux nouvelles technologies et les domaines d'application sont de plus en plus variés. Nous souhaitons illustrer, dans ce manuscrit, l'application des systèmes d'informations géographiques à la simulation du trafic urbain en 4D grâce aux nouvelles technologies telles que les casques de réalité virtuelle. Le flux routier se traduit en équations via des simulations discrètes (voiture par voiture) et continues (assimilées à l'écoulement d'un fluide).Dans une première partie, nous allons étudier l'historique de la cartographie, plus particulièrement la représentation de la ville au cours du temps. La gestion de trafic urbain est un élément crucial pour les urbanistes et sa représentation a évolué tant par l'utilisation d'outils de plus en plus précis, que par les enjeux actuels. L'urbanisation croissante nous conduit à être de plus en plus prévoyants sur les flux urbains. Il n'est pas seulement question de réseaux routiers, ce problème d'urbanisation influence d'autres réseaux tels que les systèmes d'assainissements qui sont sous dimensionnés face à l'augmentation de foyers et de surfaces imperméables. Il est en est de même pour les réseaux d'eau potable qui doivent être sans cesse renouvelés pour subvenir aux besoins des habitants, et plus globalement avec tous les réseaux enterrés. Nous étudierons aussi dans cette partie la modélisation du réseau routier via les graphes et les hypergraphes, cela nous permettra d'optimiser le code. En effet, la modélisation choisie, développée par M. Bouillé, la représentation HBDS, se rapproche de l'écriture de code en orienté objet et permet de bien structurer un réseau. Dans la partie suivante, nous décrirons les critères de développement en passant par le choix des données sources et des langages informatiques. Celui de la donnée source est très important pour une simulation qui s'approche au plus près de la réalité. Faire des simulations sur diverses villes du monde, sans se limiter à la France, est un des buts de ce travail. Nous ferons donc une analyse des données disponibles afin de trouver les meilleures informations pour alimenter les simulations. Ensuite, nous exposerons les méthodes et les réalisations que nous avons mises en place pour cette étude. Dans cette partie, on trouvera l'organisation du code ainsi que les différents outils de géomatique permettant la simulation de trafic en ville. Nous avons créé de nombreux algorithmes avant de développer, pour optimiser le temps de conception et renforcer le modèle créé. De plus, au cours de cette partie, nous nous intéresserons à l'apport d'un outil d'aide à la décision dans ce contexte via la mise en place d'outils :- De simulation informatique,- De Système Expert avec la création d'un module d'Intelligence Artificielle. Pour finir, les résultats visuels et les perspectives de ce travail seront abordés. Nous allons décrire l'interface homme-machine qui se devait d'être la plus intuitive possible. En effet, les interfaces des SIG propriétaires sont souvent très complexes, ils doivent être accessibles pour proposer des outils variés selon les domaines d'intérêts des utilisateurs. Dans le cadre de notre thématique, nous pouvons limiter les interactions avec l'utilisateur et nous concentrer sur des usages plus ciblés sur la simulation. Nous verrons aussi l'utilisation des principes d'immersion visuelle, comme la stéréoscopie, principe encore sous exploité dans les SIG actuels. |
| Note de contenu : |
Introduction
REPRESENTER LA VILLE
1. Un peu d’histoire
1.1 La représentation cartographique à travers le temps et les civilisations
1.2 La géomatique, outil de création cartographique /usage des données cartographiques via la géomatique
1.3 Apport de la 3D dans la représentation cartographique
2. La ville en 3D - Etat de l’art
2.1 Les attraits de la modélisation 3D
2.2 Les logiciels existants
3. Structuration des axes routiers/Topologie
3.1 Définition
3.2 La structure du réseau
3.3 La modélisation HBDS
CRITERES DE DEVELOPPEMENT
4. Le choix de la licence de distribution du logiciel créé
4.1 Les différents types de licences
4.2 Quel choix de distribution pour ce projet ?
5. Le choix des langages et logiciels utilisés
5.1 Présentation du matériel de développement
5.2 Choix du langage informatique
5.3 Choix des librairies
6. Les données nécessaires
6.1 État de l’art sur les données de réseau routier
6.2 Données topographiques
7. Conversion de la donnée en 3D
7.1 Différences entre les données 2.5D et 3D
7.2 Interpolation de la topographie
7.3 Conversion de la donnée SIG en 3D
METHODES ET REALISATIONS
8. Organisation du code 51
8.1 La structure générale du projet
8.2 Gestion des imports et de la conversion des fichiers sources
8.3 Gestion des exports
8.4 Outils pour le logiciel
8.5 Gestion de la scène 3D
8.6 Gestion de la visualisation 2D
9. Création du réseau routier et des objets 3D
9.1 Description de la donnée source
9.2 Création de la topologie
10. Simulation discrète et continue 63
10.1 Définition des différents types de simulation
10.2 La simulation liée à la gestion du trafic urbain
10.3 La simulation au cours de cette étude
11. Système expert
11.1 Structure d’un Système Expert
11.2 Trafic urbain et Système Expert
11.3 La réalisation du Système Expert
12. L’Intelligence Artificielle à l’interface entre simulations et système expert
12.1 Simulation et Système Expert, deux modules complémentaires
12.2 L’Intelligence Artificielle à l’interface de ces modules
13. Principe et optimisation de la visualisation
13.1 Utilisation des quaternions
13.2 Cône de vision et faces cachées
13.3 Rendu visuel et objets 3D
VALIDATION DE LA METHODOLOGIE
14. Résultats visuels
14.1 Visualisation 3D sur ordinateur
14.2 Autres méthodes de visualisations 3D
15. Limitations et perspectives
15.1 Limitations
15.2 Perspectives
Conclusion
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| Numéro de notice : |
26336 |
| Affiliation des auteurs : |
UPEM-LaSTIG (2016-2019) |
| Thématique : |
GEOMATIQUE/URBANISME |
| Nature : |
Thèse française |
| Note de thèse : |
Thèse de doctorat : Sciences et technologies de l'information géographique : Paris-Est : 2018 |
| Organisme de stage : |
IGN |
| nature-HAL : |
Thèse |
| DOI : |
sans |
| date de publication en ligne : |
26/11/2018 |
| En ligne : |
https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01935571 |
| Format de la ressource électronique : |
URL |
| Permalink : |
https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=95239 |
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