Mickaël Brasebin

Chercheur en sciences de l'information géographique

Modélisation et exploitation de l’information géographique 3D pour analyser les territoires

Les territoires sont actuellement de plus en plus décrits par des données géographiques 3D. Cependant, ces données induisent de nouvelles complexités en termes de manipulation par rapport aux données 2D : temps de calcul plus importants, données plus volumineuses, manque de méthodes et d'outils existants adaptés. Cependant, elles offrent également de nouvelles opportunités pour analyser les objets géographiques des territoires et permettent d'en tirer de nouvelles connaissances.
Dans ce cadre, mon travail de recherche sur ce sujet consiste à définir des outils adéquats pour manipuler ces données, effectuer des analyses spatiales 3D et argumenter sur l'intérêt d'utiliser ces données. Cette page reprend les propositions de recherche que j'ai effectuées :

  • Conception d’une plateforme SIG 3D
  • Analyse de la morphologie et de la visibilité en 3D
  • Étude de l'influence de la qualité des données 3D

Conception d'une plateforme SIG3D : module 3D de GeOxygene

Afin de pouvoir mener des recherches sur les données 3D, la première mission qui m'a été confiée au COGIT a été la conception et le développement d'une plateforme SIG 3D basée sur la plateforme SIG 2D existante : GeOxygene. La plateforme 3D ainsi développée possède de nombreuses fonctionnalités (Vidéo de présentation) :

  • Visualisation 3D
  • Méthodes d'analyse spatiale : Somme de Minkowski 3D, algorithme de "ray tracing", intersection 2D/3D
  • Interopérabilité avec d’autres bibliothèques de traitement 3D : tetgen (tetraedrisation 3D), j3dboolop (opérateurs booléens 3D)
  • Chargement et export de données 3D : format CityGML (avec citygml4j) et ShapeFile, connexion à base de donnes PostGIS
  • Transformation de données : extrusion, plaquage sur MNT
L'application a reçu le prix 2009 du concours de Géovisualisation du Festival International de Géographie (St Dié des Vosges).

Sélection de publications

  • Brasebin, M (2009) GeOxygene: An Open 3D Framework for the Development of Geographic Applications, 12th International Conference on Geographic Information Science (AGILE)
  • Grosso, E., J. Perret and M. Brasebin (2012) GEOXYGENE : une plate-forme interopérable pour le développement d'applications géographiques, Développements logiciels en géomatique : innovations et mutualisation, chap. 3, Bénédicte Bucher & Florence Le Ber Ed., Hermès - Lavoisier
Différentes visualisations issues de GeOxygene 3D (Brasebin M , 2009)

Analyse de la morphologie et de la visibilité en 3D

Les modélisations numériques 3D de la ville sont assez récentes et offrent une représentation 3D généralement centrée sur les structures bâties. Ainsi, l'exploitation de ces nouvelles informations volumiques offrent de nouvelles opportunités pour analyser les territoires et produire de nouvelles connaissances. La production de telles analyses nécessite la conception et le développement de nouvelles méthodes lorsque le phénomène mesuré et/ou les données utilisées sont complexes. De plus, ces méthodes doivent être adaptées aux besoin de l'usager final afin de l'accompagner dans ses tâches. Dans le cadre de mes travaux de recherche, je me suis intéressé à la définition et à l'application de telles méthodes notamment autour des problématiques d'analyse de la visibilité, de détermination du rythme des façades le long d'une rue et de l'évaluation de la densité. Les applications développées dans ce contexte sont disponibles en Open-Source et testables sur le dépôt d'applications de GeOxygene 3D.

Sélection de publications

  • Fund, M. (2012) Exploitabilité des bases de données 3D pour le calcul d'indicateurs urbains 3D, Rapport de stage, Encadrement Mickaël Brasebin et Julien Perret, M2 Information Géographique & M2 Génie urbain, Université Paris Est MLV, ENSG, sep 2012
  • Brasebin, M., J. Perret, S. Mustière and C. Weber (2012) Measuring the impact of 3D data geometric modeling on spatial analysis : illustration with Skyview factor, 3u3d2012: Usage, Usability, and Utility of 3D City models
Analyse du rythme des façades le long de la rue Cassette (Fund M., 2012)

Influence de la qualité des données géographiques 3D

Les données géographiques 3D sont imparfaites et leur qualité diffère beaucoup selon les méthodes d’acquisition et les objectifs applicatifs visés. Ainsi, l'évaluation de l'influence de la qualité de ces données sur les analyses est un élément important pour s'assurer de la validité des connaissances produites. Derrière ce sujet, se cache également des enjeux financiers et de manipulation de l'information, les données 3D détaillées étant plus coûteuses et plus difficiles à manipuler. Dans le cadre de mon travail, j'ai proposé des méthodes pour évaluer l'influence de la qualité de données géographiques.

Sélection de publications

  • Brasebin, M., J. Perret, S. Mustière and C. Weber (2012) Measuring the impact of 3D data geometric modeling on spatial analysis : illustration with Skyview factor, 3u3d2012: Usage, Usability, and Utility of 3D City models
  • Brasebin, M. (2014) Apport des données géographiques 3D fines pour l’évaluation de l’influence de règles d’urbanisme, Atelier Sageo 2014 AP 3D et usages
Rythme des façades mesurés à partir de deux jeux de données avec des granularités différentes (Fund M., 2012)