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4-dimensional recording and visualization of urban archeological excavations / Gabriele Bitelli in Applied geomatics, vol 10 n° 4 (December 2018)  

Public [article]  inApplied geomatics > vol 10 n° 4 (December 2018) . - pp 415 - 426 Titre : 4-dimensional recording and visualization of urban archeological excavations Type de document : Article/Communication Auteurs : Gabriele Bitelli, Auteur ; Valentina Alena Girelli, Auteur ; Giorgia Sammarini, Auteur Année de publication : 2018 Article en page(s) : pp 415 - 426 Note générale : Bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Termes IGN] archéométrie [Termes IGN] données 4D [Termes IGN] grotte [Termes IGN] modèle 3D du site [Termes IGN] photogrammétrie numérique [Termes IGN] site archéologique [Termes IGN] structure-from-motion [Termes IGN] visualisation 4D [Vedettes matières IGN] Géovisualisation Résumé : (Auteur) The new geomatic techniques and technologies for surveying an archeological excavation are not limited to obtaining more accurate data or more precisely geo-referenced positions on a map, as they can lead to new approaches and, indeed, raise the concept of different dimensions relating to the handled information. The techniques on offer are now fully 3D and, even more interestingly, can also permit to handle temporal information, that is, the evolution of operations over time. This allows scholars and technicians to build and maintain a wealth of vital knowledge documenting what happens during an excavation. This is further true when these are in urban areas, often known as “emergency excavations” from their distinctive logistics and timing constraints. The aim of this paper is to present, in a practical context, some of the many capabilities of 3D surveying performed through digital photogrammetry based on multi-view structure-from-motion approach in the field of urban emergency archeology. The information that can be derived from exploring three-dimensional models allows us to interact with realities that no longer exist, with the possibility not merely of recording their memory, but also of further studies and insights, even after a long period of time. In addition, the excavation itself is documented as it evolves, thus allowing the main phases of the process to be reconstructed retrospectively. The study case examined covers a small necropolis discovered in Rimini (Italy) in 2015. The results and the 3D final products can be managed through Geographic Information System (GIS) tools and, therefore, can easily be interfaced and integrated with other types of information on a different scale. Numéro de notice : A2018-595 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : GEOMATIQUE Nature : Article nature-HAL : ArtAvecCL-RevueIntern DOI : 10.1007/s12518-018-0239-x Date de publication en ligne : 14/09/2018 En ligne : https://doi.org/10.1007/s12518-018-0239-x Format de la ressource électronique : URL article Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=92519 [article]

Design and implementation of a 4D Web application for analytical visualization of smart city applications / Syed Monjur Murshed in ISPRS International journal of geo-information, vol 7 n° 7 (July 2018)  

Public [article]  inISPRS International journal of geo-information > vol 7 n° 7 (July 2018) Titre : Design and implementation of a 4D Web application for analytical visualization of smart city applications Type de document : Article/Communication Auteurs : Syed Monjur Murshed, Auteur ; Ayah Mohammad Al-Hyari, Auteur ; Jochen Wendel, Auteur ; Louise Ansart, Auteur Année de publication : 2018 Note générale : Bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Termes IGN] bibliothèque logicielle [Termes IGN] données localisées 3D [Termes IGN] globe virtuel [Termes IGN] HTML [Termes IGN] interface web [Termes IGN] Javascript (langage de script) [Termes IGN] visualisation 4D [Termes IGN] visualisation dynamique [Termes IGN] webGL [Vedettes matières IGN] Géovisualisation Résumé : (Auteur) Contemporary development of computer hardware and software, WebGIS and geo-web services as well as the availability of semantic 3D city models, facilitate flexible and dynamic implementation of web applications. The aim of this paper is to introduce 4D CANVAS, a web-based application for dynamic visualization of 3D geospatial data for improved decision making in smart city applications. It is based on the Cesium Virtual Globe, an open-source JavaScript library developed with HTML5 and WebGL. At first, different data formats such as JSON, GeoJSON, Cesium Markup Language (CZML) and 3D Tiles are evaluated for their suitability in 4D visualization applications. Then, an interactive Graphical User Interface (GUI) is built observing the principle of cartographic standards to view, manage, understand and explore different simulation outputs at multiple spatial (3D surface of buildings) and temporal (hourly, daily, monthly) resolutions. In this regard, multiple tools such as aggregation, data classification, etc. are developed utilizing JavaScript libraries. As a proof of concept, two energy simulations and their outputs of different spatial and temporal resolutions are demonstrated in five Asian and European cities. Finally, the 4D CANVAS is deployed both in desktop and multi-touch screens. The proposed application allows easy integration of any other geospatial simulation results, thereby helps the users from different sectors to explore them interactively in 4D. Numéro de notice : A2018-348 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : GEOMATIQUE Nature : Article nature-HAL : ArtAvecCL-RevueIntern DOI : 10.3390/ijgi7070276 Date de publication en ligne : 12/07/2018 En ligne : https://doi.org/10.3390/ijgi7070276 Format de la ressource électronique : URL article Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=90573 [article]

Apport des SIG et de la réalité virtuelle à la modélisation et la simulation du trafic urbain / Julien Richard (2018)  

Public 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 IGN] modèle 4D de l'espace urbain [Termes IGN] réalité virtuelle [Termes IGN] simulation dynamique [Termes IGN] système d'information géographique [Termes IGN] trafic routier [Termes IGN] visualisation 4D 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 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

Restitution 4D du Château du Kagenfels par combinaison de l’existant et d’hypothèses archéologiques pour une visite virtuelle du site / Théo Benazzi (2018)  

Public Titre : Restitution 4D du Château du Kagenfels par combinaison de l’existant et d’hypothèses archéologiques pour une visite virtuelle du site Type de document : Mémoire Auteurs : Théo Benazzi, Auteur Editeur : Strasbourg : Institut National des Sciences Appliquées INSA Strasbourg Année de publication : 2018 Importance : 84 p. Format : 21 x 30 cm Note générale : bibliographie Mémoire de soutenance de Diplôme d’Ingénieur INSA Spécialité Topographie Langues : Français (fre) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Photogrammétrie terrestre [Termes IGN] acquisition de données [Termes IGN] Bas-Rhin (67) [Termes IGN] château [Termes IGN] données multicapteurs [Termes IGN] état de l'art [Termes IGN] inventaire [Termes IGN] maillage par triangles [Termes IGN] modélisation 3D [Termes IGN] modélisation environnementale [Termes IGN] Obernai [Termes IGN] patrimoine archéologique [Termes IGN] primitive géométrique [Termes IGN] réalité virtuelle [Termes IGN] restauration virtuelle [Termes IGN] restitution [Termes IGN] texturage [Termes IGN] visualisation 4D Résumé : (auteur) Ce projet de fin d’études s’inscrit dans une démarche de restitution archéologique portant sur le château du Kagenfels. Cet édifice est situé dans le département du Bas-Rhin, proche d’Obernai dans les Vosges, plus précisément sur la partie Ouest de la commune d’Ottrott dans la forêt d’Obernai-Bernardswiller. La démarche entreprise au cours de ce projet de fin d’études consistait à pouvoir proposer une restitution virtuelle datée de ce château et de son environnement par le croisement de l’existant et d’hypothèses archéologiques. Cela a été envisagé à des fins de conservation mais également en vue d’une opération de médiation scientifique. En nous basant sur la configuration actuelle de l’édifice et tous les documents archéologiques mis à notre disposition, nous avons entrepris une démarche d’interprétation et de restitution virtuelle de cet édifice. Pour ce faire, nous nous sommes tout d’abord interrogés sur les outils que nous pourrions utiliser pour répondre au cahier des charges en prenant en compte les exigences de chacun et les contraintes pouvant nous limiter. Ensuite, dans l’optique d’aboutir à une représentation exhaustive et précise de l’édifice, ont pu être croisées des technologies modernes propres au domaine de la topographie et des hypothèses découlant des écrits restituant tous les travaux archéologiques déjà enregistrés sur le chantier ainsi que sur d’autres sites alentours comparables en terme d’architecture et de date de construction. Cette dernière partie était bien sûr plus du ressort de M. Heissler. C’est pourquoi, il est très important de mettre en avant la démarche collaborative dans laquelle s’inscrit ce projet. Nous pouvons également mettre en avant l’aspect multidisciplinaire de ces travaux. En effet, pour répondre à tous les besoins que comporte ce projet, il a été important de développer des compétences transversales quitte à parfois diverger de la topographie classique. Note de contenu : 1- Introduction 2- Etat de l'art 3- Acquisition et traitement des données métriques et archéologiques 4- Modélisation 4D du château et de son environnement 5- Evaluation et représentation du degré d’incertitude de restitution 6- Mise en valeur du modèle 7- Conclusion et perspectives Numéro de notice : 25707 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : IMAGERIE Nature : Mémoire ingénieur INSAS Organisme de stage : iCube, CNRS En ligne : http://eprints2.insa-strasbourg.fr/3513/ Format de la ressource électronique : URL Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=94856

Visualization of two-phase flow dynamics: Techniques for droplet interactions, interfaces, and material transport / Grzegorz Karol Karch (2017)  

Public Titre : Visualization of two-phase flow dynamics: Techniques for droplet interactions, interfaces, and material transport Type de document : Thèse/HDR Auteurs : Grzegorz Karol Karch, Auteur ; Thomas Ertl, Directeur de thèse ; H. Theisel, Directeur de thèse Editeur : Stuttgart : University of Stuttgart Année de publication : 2017 Importance : 180 p. Format : 21 x 30 cm Note générale : Bibliography Von der Fakultät Informatik, Elektrotechnik und Informationstechnik und dem Stuttgart Research Centre for Simulation Technology der Universität Stuttgart zur Erlangung der Würde eines Doktors der Naturwissenschaften (Dr. rer. nat.), genehmigte Abhandlung Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Termes IGN] analyse visuelle [Termes IGN] mécanique des fluides [Termes IGN] visualisation 4D Index. décimale : THESE Thèses et HDR Résumé : (auteur) Computational visualization allows scientists and engineers to better understand simulation data and gain insights into the studied natural processes. Particularly in the field of computational fluid dynamics, interactive visual presentation is essential in the investigation of physical phenomena related to gases and liquids. To ensure effective analysis, flow visualization techniques must adapt to the advancements in the field of fluid dynamics that benefits substantially from the growing computational power of both commodity desktops and supercomputers on the one hand, and steadily expanding knowledge about fluid physics on the other. A prominent example of these advances can be found in the research of two-phase flow with liquid droplets and jets, where high performance computation and sophisticated algorithms for phase tracking enable well resolved and physically accurate simulations of liquid dynamics. Yet, the field of two-phase flow has remained largely unexplored in visualization research so far, leaving the scientists and engineers with a number of challenges when analyzing the data. These include the difficulty in tracking and investigating topological events in large droplet groups, high complexity of droplet dynamics due to the involved interfaces, and a limited choice of high quality interactive methods for the analysis of related transport phenomena. It is therefore the aim of this thesis to address these challenges by providing a multi-scale approach for the visual investigation of two-phase flow, with the focus on the analysis of droplet interaction, fluid interfaces, and material transport. To address the problem of analyzing highly complex two-phase flow simulations with droplet groups and jets, a linked-view approach with three-dimensional and abstract space-time graph representation of droplet dynamics is proposed. The interactive brushing and linking allows for general exploration of topological events as well as detailed inspection of dynamics in terms of oscillations and rotations of droplets. Another approach further examines the separation of liquid phases by segmenting liquid volumes according to their topological changes in future time. For visualization, boundary surfaces of these volume segments are extracted that reveal intricate details of droplet topology dynamics. Additionally, within this framework, visualization of advected particles corresponding to arbitrarily selected segment provides useful insights into the spatio-temporal evolution of the segment. The analysis of interfaces is necessary to understand the interplay of interface dynamics and the dynamics of droplet interactions. A commonly used technique for interface tracking in the volume of fluid-based simulations is the piecewise linear approximation which, although accurate, can affect the quality of the simulation results. To study the influence of the interface reconstruction on the phase tracking procedure, a visualization method is presented that extracts the interfaces by means of the first-order Taylor approximation, and provides several derived quantities that help assess the simulation results in relation to the interface reconstruction quality. The liquid interface is further investigated from the physical standpoint with an approach based on quantities derived from velocity and surface tension gradients. The developed method supports examination of surface tension forces and their impact on the interface instability, as well as detailed analysis of interface deformation characteristics. A line of research important for engineering applications is the analysis of electric fields on droplet interfaces. It is, however, complicated by higher-order elements used in the simulations to preserve field discontinuities. A visualization method has been developed that correctly visualizes these discontinuities at material boundaries. Additionally, the employed space-time representation of the droplet-insulator contact line reveals characteristics of electric field dynamics. The dynamics of droplets are often examined assuming single-phase flow, for instance when the internal material transport is of interest. From the visualization perspective, this allows for adaption of traditional vector field visualization techniques to the investigation of the studied phenomena. As one such concept, dye based visualization is proposed that extends the transport analysis to advection-diffusion problems, therefore revealing true transport behavior. The employed high quality advection preserves fine details of the dye, while the implementation on graphics processing units ensures interactive visualization. Several streamline-based concepts are applied in space-time representation of 2D unsteady flow. By interpreting time as the third spatial dimension, many 3D streamline-based visualization techniques can be applied to investigate 2D unsteady flow. The introduced vortex core ribbons support the examination of vortical flow behavior by revealing rotation near the core lines. For the study of topological structures, a method has been developed that extracts separatrices implicitly as boundaries of regions with different flow behavior, and therefore avoids potentially complicated explicit extraction of various topological structures. All proposed techniques constitute a novel multi-scale approach for visual analysis of two-phase flow. The analysis of droplet interactions is addressed with visualization of the phenomena leading to breakups and with detailed visual inspection of these breakups. On the interface level, techniques for the interface analysis give insights into the simulation quality, mechanisms behind topology changes, as well as the behavior of electrically charged droplets. Further down the scale, the dye-based visualization, streamline-based concepts for space-time analysis, and the implicit extraction of flow topology allow for the investigation of droplet internal transport as well as general single-phase flow scenarios. The applicability of the proposed methods extends, in a varying degree, beyond the use in two-phase flow. Their usability is demonstrated on data from simulations based on Navier-Stokes equations that exemplify practical problems in the research of fluid dynamics. Note de contenu : Introduction 1 - Fundamentals and State of the Art 2 - Visualization of Interactions in Droplet Groups 3 - Visualization of Liquid Interface Dynamics 4 - Visualization Approaches for Material Transport Conclusion Numéro de notice : 21572 Affiliation des auteurs : non IGN Nature : Thèse étrangère Note de thèse : Doktor thesis : Sciences naturelles : Stuttgart : 2017 En ligne : https://elib.uni-stuttgart.de/handle/11682/9701 Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=90563

Web-based 4D visualization of marine geo-data using WebGL / Bernd Resch in Cartography and Geographic Information Science, vol 41 n° 3 (June 2014)  

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Towards 4D cartography - four-dimensional dynamic maps for understanding spatio-temporal correlations in lightning events / Bernd Resch in Cartographic journal (the), vol 50 n° 3 (August 2013)  

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Une approche par les modèles pour le suivi de l'activité coopérative de construction d'un bâtiment : Une interface multivue et des services métiers orientés gestion de chantier / G. Halin in Ingénierie des systèmes d'information, ISI : Revue des sciences et technologies de l'information, RSTI, vol 13 n° 4 (juillet - août 2008)

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Retrieving ocean surface current by 4D variational assimilation of Sea Surface Temperature images / G. Korotaev in Remote sensing of environment, vol 112 n° 4 (15/04/2008)  

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4D data fusion for the geospatial intelligence community: Intelligent GIS / F. Artes in Geoinformatics, vol 10 n° 3 (01/04/2007)

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