Obtention des informations d'altitude pour les emprises de bâtiment

Vue d'ensemble

Les emprises de bâtiment sont un jeu de données courant, aisément disponible pour de nombreux utilisateurs. L'extrusion de ces emprises est une méthode simple pour créer des bâtiments 3D à l'aide d'ArcGlobe ou ArcScene. Dans de nombreux cas, les informations sur la hauteur peuvent déjà être associées à ces polygones. Elle peut être représentée en tant que nombre d'étages par bâtiment, une altitude absolue à laquelle l'emprise doit être extrudée, ou une hauteur relative par rapport au sol. Il est également possible que vous deviez rassembler les informations de hauteur pour construire vos bâtiments 3D. Si vous avez accès aux premières données lidar de retour, vous pouvez établir l'altitude du toit de chaque bâtiment ou la hauteur de chaque bâtiment à partir du sol.

Ce guide montre comment obtenir des valeurs d'altitude du toit et des hauteurs de bâtiment pour vos emprises de bâtiment à partir des premières données lidar de retour.

Création d'une surface d'altitude de raster à partir de vos données lidar

En premier lieu, convertissez vos données lidar en surface d'altitude de raster. Le guide Création de MNT et de DSM raster à partir de vastes collections de points Lidar vous guide tout au long du processus de création d'une surface d'altitude de raster. Lorsque vous créez votre surface d'altitude, assurez-vous de sélectionner une taille de cellule utilisable pour la détermination de hauteurs d'altitude des bâtiments. Les cellules doivent être suffisamment réduites pour que les valeurs de hauteur le long des limites de votre emprise définissent clairement ce qui fait partie du bâtiment ou non. Généralement, une taille de cellule de 1 mètre est suffisamment réduite pour effectuer cette capture.

Etablissement de l'altitude de vos emprises de bâtiment à partir de points aléatoires

Maintenant que vous disposez d'une couche d'altitude, vous devez déterminer l'altitude de votre bâtiment par échantillonnage d'emplacements aléatoires. La première étape consiste à générer un ensemble de points d'échantillonnage aléatoires pour chaque emprise de bâtiment. Vous pouvez utiliser l'outil de géotraitement Créer des points aléatoires pour générer un ensemble de points d'échantillonnage aléatoires, contraint par vos emprises de bâtiment et référencés à leurs identifiants d'objet uniques. Il vous revient de définir le nombre de points créés par emprise de bâtiment. Un nombre de points d'échantillonnage élevé augmente la précision de la hauteur moyenne, mais également la durée de traitement. Lorsque vous définissez votre distance minimum autorisée entre les points d'échantillonnage, n'oubliez pas qu'elle ne doit jamais être inférieure à la taille des cellules dans le raster échantillonné. Si elle est plus petite, vous pouvez éventuellement rééchantillonner certaines cellules.

Le résultat est une nouvelle classe d'entités qui contient des groupes de points, un groupe par bâtiment. Notez que chaque bâtiment peut avoir un nombre de points d'échantillonnage inférieur à celui spécifié dans l'outil de géotraitement. L'outil cesse de créer des points lorsqu'il ne peut plus placer de nouveau point sans enfreindre votre distance minimum autorisée.

Les informations d'altitude, issues de votre surface d'altitude de raster dérivée des premières données lidar de retour, peuvent être ajoutées à chaque point en tant qu'attribut à l'aide de l'outil de géotraitement Ajouter des informations de surface.

Vous pouvez désormais récapituler les informations d'altitude pour générer une seule valeur par bâtiment, à l'aide de l'outil de géotraitement Résumés statistiques. La méthode statistique utilisée pour récapituler les valeurs d'altitude dépend du type de résultat souhaité. Par exemple :

• La méthode statistique MOYENNE vous donne la hauteur de toit moyenne de vos bâtiments et fournit le meilleur résultat pour la visualisation.
• La méthode statistique MAXIMUM définit les hauteurs de toit sur la plus haute valeur échantillonnée et correspond au meilleur résultat pour une utilisation dans l'analyse de ligne de visée.
• La méthode statistique MINIMUM définit les hauteurs de toit sur la plus petite valeur échantillonnée et correspond au meilleur résultat pour une utilisation dans l'analyse d'horizon.

Utilisez le champ contenant les identifiants d'objet des emprises de bâtiment d'origine comme Champ de récapitulation pour récapituler les valeurs pour chaque bâtiment. Vous pouvez ensuite restituer la jointure de la table de récapitulation avec vos emprises de bâtiment à l'aide de leurs identifiants d'objet.

Remarque :

• Les valeurs d'altitude générées pour chaque bâtiment utilisent les mêmes unités que la couche de surface d'altitude utilisée pour leur collecte. Ces unités peuvent être différentes des unités de la projection ou du datum vertical défini sur votre classe d'entités d'emprises de bâtiment. Vous pouvez effectuer une conversion d'unités sur le champ d'altitude de récapitulation à l'aide du Calculateur de champs pour convertir les valeurs d'altitude vers les mêmes unités que votre datum vertical et/ou votre projection.

L'affichage de vos emprises en tant que bâtiments est aussi facile que d'utiliser l'extrusion en tant que symbologie 3D dans ArcGlobe ou ArcScene. Ouvrez la boîte de dialogue Propriétés de la couche et activez d'abord l'option Extruder les entités de la couche. Utilisez le Générateur d'expressions afin de sélectionner l'attribut à la base de l'extrusion. Ensuite, lorsque vous définissez des valeurs d'extrusion, assurez-vous que la méthode d'extrusion est définie sur l'utilisant comme valeur d'extrusion des entités. Un processus d'extrusion réussi nécessite l'ajout et la spécification d'une surface d'altitude pour les couches d'emprises (Propriétés de la couche > onglet Altitude). Dans le cas contraire, les emprises sont extrudées à partir d'une altitude de 0, ou niveau de la mer, jusqu'à l'altitude du toit de chaque bâtiment.

Remarque :

• ArcGlobe suppose que tous les champs utilisés pour le calcul de l'extrusion figurent en mètres. Vous devez éventuellement utiliser le Générateur d'expressions pour convertir en mètres les unités quelconques stockées dans le champ.

Détermination de la hauteur de vos emprises de bâtiment

Maintenant que vous disposez de valeurs d'altitude qui représentent le toit de vos emprises de bâtiment, vous souhaitez calculer la hauteur de chaque bâtiment. Pour ce faire, vous avez besoin de l'altitude de chaque bâtiment sur la terre. Vous pouvez déterminer l'altitude à partir du sol de vos emprises de bâtiment de plusieurs manières. Si vous avez accès à une version de terre nue, après traitement de vos données lidar, ou à un modèle numérique de terrain à haute résolution, vous pouvez facilement rassembler les informations d'altitude pour chaque emprise de bâtiment. Utilisez la même méthode discutée dans la section précédente pour développer des points d'échantillonnage pour chaque bâtiment et rassembler les informations d'altitude à partir de votre couche d'altitude de la surface raster de terre nue. Récapitulez ces échantillons en une seule valeur par bâtiment et rétablissez leur jointure à vos données source. Ajoutez un champ aux données d'origine et soustrayez l'altitude du toit de votre bâtiment de l'altitude de terre nue. Le résultat correspond à une valeur de hauteur pour chaque bâtiment.

Remarque :

• Assurez-vous de revérifier que les unités de vos couches d'altitude de terre nue et de raster de premières données sont identiques avant de calculer des hauteurs de bâtiment. Vous devez éventuellement effectuer des conversions d'unité à l'aide du Calculateur de champs si elles sont différentes.

Vous pouvez également extraire des valeurs d'altitude de surface à partir des mêmes premières données lidar de retour utilisées pour générer vos hauteurs de toit du bâtiment initiales. L'utilisation d'une source de données cohérente évite la possibilité d'introduire des erreurs à partir de différences entre les jeux de données. Cela nécessite la génération d'un deuxième ensemble de points d'échantillonnage (sous forme d'anneau autour de votre bâtiment) ainsi qu'un échantillonnage pour connaître l'altitude du sol en ces points.

Vous devez prendre en compte certains éléments avant de générer un anneau de points d'échantillonnage autour de vos emprises de bâtiment. En premier lieu, vos points d'échantillonnage doivent être suffisamment éloignés du bâtiment pour que les valeurs collectées ne soient pas influencées par la hauteur du bâtiment. Cette distance de décalage ne doit pas être inférieure à la taille de cellule de votre surface raster d'altitude dérivée du Lidar. De plus, prenez soin d'éviter la superposition des points d'échantillonnage d'un bâtiment sur un bâtiment adjacent. Pour créer ces points d'échantillonnage, procédez comme suit :

Etapes :

1. Créez une zone tampon autour de vos emprises de bâtiment, avec une distance égale à la taille des cellules raster de votre couche d'altitude de surface.
2. Créez une zone tampon autour de vos emprises de bâtiment, avec une distance double de la taille des cellules raster de votre couche d'altitude de surface. N'utilisez pas l'option de fusion sur l'outil de géotraitement Zone tampon, car vous nécessitez un polygone unique pour chaque emprise.
3. Utilisez l'outil de géotraitement Effacer pour effacer les résultats de zone tampon de l'étape 1 des résultats de zone tampon de l'étape 2. La sortie doit ressembler à un ensemble d'anneaux autour de chaque bâtiment.
4. Utilisez la méthode décrite dans la section précédente pour développer un ensemble de points aléatoires.

Le produit fini est un ensemble de points d'échantillonnage, généré pour chaque anneau autour d'un bâtiment. Notez qu'avec cette méthode, les anneaux peuvent être superposés entre eux, mais jamais sur un bâtiment. En raison de la première création de zone tampon, tous les anneaux sont suffisamment éloignés des bâtiments pour que les points d'échantillonnage dérivés de ces anneaux ne soient pas influencés par les altitudes des toits de bâtiments.

Vous pouvez utiliser la méthode décrite dans la section précédente afin de récapituler les valeurs d'altitude au sol pour chaque bâtiment à l'aide de ces points d'échantillonnage. Toutefois, dans ce cas, vous devez utiliser uniquement la méthode statistique MINIMUM. En effet, vos premières données lidar de retour peuvent comprendre des entités collectées supplémentaires telles que la végétation, le mobilier urbain et les voitures. L'utilisation des valeurs collectées minimales augmente les chances d'identifier correctement l'altitude de surface pour votre bâtiment. Dès lors que vous avez récapitulé vos valeurs d'altitude au sol, vous pouvez les soustraire de la valeur d'altitude du toit précédemment collectée afin de déterminer la hauteur de chaque bâtiment.

Remarque :

Lors de l'extrusion d'emprises en fonction des hauteurs de bâtiment, assurez-vous que la méthode d'extrusion ajoute l'altitude à la hauteur minimale de l'entité.

Ce guide pratique vous a présenté comment échantillonner les données d'altitude du raster, dérivées des premières données lidar de retour, pour établir l'altitude du toit d'un bâtiment et la hauteur relative à partir du sol.