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Etude de la modélisation d`une maquette 3D et de l`intégration de

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1. FIGURE 35 EXEMPLES DE MAILLAGES REALISES AVEC 3 PARAMETRES DIFFERENTS Malgr les pr cautions prises pour supprimer les points n appartenant pas l objet maill 7 11 subsiste ce que l on appellera des erreurs de maillage comme les extraits de la Figure 36 ci dessous nous le montrent Trou Pic Superposition de mailles FIGURE 36 ERREURS DE MAILLAGE DANS L ENVIRONNEMENT GOOGLE SKETCHUP Ces erreurs doivent tre limin es afin de rendre la surface de l objet continue et obtenir une unit homog ne Les nombreuses fonctionnalit s de 3D Reschaper permettent de supprimer des mailles de boucher les trous ou encore d liminer les pics mais ces outils semi automatiques i e n cessitant la d finition de param tres ne nous ont pas donn satisfaction par rapport aux m thodes utilis es dans le logiciel Google Sketchup Dans ce logiciel nous nous sommes donc arr t s aux maillages et avons proc d aux corrections dans Google Skechup Solveig BERGER 2011 31 Chapitre 2 Acquisition et traitements num riques 2 3 MODELISATION 3D Le terme mod lisation est tr s proche de celui de maillage dans notre tude car ils sont visuellement tr s proches Mais la nuance est essentiellement chronologique car le mod le 3D correspond au maillage corrig des erreurs de maillage dans Google Sketchup Nous parlerons donc de maillage lorsqu il s agit d un l ment maill encore non corrig dans Goo
2. tre vectoris es et int gr es au mod le 3D A ces volutions s ajoute l av nement des outils de cr ation et de gestion de bases de donn es dont les domaines d applications ne cessent de s largir et qui apportent une nouvelle mani re de penser l information arch ologique Le Systeme d Information g ographique permet d associer des donn es alphanum riques des donn es graphiques Les donn es alphanum riques sont class es dans des bases de donn es structur es en tables d objets Chaque table d objets comporte un certain nombre de champs d finissants la nature et les caract ristiques des objets Par exemple la table c ramique peut comporter les champs num ro d identification et date de d couverte Cette d finition dans notre cas est complexe car il est n cessaire de bien connaitre les interd pendances qui lient tous les l ments secteur g ographique composition chimique poque historique lieu etc C est en partie pour cette raison qu il est difficile d tablir un seul et m me syst me chaque arch ologue ayant sa vision logique de gestion des donn es Il existe aujourd hui des outils d crivant l organisation des donn es et appel s Mod les Conceptuels de Donn es MCD L INSERM Institut National de la Sant Et de la Recherche M dicale d finit le MCD comme un document qui sert d crire de fa on formelle et standardis e les donn es n cessaires la r sol
3. Sch ma des op rations de mod lisation des objets mailles ee 32 Figure 38 Sch ma explicatif des zones de raccords a rien aaa 33 Fisure 39 Etapes de traitements des donn es 208 en nuire ne 35 Proure 40 Sch ma d un sondage et d une de SCS Pin isdn 34 Figure 41 Op rations effectu es sur une coupe de la num risation 2D l int gration la maquette ID ass innen 38 Figure 42 Sch ma d une image raster vectoris e automatiquement 39 Figure 43 Informations vectorielles pour une polyligne et un polygone uueeeeeeeenennnnnnnnnennnnnn 40 Figure 44 Vectorisation de la coupe SI S1 AB par cr ation des blocs de strates et du contour de DOM ee D Ro ie 40 Figure 45 Exemple de regroupements de strates pour la cr ation des blocs 41 Figure 46 Incoh rence de certains noms de points d extr mit Eee naeh 42 Figure 47 Vue en perspective des zones d incertitudes sur la position des points de r f rence 43 Figure 48 Rotation possible de la coupe avec deux points de r f rence 44 Figure 49 Sch ma logique de g or f rencement sous AutoCad Map 3D en 45 Figure 50 Principales tapes du g or f rencement des See 46 Figure 51 Coupe raster et son equivalent SD nn ei re sessions 46 Figure 52 Vue en plan de l ensemble du mod le 3D du site de l Engelbourg 51 Figure 53 Vue Onemee NO WNOSII FD 22220222522
4. 2011 Site internet de l Office qu b cois de la langue fran aise Consultation 2011 URL http www granddictionnaire com H ritage virtuel 2011 Entreprise de mod lisation num rique et r alit virtuelle Consultation 2011 URL http www heritage virtuel com Infodoc inserm 2009 Serveur d informations scientifiques de l Institut National de la Sante Et de la Recherche m dicale Consultation 2011 URL http Anfodoc inserm fr formation Module 2 module2_mcd htm Opensourcephotogrammetry 2011 Site de solutions open source pour la photogramm trie 3D Consultation 2011 URL http opensourcephotogrammetry blogspot com Phototour 2010 Site descriptif du logiciel Bundler et Manuel d utilisation de la version v0 9 Consultation 2011 URL http phototour cs washington edu bundler URL http phototour cs washington edu bundler bundler vO 3 manual html MaisonRene Ginouves 2011 Organisme de recherche sur l arch ologie et Il ethnologie Consultation 2011 URL http www mae u paris 10 fr Solveig BERGER 2011 71 Bibliographie Raster ToVecteur 2011 Description des fonctionnalit s du logiciel Raster2Vector et t l chargement Consultation 2011 URL http www cnccontrols com raster2vector asp Rubylibrarydepot 2011 Biblioth que en ligne de plugins SketchUp Ruby h berg e par le CRAI Centre de Recherche en Architecture et Ing nierie Consultation 2011
5. Segmenter le nuage l mentaire i en plusieurs parties trait es les unes apr s les autres et regroup es ensuite Figure 34 FIGURE 34 EXEMPLE DE SEGMENTATION DE NUAGE EN SOUS PARTIES POUR FACILITE LE NETTOYAGE Choix 2 Epurer la zone en supprimant la majorit des points probl matiques Ne conserver que certains points appartenant th oriquement l objet m me si ce sont en r alit des points de v g tation situ s dans le plan de l objet Mailler la zone manquante avec les quelques points restants Choix 3 D finir la surface moyenne de l objet et supprimer les points n appartenant pas cette surface Il est galement n cessaire dans certains cas de combiner les m thodes afin d arriver au meilleur r sultat pour un temps de traitement optimum Solveig BERGER 2011 30 Chapitre 2 Acquisition et traitements num riques 2 2 2 MAILLAGE DES POINTS 3D Le maillage d un nuage i se fait par cr ation de triangles reliant les points 3D entre eux en fonction notamment de leur r partition dans l espace L outil de mod lisation de 3D Reshaper est automatique mais n cessite tout de m me de d finir des param tres adapt s la g om trie de l objet scann Le maillage ne doit pas contenir trop de trous n1 de pics mais ne doit pas non plus tre liss au point de Maillage trop bruit x Maillage trop lisse ne plus voir les irr gularit s de l objet Maillage trop trou
6. ologie et d histoire analyse architecturale de l Engelbourg Thann Haut Rhin Campagne de sondage arch ologiques 1992 Edit par la Soci t pour la Conservation des Monuments Historiques d Alsace n 38 Feyler G 1987 Contribution l histoire des origines de la photographie arch ologique 1839 1880 M langes de l Ecole Fran aise de Rome Antiquit MEFRA Volume 99 Page 66 sur 1047 Galini H Husi P Rodier X Theureau C Zadora Rio E 2005 ARSOL La chaine de gestion des donn es de fouilles du Laboratoire Arch ologique et Territoires Les petits cahiers d Anatole n 17 mai 2005 Grussenmeyer P Landes T 2011 Images et mod le 3D en milieux naturels Lasergramm trie terrestre Collection EDYTEM Laboratoire EDYTEM n 12 juin 2011 Pages 11 28 sur 206 ISBN 978 2 918435 04 4 Koehl M Grussenmeyer P 2008 3D model for historic reconstruction and archaeological knowledge dissemination The Niedermunster abbey s project Alsace France The International Archives of the Photogrammetry Remote Sensing and Spatial Information Sciences Vol XXXVII Part B5 Beijing Koch J 2010 Rapport de Diagnostic Thann Haut Rhin Ch teau de l engelbourg Pole Arch ologique Interd partemental Rh nan n op ration 5525 Ligny F 2004 M thodes et initiations d histoire et d arch ologie Le dessin arch ologique Editions du temps Nantes ISBN 2 84274 290 7 Pages 191 194 sur 382 Me
7. s Remondino 20111 Desseiligny 2011 d crit les principaux avantages techniques de la photographie num rique par rapport l argentique Plus d information Moins de bruit Moins d effort Cott faible d une photographie Redondance d information facilement accessible Quantit de photos quasiment infinie et quasiment gratuite Nous avons donc vu apparaitre depuis quelques ann es de nombreux logiciels ou services web de restitution 3D par photogramm trie dont certains sont totalement gratuits et automatiques nous pouvons citer Photosynth Microsoft Photo Scene Editor Autodesk Arc3D ou encore OMS Bundler 1 3 LA MODELISATION 3D 1 3 1 PRINCIPE La repr sentation 3D est un outil de restitution toujours plus pr sent dans le domaine scientifique comme dans celui de la communication en g n ral Elle n est pas encore consid r e comme une Solveig BERGER 2011 16 Chapitre 1 Etude bibliographique solution par d faut du fait de l cart encore important entre la rapidit des progr s techniques et les moyens de stockage informatique Remondino 2011 Mais visuellement tr s convaincante Archeostudio 2011 la visualisation 3D est de plus en plus famili re pour le grand public Le mod le 3D permet d avoir sous les yeux une multitude d informations structur es et de mettre en vidence leurs liens Utile l archivage la restitution la manipulation et l analyse des informat
8. 2011 39 Chapitre 3 Int gration d archives 2D la maquette Polyligne Polygone Aucune information Information vectorielle vectorielle FIGURE 43 INFORMATIONS VECTORIELLES POUR UNE POLYLIGNE ET UN POLYGONE Nous avons donc d cid de cr er deux types de donn es int grables la maquette 3D Les vecteurs contours compos s de polylignes et repr sentant le ou les contours de fouille Les vecteurs blocs compos s de polygones et repr sentant les strates Pour cr er ces vecteurs nous utilisons la commande de vectorisation semi automatique VECTORISATION SEMI AUTOMATIQUE Cette commande permet d accrocher automatiquement les vecteurs supports qui nous int ressent et construire par dessus comme sur une couche de donn es le contour et les blocs int grer la maquette Nous avons utilis le logiciel ArcCatalog pour cr er ces couches vierges appel s fichiers de formes dans lesquelles nous avons ensuite construit les vecteurs Chaque fichier de forme contient le nom de la couche de donn es le type d entit s qu elle contient points polylignes polygones etc et le systeme de coordonn es Ce dernier n est d ailleurs pas n cessaire dans notre cas puisque nous travaillons avec des donn es 2D ArcCatalog est une application de la suite ArcGIS tout comme ArcMap qui permet de cr er et g rer un catalogue de donn es cartographiques et leurs connexions des serveurs Il es
9. Chapitre 4 R sultats et applications Les donn es int gr es sont g or f renc es c est dire associ es un syst me de coordonn es Le logiciel de SIG utilis est ArcScene et il existe plusieurs fa ons combinables d int grer le mod le ou les parties du mod le en fonction du niveau de d tail souhait En annexe L page 47 est d taill les proc dures d int gration selon les diff rentes m thodes INTEGRATION MULTIPATCH Le principe est d importer un objet skp en tant que bloc unitaire c est dire ind composable et associ une m me table Si l on consid re le mod le 3D comme l objet et qu on l importe en multipatch il est impossible de s lectionner un l ment de la maquette autre que la maquette elle m me Figure 68 Cela correspond approximativement un bloc dans AutoCad ou un groupe dans Google Sketchup L avantage de cette m thode est d avoir un fichier plus l ger et donc un affichage plus fluide INTEGRATION POLYFACES Le principe est d importer un objet skp en temps qu ensemble des polygones qui le composent Ainsi il est possible de s lectionner ind pendamment chaque polygone de l objet et de lui affecter des informations diff rentes des autres polygones Figure 69 Cette m thode peut tre utilis e lorsque les polygones de l objet contiennent des informations sp cifiques comme par exemple un mur dont il peut tre int ressant pour un arch olog
10. URL http rhin crai archi fr rld Seig ens ing 2009 Serveur ducatif de PING et de ENSG Consultation 2011 URL http seig ensg ign fr Sketchup google 2011 Site internet officiel d di au logiciel de dessin Google SketchUp Consultation 2011 URL http sketchup google com Sketchucation 2011 Forum d di s au logiciel Google SketchUp Consultation 2011 URL http news sketchucation com Ville Thann 2011 Site internet officiel de la commune de Thann Alsace Consultation 2011 URL http www ville thann fr Vectormagic 2009 site du logiciel de vectorisation VectorMagic avec possibilit de tester le logiciel Consultation 2011 URL http vectormagic com Wiseimage 2008 Site officiel des logiciels professionnels RasTech dont Wiselmage est une gamme Consultation 2011 URL http www rastertech fr index php Solveig BERGER 2011 72 INSA Strasbourg Institut National des Sciences Appliqu es de Strasbourg Projet de Fin d Etudes en Topographie Auteur Solveig BERGER Promotion 2011 Titre Etude de la mod lisation d une maquette 3D et de l int gration de donn es Application au projet arch ologique et patrimonial de Thann Alsace Soutenance 21 Septembre 2011 Structure d accueil INSA de Strasbourg Nombre de volumes 2 Nombre de pages 112 Nombre de r f rences bibliographiques 50 R sum Le ch teau de l Engelbourg Thann Alsa
11. ainsi consacrer l tude plus approfondie de certaines hypoth ses mises de c t En parall le nous avons cr plusieurs panoramas et mis en place une visite virtuelle et interactive du site Dans l optique de p renniser ce projet et afin d offrir aux futurs ex cutants les moyens de reprendre et mettre Jour cette tude nous avons test et mis en place des m thodologies de traitements aussi transparentes et reproductibles que possible Nous avons ainsi pu d gager des proc dures claires et ordonn es applicables aussi bien au cas de l Engelbourg qu d autres tudes similaires Ces exp rimentations ont galement montr les limites auxquelles nous avons t confront s en termes de moyens informatiques de temps et de comp tences Nous nous sommes bas s sur les logiciels disponibles au laboratoire de l INSA que nous connaissions d j et sur des logiciels gratuits La prise en main fut donc rapide et nous avons r duit le nombre de logiciels diff rents vitant ainsi la multiplication des op rations Mais ce choix limite de facto la qualit des r sultats ce que peuvent offrir ces logiciels Concernant l habillage et le rendu visuel de la maquette nous avons exploit au maximum nos comp tences mais l intervention d un professionnel en graphisme et technologies num riques 3D serait plus probante De m me la d limitation du site en objets unitaires a t effectu e de fa on logique mai
12. de l introspection au sol utilisation de sondes distance par exemple L av nement de la photographie a rienne et des lev s lasergramm triques apportent une nouvelle dimension de l observation des sites que Jacques Dassi pour la photographie a t l un des premiers mettre au service des tudes arch ologiques dans les ann es 1960 Archaero 2007 Ces outils permettent une approche plus globale du site tudier et parfois mettent en lumi re des zones d int r t arch ologique La Figure 5 acquise par Jacques Dassier rend compte des nuances color es visibles dans les champs et met en vidence l existence de constructions en profondeur Le plan est quasiment visible en son entier et donne une premi re id e de l tendue et de la structure du site Pi a P ad er F A F 2 a je este re 4 i i AT h i L un gt a FIGURE 5 PHOTOGRAPHIE AERIENNE DE SAINT GERMAIN DE LUSIGNAN CM cAMP NEOLITHIQUE DE LA COTERELLE JACQUES DASSIER ARCHAERO COM L introspection au sol autre m thode d observation fait appel aux propri t s physiques du terrain pour observer le sous sol ou les parties non visibles du terrain et peut tre de diff rentes natures g ophysique lectrique magn tique etc Archeo ens 2011 Les sondages constituent la deuxi me tape de travaux arch ologiques avant la fouille proprement parler Ils peuvent tre assimil s une m thode de prospect
13. de vectorisation cccceceecceeceeeeeeeeeeeeeeeeeees 39 3 2 2 D coupage des donn es et cr ation des coupes vectorielles ccecccciuiiuus 41 3 9 G or f rencement Contraintes et SO UtIONS eee 41 3 3 1 Inversion des ports T exte Mile nd an mie 42 3 3 2 Position des points d extr mit rennen 42 353 3 Nombre de points Get Ie DORE ramer eretar 44 3 4 Int gration des coupes l espace 3D et au mod le 3D ee ceccccciriiin 44 La Figure 39 ci dessous r sume les grandes tapes permettant l int gration des donn es d archives 2D la maquette 3D Traitement des Donn es 2D Vectorisation Num risation 3 papier images 4 Int gration au ened j G or f rencement Vectorielles mod le 3D FIGURE 39 ETAPES DE TRAITEMENTS DES DONNEES 2D Solveig BERGER 2011 35 Solveig BERGER 2011 36 Chapitre 3 Int gration d archives 2D la maquette 3 1 ANALYSE ET GESTION DES DONNEES 3 1 1 ANALYSE DU RAPPORT DE M EHRETSMANN OBJECTIF A ATTEINDRE Les donn es sur lesquelles nous nous sommes appuy s sont celles de M Ehretsmann extraites de son rapport de fouilles de 1992 Ce document l origine dactylographi contient l ensemble de l tude arch ologique qu il a men sur le site de l Engelbourg Diff rents plans th matiques nous permettent de visualiser le site dans son ensemble la disposition des sondages env 15 sond
14. eS ssnisssssnasnsisrsssssneemerriniesernuseeniet steneesieiionse 10 1 2 Lasergramm trie terrestre et photogramm trie au service du patrimoine arch ologique et UIE SE SEE EET en EEE 202 2250000 25 0222160716 EEE E10 E CE EAR 29 12 12 1 Lasereramm trie TOMS Siac ne annee den nes ern ren OEE E een 12 1 22 Photogramm trie et restitution OS helene 16 1 3 NEGER HORSE LE Eee EET ED E EE E E Er 17 SE PAIE a A9 E RE E19 01 E 17 t2 Goo e a Te a ee 18 Solveig BERGER 2011 5 Solveig BERGER 2011 Chapitre 1 Etude bibliographique 1 1 APPROCHE DES METHODES CLASSIQUES D ARCHEOLOGIE Dans ce paragraphe nous d crivons succinctement les tapes classiques de travaux arch ologiques 1 1 1 PROSPECTIONS ET FOUILLES ARCHEOLOGIQUES Joutnot 2009 d crit l information arch ologique comme un document historique et non crit de l histoire mis en lumi re par les fouilles et les observations de l arch ologue La prospection est donc l une des premi res tapes de reconnaissance d un site comme une lecture rapide et non destructrice du site permettant de rep rer les parties les plus pertinentes tudier Elle peut s effectuer de diff rentes mani res selon la nature du terrain et le degr de pr cision des recherches mais ne doit pas tre destructrice du site Guyot 2005 nous claire sur les deux grands domaines de prospection en diff renciant l observation surfaces apparentes traces de natures diverses etc
15. face a gauche et en plan droite 1 26 Figure 25 Sch ma d une distorsion en barillet due a un objectif grand angle ici 20mm 26 Figure 26 Sch ma vue en plan de deux prises de vues successives 26 Figure 27 Sch ma de l orientation de la cam ra sur l objet photographier vue en plan ou bien de CR EA 0 E ENTE ee 27 Figure 28 Diff rence de luminosit perturbant la d tection de points homologuUes 27 Figure 29 Photographie pr sentant un fort contraste de Iluminosit 27 Figure 30 Sch ma des traitements num riques effectu s sur les points 3D 28 Figure 31 Sch ma d une zone de recouvrement entre 2 campagnes d acquisition espac es dans le A D ee ion 29 Figure 32 Extrait d un nuage de point avant et apr s nettoyage de la v g tation 29 Figure 33 Vue en plan et en coupe de l chantillonnage topographique d un talus 29 Figure 34 Exemple de segmentation de nuage en sous parties pour facilit le nettoyage 30 Figure 35 Exemples de maillages r alis s avec 3 param tres diff rents ccccccecececocececaceceeas 31 Solveig BERGER 2011 65 Liste des figures Figure 36 erreurs de maillage dans l environnement Google Sketchup ccccccccccccccccccccccceceeeeeeeeeeess 31 Figure 37
16. la maquette AutoCad Map 3D 2009 environnement 3D Construction Construction des 2 points 3D d une polyligne Points de r f rence A et B 3D Une coupe dxf un bloc global Orientation de la coupe Changement de 4 OUI E gt Coupe verticale NON OUI li OUI Redressement rep re dont AB est un axe vertical de la OUI coupe Suppression de la polyligne d oui Explosion du bloc ou C Uniquement des blocs de strates gt BD ou T Coupe 3D dxf et dwg FIGURE 49 SCHEMA LOGIQUE DE GEOREFERENCEMENT SOUS AUTOCAD Map 3D Solveig BERGER 2011 45 Chapitre 3 Int gration d archives 2D la maquette Google Sketchup Pro 8 Cr ation du calque de la coupe Pr paration de AG I l orientation des coupes Fe p Cr ation des faces Pi GE Cr ation des l ments de construction NE gt f N Cr ation des points de reference L R it ration pour toutes les 4 coupes du sondage X Alignement de la coupe et des points de r f rence d Rotations a a Mises l chelle Suppression des l ments de construction Ensemble des coupes du sondage X skp FIGURE 50 PRINCIPALES ETAPES DU GEOREFERENCEMENT DES COUPES Depuis le fichier Google Sketchup du mod le 3D nous avo
17. petite subdivision d une s quence stratigraphique donn e Giligny 2006 Ce proc d suit deux lois fondamentales de g ologie que sont la loi de continuit et la loi de superposition Giligny 2006 D apr s la loi de continuit chaque strate est d limit e sa base et en son sommet par un bassin de d p ts et d apr s la loi de superposition les couches profondes sont plus anciennes que celles qui les recouvrent L analyse de l interaction entre les strates est donc l un des objectifs principaux de la fouille stratigraphique indispensable la compr hension historique du site Afin de mieux visualiser les couches et leurs liens les arch ologues s appuient sur la matrice de Harris qui permet une repr sentation simple et sch matique de la situation r elle La Figure 9 repr sente les trois relations principales du syst me de Harris Solveig BERGER 2011 8 Chapitre 1 Etude bibliographique Absence de relation FAZA B Superposition ww Lo LANL LL Equivalence _A F lt B Aye FIGURE 9 RELATIONS PRINCIPALES DE LA MATRICE DE HARRIS F GILIGNY 2006 La fouille en air ouverte fouille horizontale g n ralement peu profonde ayant pour but de visualiser la r partition spatiale des l ments de surface Elle consiste en un d capage de la terre v g tale jusqu apparition de la premi re strate puis la fouille par secteurs restreints g n ralement des carr s c te c te ou non Mi
18. pic n1 de trous Risque d erreurs de maillage d oublis Rendu r aliste harmonieux Rendu irr gulier TABLEAU 5 COMPARATIF DU PLUGIN CURVILOFT ET DU MAILLAGE MANUEL Bien d autres outils nous ont t utiles pour traiter ces tapes avec rapidit et efficacit les principaux sont d crits dans le tableau r capitulatif des plugins pr sent en annexes F page 27 Nous avons donc mod lis l ensemble des donn es acquises pour cr er un mod le 3D g n ral du site dans lequel nous souhaitons int grer des donn es d archives 2D Nous allons aborder cette tape dans le chapitre suivant Solveig BERGER 2011 34 Chapitre 3 Int gration d archives 2D la maquette 3 INTEGRATION DE DONNEES 2D AU MODELE 3D Ce troisi me chapitre pr sente les diff rentes tapes n cessaires l int gration des donn es d archives 2D dans le mod le 3D Nous d taillerons galement les m thodes utilis es pour g rer et classer les donn es Nous analyserons les proc d s utilis s de mani re critique et tenterons d apporter des solutions ad quates SOMMAIRE 3 1 Analyse et gestion des donn es enr nee ten edeen rene sein die ete eine Lieu 37 3 1 1 Analyse du rapport de M Ehretsmann objectif a atteindre ocecuuiucus s 37 341 2 Gestion des donn es NUM ROS cs sed ets series seit 38 3 2 Vectorisation des coupes arch ologiques 39 32 1 Num risation et description des outils
19. plus souvent sous format num rique Le dessin fait appel la propre interpr tation de l arch ologue et son talent d artiste mais il suit quelques r gles de repr sentation permettant une premi re lecture claire et rapide Il donne galement la possibilit d insister ou non sur des zones choisies pour faire ressortir des d tails importants qui se distinguent difficilement l il nu ou sur une photographie et de sch matiser ce qui ne n cessite pas de pr cision L l ment est repr sent de fa on proportionn e et localis dans un rep re x y z On d finit un point de r f rence de coordonn es x y z 0 0 0 Les coordonn es x y z des autres points lev s sont ensuite d termin es avec un th odolite ou une station totale partir du point de r f rence et d une orientation Miller 2005 En compl ment du dessin la photographie permet de figer la r alit du site au fur et mesure de l avancement des fouilles Il est ainsi possible d enregistrer les l ments dans leur contexte le plus large et plus objectivement qu avec le dessin c est un moyen de rendre compte selon P Racinet 2004 Utilis e d s le 19 si cle par l gyptologue Richard Lepsius lors de campagnes de fouilles en gypte alors que cette technique n existait que depuis quelques ann es Feyler 1987 la photographie gr ce son volution rapide prend une place de plus en plus importante dans les m thodes d enregistrem
20. projet du fait des fouilles des am nagements et de la v g tation changeante certains points enregistr s ne sont plus d actualit et les zones de recouvrement auraient t difficilement traitables comme la Figure 31 peut l illustrer Solveig BERGER 2011 28 Chapitre 2 Acquisition et traitements num riques O o 0 o 0 o m pe o 0 o 20 20 o O Soo Oo Soo 0 0 Oo P O OO OO 00 OO OO O OO 60 00 899 0886 300 0828 eee o 00 0000 o 0000000 e 200 O S Cy 00 90 0860 O 6 6 6 0 0 02 O 0 0o eo 08e 008 000 08e coe 000 Instant t Instant t 1 Fusion des 2 nuages OPoints commun aux 2 acquisitions Point s d couverts via des fouilles et terrassements Points de v g tation supprimer FIGURE 31 SCHEMA D UNE ZONE DE RECOUVREMENT ENTRE 2 CAMPAGNES D ACQUISITION ESPACEES DANS LE TEMPS Pour cela nous avons choisi de travailler sur chaque nuage ind pendamment des autres Le nettoyage des points constitue une part importante du traitement num rique en raison de la forte densit de v g tation sur le site Avec la v g tation Sans la v g tation FIGURE 32 EXTRAIT D UN NUAGE DE POINT AVANT ET APRES NETTOYAGE DE LA VEGETATION Nous avons pu utiliser pour les zones relativement planes l outil d chantillonnage topographique du logiciel Trimble Realworks Il permet de supprimer certains points isol s du reste du nuage en fonction de la dista
21. sondages par tranch es continues 8 Powe SOS pP TOE en re ee re nee er ween rere rene eo ree rte 8 Figure 9 Relations principales de la matrice de Harris F Giligny 2006 9 Figure 11 Extrait de l image raster d une COUP renen ene nen ene nen ennen rene nn ennen ener ensure 11 Figure 10 Vectorisation de l extrait avec VeCIONMRASICS rimes nen ener ener inne 11 Figure 12 Balayage d une surface par scanner Set 14 Figure 13 Mesure des angles et distances d un point de la sph re par rapport au scanner et son rep re Gh e S a V enc sate es od O ats E asada aa anc A AC HPA EET 14 Figure 14 Balayage laser de densit variable 14 Figure 15 Sch ma explicatif du scanner triangulation nn ener ennen ener ennen ennen sene renee 15 Figure 16 Sch ma ramen e en plan du balayage laser avec obstacles 16 Figure 17 Vue perspective des points d impact sur la sph re et l obstacle 17 Figure 18 R gles de prises de vue pour la SER IH sten se 17 Figure 19 Illustration des 3 technique de restitution photogramm trique El Kahza et al 2010 18 Figure 20 Nuage de points issu des l res campagnes d acquisition en 2009 23 Figure 21 Zone de difficult pour l utilisation du scanner laser ana 24 Figure 22 Zone difficile d acc s sans points SD darts 24 Figure 23 Prises de vue des l ments de Ta ZONE een eek moon 25 Figure 24 Nuage extrait par Photosynth vue de
22. 011 25 Gratuit Non Oui Chapitre 2 Acquisition et traitements num riques lt w FIGURE 24 NUAGE EXTRAIT PAR PHOTOSYNTH VUE DE FACE A GAUCHE ET EN PLAN A DROITE Plusieurs essais ont t n cessaires pur obtenir satisfaction et ceci ont mis en vidence certaines erreurs possibles lors des prises de vue 1 Distorsions optiques minimales FIGURE 25 SCHEMA D UNE DISTORSION EN BARILLET DUE A UN OBJECTIF GRAND ANGLE ICI 20MM 2 Rapport base loignement optimal Cam ra l instant t Cam ra l instant t 1 Base F 477 Eloignement Zone de recouvrement FIGURE 26 SCHEMA VUE EN PLAN DE DEUX PRISES DE VUES SUCCESSIVES Cas normal axe des cam ras parall le B E 5 Convergence des axes des cam ras B e 1 15 1 10 Solveig BERGER 2011 26 Chapitre 2 Acquisition et traitements num riques 3 Orientation de la cam ra id alement perpendiculaire au plan tangent l objet photographi Recouvrement de deux cam ras Recouvrement des trois cam ras FIGURE 27 SCHEMA DE L ORIENTATION DE LA CAMERA SUR L OBJET A PHOTOGRAPHIER VUE EN PLAN OU BIEN DE COTE 4 Echelle de l objet sur l image sensiblement constant pas de zoom sur une partie de l objet 5 Luminosit constante diffuse et sans trop de contraste sur la photographie FIGURE 29 PHOTOGRAPHIE PRESENTANT UN FORT CONTRASTE DE LUMINOSITE Contrai
23. 3 1 Habillasc de CI P RIODE tal DE t hane dd TOA AMPA MAIT ARN C NI PRE OES Fane tt 55 4 3 2 N veau dedetan destesul 383 Diesen ee me ea onen 37 4 4 Potentialit s de diffusion HUIM TAURSS nd di ST 4 4 1 Video virtuelle C D ROM ansehe SI 4 4 2 Pin OMAN 2 r E E 58 4 5 Int gration dans un Syst me d Information G ographique 59 Concliasionet et SPC CLC eu Gas net nn ae node Reh 63 Eistexdes ROU nennen An bien ae Mean ee A eal 65 Liedes tapleik zes ns ae lt A 67 R f rences biblrostaphicques ceases ue E ne ile ac nel Dn 69 Ouyrases article Set MESES anao E ee aiden een eeu adel 69 Documents de Tomaten san ea earn re rainy rite en rece esse diet 70 SIES Meets A A E A R R SER A A A TE A R R ARR A A ETERN ES R A A ee 70 Solveig BERGER 2011 IV Introduction INTRODUCTION me Le Chateau de l Engelbourg objet de cette tude fut construit en nid d aigle au d but du 13 si cle au sommet du Schlossberg Il est situ sur le territoire de la commune de Thann Haut Rhin Alsace au carrefour de I Alsace et de la Lorraine et domine le d bouch de la vall e de la Thur Sa position strat gique en fit la cible de destructions syst matiques au cours du 177 si cle et Louis XIV acheva son sort en ordonnant sa d molition en 1673 apr s le rattachement de l Alsace la France Il n en reste aujourd hui que peu de vestiges dont une section de tour d environ 7m de diam tre et 4m de large pos e s
24. ABCD La Figure 41 d taille les diff rentes tapes d int gration des coupes Solveig BERGER 2011 37 Chapitre 3 Int gration d archives 2D la maquette Coupe papier ArcMap ArcScan a Eu im I Pa a ee a nn a mu un Eu Cas Dessin Num risation Vectorisation automatique Coupe manuscrite Coupe raster Vecteurs en rouge Google Sketchup Pro 8 Google Sketchup Pro 8 ArcMap ArcScan A B X Definition des couleurs G or f rencement 3D Vectorisation semi automatique Simulation de volume Contours en noir et blocs en couleur Coupe vectorielle Google Sketchup Pro 8 Int gration des coupes dans le fichier de la maquette FIGURE 41 OPERATIONS EFFECTUEES SUR UNE COUPE DE LA NUMERISATION 2D A L INTEGRATION A LA MAQUETTE 3D 3 1 2 GESTION DES DONNEES NUMERIQUES Avant de mettre en place une cha ne de traitements permettant de passer de donn es papier 2D des donn es vectorielles 3D nous avons d fini des r gles d appellation pour chaque type de donn es Les coupes arch ologiques ont donc t nomm es selon une r gle simple mais stricte de m me pour chaque objet unitaire de la maquette 3D Ces r gles sont d crites ci dessous Nous avons consid r de fa on arbitraire qu un objet unitaire se d finit par Le secteur auquel il appartient gt S1 S6 Le type d objet il repr sente gt Talus Plateforme Chemin Rocher Mur Ouverture Sa
25. Autodesk Service web i Nuage de points Sur l interface P Editor ie dwg obj coloris s Nuage de points l e ve Photosynth Microsoft Service web G olocalisation 2 as ne E Sur le site Photographie orient es en relatif OSM Proiect H Logiciel for Nuage de points Dans le fichier Dans le fichier Bundler zn en colorises de sortie de sortie TABLEAU 4 COMPARATIF D OUTILS D EXTRACTION DE POINTS 3D PAR PHOTOGRAMMETRIE Les meilleurs r sultats en termes de densit et de r partition des points furent dans notre cas ceux du service web Photosynth Nous avons donc choisi de compl ter nos nuages de points avec cet outil notamment pour l exemple vu ci dessus La difficult pour obtenir un nuage de points satisfaisant r side dans le choix des prises de vue le nombre de photographies et le recouvrement puisque le reste des op rations est interne au logiciel Les prises de vue respectent certaines r gles pour que le logiciel puisse d tecter les points homologues La Figure 23 ci dessous illustre les prises de vue photographiques pour l ensemble de la zone ainsi que pour chaque objet par exemple l objet en rouge sur la figure de droite FIGURE 23 PRISES DE VUE DES ELEMENTS DE LA ZONE Le nuage de points obtenu via Photosynth est pr sent sur la Figure 24 et peut tre export pour tre trait tout comme les nuages de points acquis par lasergramm trie terrestre Solveig BERGER 2
26. E OMS Eo D ES TS 32 2 3 1 Correction des maillage S a E ee 32 20 Cr ation des raccords ccscnsicccacieonendsecsvesadanesnndcdinenatacdlunsandsuaatncstannanodadionysaueaeeamedsucatanctannaats 33 3 Int gration de donn es 2D au mod le D ne rot 35 3 1 Analyse et gestion des donn es need euere these este seceretesse sd enes enn nnnee af 3 1 1 Analyse du rapport de M Ehretsmann objectif a atteindre 347 3 1 2 Gestion des donn es DIENT ee een 38 32 Vettorisation d s coupes arch ologiques ns nettes 39 3 2 1 Num risation et description des outils de vectorisation ccccceeccceeeceeeeeeeeeeeeeeeeees 39 3 22 D coupage des donn es et cr ation des coupes vectorielles ccccceeeeeeeeeeeeeeeeees 41 Solveig BERGER 2011 ill Table des mati res 3 G or t rencement Contraintes et Solutions een a 41 SALT Lnv rsion des points d SIE Ines 42 3 32 Position des pomts U Steele 42 333 Nombrede points de fee ren CS os nd e 44 3 4 Int gration des coupes l espace 3D et au mod le Dessen a 44 A R SULTATS era pplication S Hi non ee erde 49 4 1 Roulette een ae een Ss SE E ee ee 51 4 1 1 Modele DAS ee 51 4 1 2 COUpes vectorielles 35192 E es 52 4 1 3 Assemblase des resultats gt Des u Er 33 A MEPIS ATOM ALC MC O LO CIC IS SR teen Bene 2006 isn Me ee 54 4 2 1 Exploration du modi e D a a SORTERE tous 54 4 2 2 Explortation C1 SN oD ea rate SERENE as ee 54 4 3 Potenti htes deste Has mel een Sn ae 53 4
27. ES EN POLYFACES Dans le Tableau 6 ci dessous nous indiquons un exemple de niveaux de d tail pour chaque type d objet Nous nous sommes bas s sur les possibilit s d exploitations arch ologiques et culturelles des objets mod lis s En effet nous avons consid r dans cette tude qu il n tait pas n cessaire d importer les talus chemins plateformes et contour de secteurs en polyfaces ou points mais que pour les murs rochers et ouvertures cela serait pertinent Contour Mur Ouverture Rocher Talus Chemin Plateforme Secteur Multipatch d tails Multipoints Polyfaces Entit s points d tails TABLEAU 6 EXEMPLE DE MODES D INTEGRATION SELON LES OBJETS Solveig BERGER 2011 61 Solveig BERGER 2011 62 Conclusion et perspectives CONCLUSION ET PERSPECTIVES Les objectifs de ce projet taient de participer la valorisation num rique du site de l Engelbourg d un point de vue arch ologique et patrimonial Dans se contexte la commune de Thann et les membres du P le Arch ologique Interd partemental Rh nan souhaitaient obtenir un mod le 3D du site et de ses vestiges Disposant galement de donn es arch ologiques 2D issues de la campagne de fouilles de M Ehretsmann nous avons envisag l tude de leur int gration au mod le 3D et l association de l ensemble un Syst me d Information G ographique SIG Le site de l Engelbourg a t mod lis partir des donn es acquises
28. INCERTITUDES SUR LA POSITION DES POINTS DE REFERENCE Toutes ces incertitudes g n rent des carts pouvant aller jusqu plus de 15 cm sur la position des points Pour pallier ces difficult s et en accord avec l arch ologue M Koch nous avons pr t davantage d importance l aspect visuel et la coh rence g om trique des strates des coupes plut t qu l exactitude de la position des points d extr mit L accent est en effet port sur la visualisation globale des coupes au sein du mod le 3D et au vu de la pr cision des donn es d origine des carts d une vingtaine de cm sont tol r s Solveig BERGER 2011 43 Chapitre 3 Int gration d archives 2D la maquette 3 3 3 NOMBRE DE POINTS DE REFERENCES Le troisi me probl me est le nombre de points de r f rence pour une coupe donn e En effet nous disposons des deux points d extr mit mais il faut au moins trois points pour orienter la coupe en 3D Le risque dans notre cas est que la coupe effectue une rotation autour de l axe d fini par les deux points d extr mit Figure 48 Vue lat rale Vue longitudinale FIGURE 48 ROTATION POSSIBLE DE LA COUPE AVEC DEUX POINTS DE REFERENCE Cette difficult est contourn e par le principe de verticalit des coupes que nous avons syst matiquement appliqu 3 4 INTEGRATION DES COUPES A L ESPACE 3D ET AU MODELE 3D Nous avons voqu dans le paragraphe pr c dent les difficult s renc
29. Institut National des Sciences Appliqu es de Strasbourg M moire de soutenance de Dipl me d Ing nieur INSA Sp cialit TOPOGRAPHIE Etude de la mod lisation d une maquette 3D et de l int gration de donn es Application au projet arch ologique et patrimonial de Thann Alsace Il dle s A rch ologie erd partemental Rh nan 9 ee ie e11NSR ZEST Thann en J gt lt Te Pr sent le 21 Septembre 2011 par Solveig BERGER R alis au sein de l entreprise Laboratoire LSIIT Equipe TRIO INSA 24 Boulevard de la Victoire 67100 STRASBOURG Directeur de PFE Mlle C line STEINER Agent du d veloppement conomique et local de la ville de Thann Correcteurs M Mathieu KOEHL Maitre de conf rences INSA Strasbourg M Emmanuel ALBY Maitre de conf rences INSA Strasbourg Remerciements REMERCIEMENTS Je tiens tout d abord remercier l ensemble des membres du laboratoire de photogramm trie de l INSA de Strasbourg et tous ceux que j ai pu c toyer durant mon cursus pour leur sympathie et leur gentillesse et qui m ont permis de passer ces 3 ann es d tudes dans la bonne humeur Plus particuli rement je remercie M Mathieu KOEHL mon encadrant de stage et 2 correcteur pour m avoir propos ce sujet m avoir aid e le mener bien et pour m avoir accord sa confiance tout au long de ce projet Je remercie galement Melle C line STEINER agent du d veloppement
30. ODE TRANSPARENCE 4 PLAN DE SECTION DANS LE SENS DE LA COUPE 4 1 3 ASSEMBLAGE DES RESULTATS 3D Les coupes repr sentent les strates du sous sol aussi lorsqu elles sont int gr es au mod le 3D elles sont recouvertes par le terrain et l on ne voit que les strates d altitude sup rieure au terrain Cependant le mode transparence ou les plans de section permettent de les visualiser La Figure 57 ci dessous nous montre un exemple de coupe S5_S2_AB sous ces quatre modes d affichage isol e int gr e au mod le en mode transparent et dans un plan de section FIGURE 57 EXTRAIT DE L ASSEMBLAGE DES COUPES 3D SOUS GOOGLE SKETCHUP Solveig BERGER 2011 53 Chapitre 4 R sultats et applications 4 2 UTILISATION ARCHEOLOGIQUE 4 2 1 EXPLOITATION DU MODELE 3D Au niveau arch ologique la repr sentation du site en 3D permet d avoir une vue d ensemble de tous les vestiges l organisation spatiale du site les reliefs et les proportions Tous les objets visualisable en m me temps peuvent tre compar s directement Certaines hypoth ses peuvent naitre de ce nouvel angle de vue comme par exemple la correspondance des objets entre eux Nous avons par exemple utilis l outil de mod lisation de primitives pour calculer le diam tre moyen d un vestige a priori cylindrique Le cylindre g n r poss dant le m me diam tre que Pil de la Sorci re l arch ologue M Koch a pu confirmer l origine commune de ces deux obje
31. OUR LA STEREORESTITUTION Point 3D de la sph re Fuite du faisceau laser Solveig BERGER 2011 17 Chapitre 1 Etude bibliographique Santacana 1 Mestre et al 2005 d finit la restitution arch ologique comme une interpr tation de l architecture faite partir de l laboration d hypoth ses ne pas confondre avec les termes reconstruction reconstitution La confusion avec la restitution photogramm trique devient d autant plus fr quente que de plus en plus la restitution arch ologique passe par la conception de mod les num riques dits mod les virtuels Il existe diff rents types de solutions pour le traitement des images Figure 19 Grussenmeyer 2003 A partir d une seule photo avec une photo isol e de l objet et des informations sur la g om trie de l objet A partir de 2 photos la g om trie de l objet est inconnue donc 2 images sont n cessaires A partir d un bloc multi image l objet est complexe et il est envisageable d avoir des photos convergentes horizontales verticales ou obliques s g i EG LA lt v 2 i r i bg j FIGURE 19 ILLUSTRATION DES 3 TECHNIQUE DE RESTITUTION PHOTOGRAMMETRIQUE EL KAHZA ET AL 2010 Les progr s techniques en mati re de photographie num rique ont permis le d veloppement des logiciels de restitution 3D au point d tre pour certains totalement automatis
32. RAI de l Ecole Nationale Sup rieure d Architecture de Nancy qui rassemble de nombreux outils r alis s par les d veloppeurs de la communaut Sketchup Ruby depuis 2004 rhin crai archi 2011 Le Tableau 3 r capitule les principaux avantages du logiciel Google Sketchup dans le cadre de notre tude Solveig BERGER 2011 19 Chapitre 1 Etude bibliographique Avantages Inconv nients Fluidit de navigation Ne supporte pas le syst me Lambert zone I Communaut importante TABLEAU 3 AVANTAGES ET INCONVENIENTS DE L UTILISATION DE GOOGLE SKETCHUP POUR LA MODELISATION Solveig BERGER 2011 20 Chapitre 2 Acquisition et traitements num riques 2 ACQUISITION ET TRAITEMENTS NUMERIQUES Ce chapitre pr sente les grandes tapes d acquisition des donn es 3D et leurs traitements pour parvenir la mod lisation du site arch ologique Nous d taillerons certains modes op ratoires et tenterons d apporter un regard critique quant l utilisation et la pertinence de ces proc d s SOMMAIRE 2 1 Acquisition des donn es Denen een een 22 2 1 1 Laser stammte ternesto ame eee area 23 rA PHO OCR ie R he een 222 000 A AE 24 2 2 Traitements num riques des points Dessen 28 221 Nettoyage et segmentation des points SD anna 28 2 22 Maillages des points 3D ss 31 2 Mod lisation 3D EEE NEN EEE EINEN ENE SES ENES SES SES EUGENE em ec 32 2 3 1 Correction des ASS ee 32 22 Cr ation des raccords se daaeaeauennsn
33. Solveig BERGER 2011 54 Chapitre 4 R sultats et applications Coupe 3D 4 faces LR Plan de section laissant appara tre la mod lisation d une strate outil Curviloft Coupe 3D avec Vue en plan simulation de volume FIGURE 59 EXEMPLE DE SIMULATION DE VOLUME SUR LES COUPES 3D DANS GOOGLE SKETCHUP 4 3 POTENTIALITES DES RESULTATS VISUELS 4 3 1 HABILLAGE DES ELEMENTS 3D Bien que le texturage ne fut pas la priorit dans la mod lisation du site nous avons tout de m me r alis quelques essais notamment sur les murs qu il serait int ressant de rendre aussi r aliste que possible La g om trie tr s complexe de la plupart des l ments nous a tr s vite montr les limites de ces proc d s Pour ne pas alourdir le nombre de logiciel utilis dans les chaines de traitement nous avons limit nos essais 3D Reshaper et Google Sketchup d j utilis s dans ce projet 3D Reshaper permet l application d une texture un maillage partir d une image import e en affectant des points homologues entre le maillage et l image Mais les textures import es n tant pas support es par Google Sketchup lors de l import nous avons donc essay de texturer directement dans ce logiciel Il est en effet possible de projeter une image sur une surface en tant que texture mais ici la manipulation reste tr s incertaine car il n y pas d accrochage possible autre qu aux quatre coins de l image et pas de points c
34. TSPOTS PANORAMAS ET DU PROJET Solveig BERGER 2011 58 Chapitre 4 R sultats et applications Lors du visionnage d un panorama les points de connexion peuvent prendre diff rentes formes points clignotants fen tres en surbrillance etc en ar di sal Hotspots 4 un EN nr ga es tote 4 212 Me w es ne annen FIGURE 66 EXTRAIT D UNE VISITE PANORAMIQUE VIRTUELLE ET EXEMPLE DE HOTSPOTS 4 5 INTEGRATION DANS UN SYSTEME D INFORMATION GEOGRAPHIQUE Comme nous l avons voqu d s le d but de ce m moire l une des ambitions de ce projet de valorisation du site est d int grer l ensemble des donn es 3D un Syst me d Informations G ographiques SIG a partir des fichiers skp que nous avons cr Nous nous sommes bas s sur une segmentation du mod le en secteurs puis en type d objet que nous avons consid r unitaires Dans notre tude un objet unitaire est un objet distinct et identifiable des autres tels qu un mur ou un rocher Le terrain a t segment en petites portions unitaires dissociant les talus des plateformes et des chemins La Figure 67 suivante est une vue en plan du mod le 3D dont chaque couleur repr sente un l ment unitaire et gauche en exemple l il de la Sorci re isol nomm dans notre tude S6_M_C_5 ad FIGURE 67 VISUALISATION DES ELEMENTS UNITAIRES ET ZOOM SUR L IL DE LA SORCIERE Solveig BERGER 2011 59
35. ages ainsi que la d composition du site en secteurs Chaque sondage fait l objet d une analyse arch ologique comprenant entre autre sa localisation sur le site des coupes dessin es la main par M Ehretsmann la description de ces coupes et l interpr tation arch ologique qu il en a faite Parmi toutes ces informations nous nous sommes int ress s plus particuli rement aux dessins des coupes une vingtaine au total que nous souhaitions int grer au mod le 3D du site L objectif est de pouvoir visualiser dans le mod le 3D l ensemble des coupes g or f renc es et orient es Le terme coupe tel qu il est utilis dans notre tude peut tre quivoque Il d signe d abord le dessin 2D r alis manuellement par M Ehretsmann et d fini par deux points d extr mit cf premier sch ma de la Figure 41 Mais nous l employons galement de mani re synecdochique pour d signer l ensemble des coupes d un sondage aussi bien en vertical qu en plan Si un sondage peut se symboliser dans l espace par un parall l pip de comme une tranch e les coupes sont ses faces Figure 40 ci dessous CL RTE nen a a ee a n a S J Cu nn il Coupe manuscrite AB Sondage 0 Coupe BC Ej Coupe AD Plan inf rieur FIGURE 40 SCHEMA D UN SONDAGE ET D UNE DE SES COUPES Pour voquer toutes les coupes du sondage 0 repr sent ci dessus on parlera plus g n ralement de la coupe
36. ation combin e Remondino 20111 Nous allons tout d abord d finir les grands principes de la lasergramm trie terrestre puis les r centes volutions photogramm triques en mati re de restitution 3D 1 2 1 LASERGRAMMETRIE TERRESTRE La lasergramm trie terrestre est une technique d acquisition de points de surface r alis e partir d un balayage laser Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation Landes 2010 en trames r guli res L instrument est appel scanner laser terrestre en opposition au scanner laser a roport que nous n aborderons pas dans cette tude Vallet 2011 d crit de fa on d taill e le principe et les applications de la lasergramm trie a roport e Le rayon laser mis par l appareil en continu ou par impulsions vient balayer la surface des l ments qu il rencontre et enregistre pour chaque point cr sa distance l appareil l angle horizontal et l angle vertical Figure 12 Landes 20101 Chaque point peut ainsi tre connu en coordonn es dans le rep re du scanner L ensemble des points forme un nuage de points 3D visualisable en temps r el i e au moment de l acquisition par l appareil Solveig BERGER 2011 13 Chapitre 1 Etude bibliographique Scanner laser Trimble GX Topo Sph re Communitymx Rotation horizontale FIGURE 12 BALAYAGE D UNE SURFACE PAR SCANNER LASER AH Angle Horizontal AV Angle Vertical D dis
37. ation se densifie au fur et mesure du projet et les terrassements bouleversent le niveau du sol Le recollement des secteurs sur le maillage est donc d licat et il est indispensable d agir manuellement pour viter les discontinuit s Il est galement difficile de filtrer automatiquement la v g tation et 1l est n cessaire d interpr ter la signification des points du nuage ne pas liminer de donn es essentielles et rester fid le la r alit du site Google SketchUp permet cr er des applications pr cises en ajoutant des plugins disponibles sur le net ou en les d veloppant via une console de script Ruby Sketchucation Rubylibrarydepot Ainsi il est possible d adapter les outils d en cr er et de les combiner pour obtenir un r sultat optimal 1 3 2 GOOGLE SKETCHUP Google Sketchup b n ficie d une tr s grande communaut d utilisateurs l international et les sites consacr s a ce logiciel ne manquent pas Beaucoup de questions trouvent r ponse dans des sites web o l on peut visualiser des discussions themes des tutoriels et t l charger des plugins r alis s par d autres utilisateurs Parmi ces sites on retrouve SketchUcation scketchucation dont les membres ont acces a une banque de plugins r alis s par d autres membres Nous pouvons d ailleurs retrouver certain de ces plugins sur d autres sites internet comme celui h berg par le Centre de Recherche en Architecture et Ing nierie C
38. ce aujourd hui en ruines fait l objet d un vaste projet de valorisation patrimoniale artistique et touristique initi par la ville de Thann Elle collabore notamment avec le P le Arch ologique Interd partemental Rh nan en charge de l tude arch ologique Dans ce contexte l quipe TRIO INSA du laboratoire LSIIT est intervenue pour tudier les m thodes de r alisation d une maquette 3D du site d int gration de donn es arch ologiques 2D et les d riv s possibles de ces r sultats Ce m moire d crit les tapes d acquisition de donn es par lasergramm trie et photogramm trie de traitements des donn es de r alisation du mod le 3D et d int gration des donn es arch ologiques 2D par vectorisation Nous avons galement tudi les usages possibles visites virtuelles panoramas etc et notamment les processus d int gration du mod le 3D dans un SIG Dans une d marche de p rennisation de ce projet nous avons veill porter un regard critique sur toutes les m thodes utilis es et d crire clairement les principaux proc d s mis en place Mots cl s Arch ologie lasergramm trie terrestre restitution 3D par photogramm trie traitement de donn es mod lisation 3D vectorisation panorama et visite virtuelle Systeme d Information G ographique Summary The Engelbourg Castle Thann Alsace now in ruins is the subject of a wide ranging project of heritage artistic and touristy development i
39. coles d enregistrement suivent en g n ral la m me logique d inventaire et de marquage Il appartient cependant chaque organisme de suivre ses propres m thodes adapt es son organisation interne et bien que de nombreux manuels et ouvrages aient t r dig s dans le but d tablir des r gles g n rales d enregistrement beaucoup ont adopt une structure de base de donn es et une m thodologie propre difficilement perturbable Cela repr sente un frein au recoupement des informations entre les fouilles de diff rents organismes et emp che une diffusion homog ne des donn es Beaucoup d l ments pr cieux se retrouvent ainsi archiv s de mani re plus ou moins p renne dans des biblioth ques d art facts et perdent une partie leur potentiel d information En 2008 le Minist re de la Culture et de la Communication a distribu aux organismes charg du marquage des collections publiques un guide m thodologique Minist re de la Culture et de la Communication 2008 pour l valuation des produits et proc d s de marquage visant instaurer une homog n isation des pratiques de marquage des collections publiques Ce guide n de plusieurs programmes d essais du Laboratoire National de m trologie et d Essais LNE et du Centre de Solveig BERGER 2011 11 Chapitre 1 Etude bibliographique Recherche et de Restauration des Mus es de France C2RMFPF s av re difficilement adoptable pour de nombr
40. conomique et local de la ville de Thann et maitre de stage ainsi que M Michel HABIB 1 adjoint au maire de la ville de Thann pour leur implication dans ce projet leur sympathie et leur soutien Je tiens remercier M Jacky KOCH arch ologue au sein du P le Arch ologique Interd partemental Rh nan et encadrant de stage pour m avoir fait d couvrir les m tiers de l arch ologie pour sa grande gentillesse et son aide pr cieuse dans la lecture et la compr hension des archives arch ologiques Merci M Pierre GRUSSENMEYER responsable du groupe PAGE Photogramm trie Architecturale et GEomatique pour m avoir accueillie au sein du laboratoire Je remercie galement M Emmanuel ALBY ma tre de conf rences et 1 correcteur pour ses conseils et sa disponibilit tout au long de ce projet Je tiens t moigner toute ma sympathie M Samuel GUILLEMIN technicien de recherches et M Bernard GRANDMOUGIN technicien informatique pour leur aide pr cieuse leur bonne humeur et leur bienveillance Merci mon camarade et ami Vincent CAILLET qui a galement r alis son stage au sein du laboratoire pour ses conseils avis s son amiti et sa Jovialit Je remercie galement M Hakim BOULAASSAL M Mostafa MOHAMED et M Ibrahim ZEROUAL du groupe PAGE pour leur accueil chaleureux au sein du laboratoire et leur grande sympathie Pour leur soutien inconditionnel tout au long de mes tudes je tiens remercier ma famil
41. e du site La Figure 53 est une vue Nord Ouest du modele Solveig BERGER 2011 51 Chapitre 4 R sultats et applications FIGURE 53 VUE ORIENTEE NO DU MODELE 3D A titre de comparaison voici sur la Figure 54 une photographie du site orient e N NE et c t approximativement la m me vue du mod le 3D FIGURE 54 COMPARAISON VISUELLE D UNE PHOTOGRAPHIE DU SITE ET D UNE VUE DU MODELE 3D En superposant au mod le 3D le lev du g om tre en bleu on obtient un assemblage dont est extraite l image ci contre Figure 55 La superposition semble correspondre et nous conforte dans l id e que le mod le est visuellement proche de la r alit malgr les difficult s que nous avons pu rencontrer pour mod liser avec pr cision les ruines FIGURE 55 SUPERPOSITION DU PLAN DE 1160 ET DU MODELE 3D 4 1 2 COUPES VECTORIELLES 3D Nous avons vectoris l ensemble des coupe 3D pour lesquelles nous avions suffisamment de points de r f rences et obtenons environ 15 coupes de sondages soit une vingtaine de coupes au total La Solveig BERGER 2011 52 Chapitre 4 R sultats et applications Figure 56 est un zoom d une vue NO des coupes dans l environnement Sketchup On y voit les diff rentes orientations des coupes et leur r partition dans l espace 3D Plan de section FIGURE 56 DIFFERENTES VISUALISATIONS D UNE COUPE 3D INTEGREE AU MODELE 1 COUPE ISOLEE 2 COUPE INTEGREE AU MODELE 3 M
42. e pour I analyse de la photographie illustrative g n ralement destin e a la publication Cet engouement pour l utilisation de la photographie en arch ologie ne cesse de grandir avec l arriv e de nouvelles applications num riques Des solutions de plus en plus accessibles et automatis es permettent en effet de repr senter des l ments en 3D 4a partir de photographies de ceux ci cf 1 2 2 page 17 Dans le m me objectif de r alit virtuelle et de repr sentation 3D le scanner laser apparait de plus en plus sur les chantiers de fouille Cet instrument permet d enregistrer rapidement la position tridimensionnelle des points qu il balaie l aide de son faisceau laser et peut galement enregistrer la couleur du point pour un rendu plus r aliste Landes 2010 cf chapitre 1 2 1 page 13 Appliqu a un chantier de fouilles cet outil fait des informations enregistr es par l appareil une v ritable banque de donn es brutes exploitable a de nombreuses chelles 1 1 3 NUMERISATION DES DONNEES Bien que le travail d observation et de fouille se fasse toujours sur les l ments d origine et leur contexte une part de l analyse arch ologique s effectue d sormais sur les versions num ris es de ces donn es de fouille Les croquis sont dessin s sur ordinateur a partir des cotes prises sur le terrain ou bien vectoris s c est a dire scann s pour devenir des images raster par dessus lesquelles on redessine num riq
43. eabccuesaauetuesanedaassaaneaaenesbocansaanericnndads 33 Solveig BERGER 2011 21 Solveig BERGER 2011 22 Chapitre 2 Acquisition et traitements num riques 2 1 ACQUISITION DES DONNEES 3D 2 1 1 LASERGRAMMETRIE TERRESTRE Les acquisitions laser ont t r alis es avec le scanner laser TRIMBLE GX dot d un syst me d acquisition temps de vol la fiche technique est jointe en annexe B page 3 Une premi re campagne effectu e en 2009 a permis d obtenir un ensemble de nuages recouvrant les 3 4 de la surface tudi e essentiellement sur le centre du site au niveau des secteurs 5 et 6 cf Figure 4 page 2 au sommet du site Ce nuage Figure 20 nous permet d j de voir la topographie g n rale du terrain mais dans le cadre de la valorisation du site certaines fouilles ont modifi le terrain et d autres zones ont t lagu es laissant apparaitre des vestiges cach s FIGURE 20 NUAGE DE POINTS ISSU DES LERES CAMPAGNES D ACQUISITION EN 2009 Afin donc de densifier le nuage global de mettre jour certains l ments et d tendre la zone d tude au del des secteurs pr d finis par M Ehretsmann plusieurs autres missions d acquisition ont t r alis es au cours de ce projet aux mois de f vrier mars et avril 2011 La topographie du terrain relativement contraignante ajout e certaines caract ristiques du scanner d savantageuses dans notre cas nous ont oblig effectu
44. ent des donn es En effet de l argentique au num rique les r sultats visuels les possibilit s d exploitation et de conservation sont divers et adaptables aux diff rents types Solveig BERGER 2011 g Chapitre 1 Etude bibliographique d analyse Racinet 2004 La photographie num rique prend cependant le pas sur l analogique et devient un outil indispensable sur le terrain V ritable donn e d enregistrement de fouille elle pr sente de nombreux avantages notamment avec un rapport qualit prix de plus en plus attrayant Les photographies peuvent tre prises en quantit consid rable supprim es et remplac es au besoin et tre trait es quasi instantan ment sur le terrain Les outils num riques les plus utilis s depuis les ann es 1990 sont par exemple les logiciels de traitement de l image brute pour l am lioration des couleurs le recadrage etc On peut noter la suite Adobe avec Photoshop et Illustrator ou encore The Gimp Les photos peuvent de plus tre facilement stock es sur un support num rique et offrent aujourd hui une tr s bonne r solution pixellaire m me dans les entr es de gamme Remondino 2011 La double volution de la qualit des outils photographiques et num riques rend possible une exploitation au niveau scientifique Racinet 2004 Pierrot Deseilligny et al 2011 Giligny 2006 distingue la photographie documentaire qui doit contenir une chelle de pr sentation et est utilis
45. er lev e par lasergramm trie ainsi que les fonctionnalit s possibles Solveig BERGER 2011 12 Chapitre 1 Etude bibliographique 1 2 LASERGRAMMETRIE TERRESTRE ET PHOTOGRAMMETRIE AU SERVICE DU PATRIMOINE ARCHEOLOGIQUE ET CULTUREL Depuis l av nement des techniques de lasergramm trie apparues la fin des ann es 1990 qui permettent notamment la restitution virtuelle d l ments en 3D le d bat au sein de la communaut scientifique tait lanc quant sa supr matie par rapport aux techniques de mod lisation 3D par photogramm trie voire l abandon de ces derni res Pierrot Deseilligny 2011 Les avantages qu offrent les outils laser ont t largement mis en avant au niveau technique d une part pr cision des mesures quantit et rapidit d acquisition mais galement au niveau visuel bien au del du domaine de la topographie Les possibilit s de restitutions virtuelles apportent aux professionnels notamment aux arch ologues un nouvel outil de communication r aliste pr cis et plus complet Mais aujourd hui l volution des techniques de mod lisation par photogramm trie plus automatiques plus accessibles et moins co teuses vient incontestablement r introduire cette m thode sur le devant de la sc ne El Kahza et al 2010 Les propri t s de chacune de ces deux techniques n tant pas disponibles dans une seule et m me technologie la meilleure solution reste aujourd hui une utilis
46. er de nombreuses stations qui bien que relativement proches l une de l autre n ont pas permis de scanner certains l ments Le sch ma ci dessous r capitule les contraintes les plus g nantes Contraintes Cons quences Pente forte du terrain Rotation vertical faible 60 Terrain escarp en ee ee Zones d acc s limit es Volume et poids du scanner lev s Obstacle au balayage laser gt Zone de balayage r duite Vegetation dense et envahissante gt a On Certains l ments de construction invisibles La caract ristique technique de g or f rencement direct du scanner laser nous a permis d obtenir un nuage directement r f renc vitant ainsi une tape de consolidation ult rieure La consolidation consiste rassembler les nuages de chaque station en un seul et donc de les orienter les uns par rapport aux autres Mais dans notre cas ils sont d j orient s dans le syst me de coordonn es Lambert zone I gr ce des point de r f rence Nous nous sommes appuy s sur les points de canevas mis en place par le g om tre expert M Ortlieb et certains points suppl mentaires ont t cr s lors de la Solveig BERGER 2011 23 Chapitre 2 Acquisition et traitements num riques premi re campagne d acquisition en 2009 Mais la localisation de ces points a mis en vidence une contrainte suppl mentaire beaucoup d entre eux ont disparu lors des fouilles et terrassements du terrain L util
47. ere ned a ae ee 32 Figure 54 Comparaison visuelle d une photographie du site et d une vue du mod le 3D 52 Figure 55 Superposition du plan de 1160 et du IS ED Dr er a ee ee 52 Figure 56 Extrait de l assemblage des coupes 3D sous Google Sketchup nnnnn 53 Figure 57 Diff rentes visualisations d une coupe 3D int gr e au mod le 33 Figure 58 G n ration de primitives partir de nuages de points 3D 54 Figure 59 Exemple de simulation de volume sur les coupes 3D dans Google Sketchup J Figure 60 comparaison de texturage g n rique sur un mur du site et une surface plane sous Google SCC TMU peee E 2 0 E E R E A OEE E EE ER NE 56 Fiure 61 z Exemple d habillase du modele 3D Sessel 56 Figure 62 sch ma r capitulatif de l tape de r duction des maillages en 57 Figure 63 Exemple de panorama cr partir de 49 photos ee u Re ue 58 Figure 64 Fen tre de liaison entre les panoramiques points chauds et liaisons Hotspots 58 Figure 65 Interfaces des propri t des hotspots panoramas et du projet 58 Figure 66 Extrait d une visite panoramique virtuelle et exemple de hotspots 59 Figure 67 Visualisation des l ments unitaires et zoom sur l il de la sorci re 59 Figure 68 Exemple de donn es int gr es sous forme mult
48. es scanners laser d autres niveaux que la simple technologie d acquisition Chaque scanner est donc plus ou moins adapt un contexte particulier milieu froid ou chaud vis es longues ou courtes etc et il n existe pas d instrument optimis pour tous les travaux Ce tableau tire ses informations des fiches techniques des quatre scanners compar s ainsi que du magazine GIM International Gim international 2011 qui r alise r guli rement des comparatifs de ce type Solveig BERGER 2011 15 Chapitre 1 Etude bibliographique Marque Systeme Technologie Date Acquisition Port e Pr cision Champ visuel Faro Photon 20 Leica Scan station C10 Leica HDS 6200 Trimble GX x10 points s m HxV 0 6 120 2mm 25m 360 x320 0 1 300 Amm 50m 360 x270 0 4 79 2mm 25m 360 x310 2 350 7mm 100m 360 x60 TABLEAU 1 COMPARATIF DE SCANNERS LASER TERRESTRES Une liste non exhaustive des atouts et inconv nients qu engendre l utilisation du scanner laser est pr sent e dans le Tableau 2 ci dessous Avantages Rapidit d acquisition Inconv nients Donn es volumineuses Quantit de donn es brutes lev e Co t de l investissement Pas de contact avec l objet Fiabilit des donn es Logiciels indispensables et co teux Traitements lourds Op ration rentable rapport quantit tps lev Nettoyage des points faux ou incoh rents Gestion des ombres laser Pr cision de la po
49. et donc de vecteurs cr er tr s lev Mais d apr s les principes de d coupage actuellement appliqu s par les arch ologues un tel niveau de d tail n est pas n cessaire la composition de certaines strates n apportant pas d informations essentielles Pour bien comprendre la lecture des coupes et en d gager les l ments essentiels vectoriser nous avons tudi chaque coupe au cas par cas avec l arch ologue M Koch La Figure 45 ci dessous illustre la probl matique des vecteurs superflus et des regroupements de strates Sur la figure en noir et blanc tous les pixels noirs sont vectoris s l issue de la vectorisation automatique y compris les hachurages et les herbes Sur la figure de droite seuls les contours jug s int ressants par M Koch sont vectoris s Hachurage Blocs de strates V g tation LT CL T e Le Lho LT Contour de fouille D POLE LET LET Er Ly 4 EEE uua un EEE 7 ee A eee ee ee ee ae nm ed ee a EEE ree ee enge ee ges CPE NERO En a LJ LJ LJ A A A A TETE 2 oe n Regroupement de 3 strates Regroupement de 2 strates Strates inint ressantes FIGURE 45 EXEMPLE DE REGROUPEMENTS DE STRATES POUR LA CREATION DES BLOCS Toutes les coupes du rapport de M Ehretsmann ont ainsi t analys es d limit es vectoris es et export es en dxf via ArcCatalog 3 3 GEOREFERENCEMENT CONTRAINTES ET SOLUTIONS Dans l int gration des cou
50. eux arch ologues car tr s g n raliste et parfois non adapt aux normes r ellement appliqu es Le d veloppement des outils informatiques tels les syst mes d information g ographique et la transmission d information par internet poussent les arch ologues se diriger de plus en plus vers des normes collaboratives et partag es Elise Meyer 2007 voque la possibilit de mettre en place un SI accessible tous les professionnels ayant vocation au stockage et partage des leur donn es Jusque dans les ann es 1980 d but de la commercialisation des premiers syst mes d information pour les micro ordinateurs Desachy 2004 l enregistrement des donn es tait effectu manuellement et r pertori dans des fiches descriptives papier Ces nouveaux outils couramment utilis s de nos jours ont pour avantage un gain de temps pour la r alisation des dessins avec n anmoins une maitrise minimum des logiciels et un gain de pr cision et de r alisme La vectorisation d images est particuli rement utilis e pour la r alisation de plans la reproduction num rique de dessins ou photographies r alis s sur le terrain bas sur le principe du calque Mais ils permettent galement l int gration de donn es anciennes aux traitements informatiques ce qui encourage les arch ologues rouvrir des dossiers parfois d laiss s pour des analyses plus pouss es Dans notre tude les coupes arch ologiques de M Ehretsmann sont destin es
51. ev de l poque M Ortlieb dans lequel figurent notamment les coordonn es des extr mit s des sondages r alis s Nous avons choisi de conserver le mode de d limitation du site en 6 secteurs g ographiques explicit s sur le plan ci dessous Figure 4 que M Ehretsmann a mis en place lors de son tude DIVISION CU SITE EN SECTEURS T 4 AS A A A i i i Wi A ji A d WG Je 4 MM AW Ne _ N AN 7 MAN SN ill i lt SYS tly By NE Fe SS N RAN lil lly I k EL iiu gt I L ar sh i um N AL BR ppp pT E li I er F FIGURE 4 PLAN DU SITE DIVISE EN SECTEUR De plus afin de rendre la manipulation informatique aussi fluide que possible chaque secteur est red coup en unit s l mentaires selon le type d objet qu il repr sente mur rocher etc Ce d coupage arbitraire est li une volont plus g n rale de normalisation des fichiers de donn es pour la compr hension et l homog n it du projet Solveig BERGER 2011 2 Introduction La perspective d une base de donn es associ e ce mod le 3D tant l ordre du jour cette classification cod e se r v le d autant plus indispensable Les objectifs de ce PFE sont les suivants Num risation vectorisation des donn es arch ologiques 2D Acquisition de donn es num riques 3D du site Mod lisation num rique partir des donn es 3D Visite virtue
52. gle Sketchup et de mod le lorsque cette tape est r alis e La Figure 37 r capitule les op rations constituant l tape plus g n rale de mod lisation effectu e sur les N objets maill s Google Sketchup Pro 8 N Ka Un objet A J 3 7 un calque SLA _ s N 29 D finition du calque de l objet tj Analyse des erreurs de maillage R it ration pour tous les N objets maill s KV 2 Correction des erreurs ent TA 1e Tx 4 y Aa N mod les A gt N calques N oJ Pas plus 7 _ L 7 AN aN OE L Cr ation des raccords entre mod les i _ J J i Mod le 3D complet skp Affectation des raccords aux calques existants gt Chaque nouveau mod le unitaire mod les l f N Mod les 3D unitaires i raccord skp ind pendants skp FIGURE 37 SCHEMA DES OPERATIONS DE MODELISATION DES OBJETS MAILLES 2 3 1 CORRECTION DES MAILLAGES En th orie l tape de correction des maillages est l une des plus importantes apr s celle de nettoyage des points car tout comme cette derni re elle demande un long travail d observation de l objet et d op rations manuelles et arbitraires C est pourquoi nous avons consacr une grande partie de cette tude la recherche d outils optimisant au maximum ces op rations et nous nous sommes tourn s Solveig BERGER 2011 34 Chapitre 2 Acquisition et trai
53. ia 51 4 3 Potentialit s des r sultats ASUS ae men eee ee een me 52 4 3 1 Habillage des ED ea essen reisen 52 4 3 2 Niveau CAES re sultats 3D de ee cit eue 54 44 Potentialite de diffusion AUT IGM es ne te ann S 54 4 4 1 Vid o virtuelle de pr sentatiOnN cccccccccccicicicicececccccccccccocecicccccccceeeceaanas 54 4 4 2 RR ee ee ee 55 4 5 Int gration dans un Syst me d Information G ographique 56 Solveig BERGER 2011 49 Solveig BERGER 2011 50 Chapitre 4 R sultats et applications 4 1 RESULTATS 4 1 1 MODELE 3D DU SITE La Figure 52 est une vue en plan du mod le 3D dans l environnement Google Sketchup Il s tend en d finitif sur presque 2 hectares dont le quart nord est en r alit recouvert par la for t Celle ci n est pas visible sur la Figure 52 car seul le terrain et les vestiges du ch teau ont t mod lis s cf 4 3 1 page 55 pour la v g tation Le fichier skp du mod le seul p se environ 50 Mo et n cessite donc une m moire informatique importante L gende Chemin Plateforme A Murs g REX Rocher Pes Talus Point de vue de la Figure 53 FIGURE 52 VUE EN PLAN DE L ENSEMBLE DU MODELE 3D DU SITE DE L ENGELBOURG Nous avons mod lis l int gralit des donn es acquises par lasergramm trie et photogramm trie Les ombres nous permettent de distinguer le relief du site et le choix des couleurs nous donne un aspect assez r alist
54. ion car ils ont pour fonction de d limiter une zone de fouilles mais l instar de la fouille c est un proc d destructeur du terrain Le sondage Solveig BERGER 2011 7 Chapitre 1 Etude bibliographique permet de confirmer ou non une hypoth se tablie par observation et d enregistrer les premi res informations de couches visibles Giligny 2006 distingue trois types de sondages Les sondages en quinconce ce sont des rangs de tranch es discontinues plus ou moins longues et dispos es en quinconce FIGURE 6 SCHEMA DE SONDAGES EN QUINCONCE Les sondages par tranch es continues ce sont des bandes de tranch es continues dispos es les unes cot des autres FIGURE 7 SCHEMA DE SONDAGES PAR TRANCHEES CONTINUES Les carottages par profils en long ce sont des carottages r guli rement espac s et effectu s en quadrillage FIGURE 8 SONDAGES PAR CAROTTAGES Ensuite viennent les fouilles arch ologiques permettant de mettre en lumi re des l ments enfouis ou des superpositions de strates g ologiques Il existe ici aussi plusieurs cat gories de fouille La fouille stratigraphique fouille verticale et chronologique permettant de dater des v nements et de retracer l histoire du terrain en tudiant les diff rentes strates g ologiques et les l ments arch ologiques qui leur appartiennent La fouille stratigraphique se base sur l unit stratigraphique d finie comme la plus
55. ions arch ologiques la mod lisation appel e galement r alit virtuelle merge progressivement dans le domaine arch ologique Borderie et Subsol 2010 A partir de donn es laser les nuages de points 3D subissent toute une chaine de traitements filtrages maillages mod lisations et texturages Remondino 2011 Suivant les tapes de traitements les logiciels trouvent leurs avantages et leurs limites Pour le traitement de nuages bruts et le maillage nous pouvons citer Trimble RealWorks 3D Reshaper ou encore Meshlab qui est un logiciel mis a disposition par un groupe de recherche de VISTI Instituto di Scienza e Tecnologie dell Informazione et du CNR Centre National de Recherche en italien Consiglio Nazionale delle Ricerche La mod lisation en elle m me peut s effectuer avec les logiciels cit s mais aussi avec le logiciel Google SketchUp disponible en version gratuite Sketchup google Destin en premier lieu au design et la conception de mod les 3D il est possible d importer des maillages et de les travailler manuellement Il n existe pas de commande sp cifique a la mod lisation mais le cadre de notre tude tant particulier il est int ressant de regarder dans cette direction En effet le lev laser du site s tend sur plusieurs mois et en fonction de la saison et de l avancement des am nagements pr vus pour la mise en valeur du site la topographie du terrain ne cesse d voluer La v g t
56. ipatch 60 Figure 69 Exemple de donn es int st es en poly lace s 2222020802022420 u 61 Solveig BERGER 2011 66 Liste des tableaux LISTE DES TABLEAUX Tableau 1 Comparatif de scanners laser terrestres 16 Tableau 2 Listing des avantages et inconv nients du lev par lasergramm trie terrestre 16 Tableau 3 Avantages et inconv nients de l utilisation de Google Sketchup pour la mod lisation 20 Tableau 4 Comparatif d outils d extraction de points 3D par photogrammetric 25 Tableau 5 Comparatif du plugin Curviloft et du maillage manuel 34 Tableau 6 Exemple de modes d int gration selon les objets 61 Solveig BERGER 2011 67 Solveig BERGER 2011 68 Bibliographie REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES OUVRAGES ARTICLES ET THESES Adauhr Agence D partementale d Am nagement et d Urbanisme du Haut Rhin 2006 Etude de mise en valeur des ruines du Ch teau de Thann projet de synth se 44 pages Burnouf J Arribet Deroin D Desachy B Joutnot F et Nissen Jaubert A 2009 Manuel d arch ologie m di vale et moderne Editions Armand Colin Paris ISBN 978 2 200 35455 8 352 pages Desachy B 2004 M thodes et initiations d histoire et d arch ologie L informatique au service de l arch ologie Editions du temps Nantes ISBN 2 84274 290 7 Pages 170 190 sur 382 Ehretsmann M 1995 Cahiers Alsaciens d arch
57. isation de la lasergramm trie terrestre nous a donc permis d obtenir la quasi totalit du site en points 3D mais certaines zones n ont pas pu tre acquises cause des contraintes voqu es ci dessus Nous avons alors utilis la photogramm trie pour obtenir des points 3D compl mentaires Prenons l exemple des vestiges situ s devant I il de la Sorci re qui nous ont pos probl me du fait de leur exiguit En effet le scanner n a pas assez de recul pour balayer cette zone Figure 21 il de la Sorci re FIGURE 22 ZONE DIFFICILE D ACCES SANS POINTS 3D 2 1 2 PHOTOGRAMMETRIE Comme nous avons pu le voir dans l tude bibliographique cf 1 2 2 page 17 1l existe aujourd hui de nombreux logiciels et services web permettant d extraire automatiquement des points 3D partir de photographies Nous avons effectu deux campagnes de photographies avec les appareils photos num riques reflex LUMIX DMG GF1 W et CANON EOS SD et avons test 4 outils d extraction de points parmi ceux existants et dont le Tableau 4 r capitule certaines caract ristiques Solveig BERGER Z011 24 Chapitre 2 Acquisition et traitements num riques Orientation ae R cup ration de Nom D veloppeurs Type d outil Produit Visualisation j i absolue fichier Param tres cam ra VISIC groups of D Mod le 3D textur WebGL Par mail K U Leuven obj Logiciel obj Arc 3D Photo Scene alas Par export X
58. issance du terrain allait dans son sens sens de la pente logique dans le cas du g om tre Il nous a fallu tudier l ensemble des coupes pour v rifier et corriger d ventuelles erreurs de ce type 3 3 2 POSITION DES POINTS D EXTREMITE Nous avons ensuite constat une incertitude non n gligeable sur la position des points de r f rence entre les coupes de M Ehretsmann et le plan de M Ortlieb Dans le cas id al les extr mit s des coupes correspondraient exactement aux points lev s par le g om tre et sur deux coupes ayant une arr te commune le point d extr mit commun serait unique par exemple les points B et 1 de la Figure 46 ci dessus devraient avoir les m mes coordonn es En partant de cette hypoth se nous constatons que certaines correspondances sont impossibles au risque de d former significativement la g om trie de la coupe et de cr er des aberrations telles que la non verticalit d une coupe alors qu une coupe est par d finition verticale La Figure 47 montre les zones d incertitude sur la position effective des points d extr mit et la d formation que certaines doivent subir pour faire co ncider les points d extr mit avec les points du plan Solveig BERGER 2011 42 Chapitre 3 Int gration d archives 2D la maquette Positions possibles des points sans d former la coupe D formation possibles de la coupe sans d placer les points FIGURE 47 VUE EN PERSPECTIVE DES ZONES D
59. it 1000 points FIGURE 62 SCHEMA RECAPITULATIF DE L ETAPE DE REDUCTION DES MAILLAGES Nous obtenons ainsi pour chaque objet maill diff rents niveaux de d tails en fonction des besoins 4 4 POTENTIALITES DE DIFFUSION NUMERIQUE 4 4 1 VIDEO VIRTUELLE DE PRESENTATION Le mod le 3D ainsi que les coupes arch ologiques 3D peuvent tre pr sent es dans une animation vid o g n r e dans Google Sketchup et export e avi Pour cr er une animation il suffit d afficher la vue souhait e et de l enregistrer gt Affichage Animation Ajouter une sc ne et ainsi de suite pour toutes les sc nes qui composeront la vid o L onglet Lire permet de visualiser le r sultat Une animation permet de faire d couvrir le mod le rapidement et globalement et de cibler les zones Solveig BERGER 2011 57 Chapitre 4 R sultats et applications pr senter tout en ayant un fichier plus l ger que le mod le 3D skp de Google Sketchup qui p se plusieurs dizaines de Mo 4 4 2 PANORAMAS A la demande de la commune de Thann nous avons r alis une s rie de panoramas du site partir de photographies Il est n cessaire d avoir un recouvrement minimum entre chaque photo successive pour que le logiciel d termine automatiquement des points homologues L utilisation d un tr pied facilite la gestion de l angle de d calage et nous les photos sont assembl es selon une trame r guli re Nous avons utilis le logiciel AutoPano
60. it de Paris 1 UFR d Histoire de l Art et d Arch ologie Licence d arch ologie 2 ann e Grussenmeyer P 2003 Photogramm trie architecturale et mod lisation 3D du patrimoine culturel Revue de I Association Fran aise de Topographie N 95 Koehl M 2008 Introduction au SIG INSA Strasbourg topographie 3 ann e Landes T 2010 Lasergramm trie terrestre INSA Strasbourg topographie 4 ann e Le Frapper O 2010a AutoCAD 2010 Conception dessin et pr sentation Tous les outils et fonctionnalit s avanc es Edition ENI France ISBN 978 2 7460 5384 7 670 pages Le Frapper O 2010b AutoCAD 2011 Conception dessin et pr sentation Tous les outils et fonctionnalit s avanc es Edition ENI France ISBN 978 2 7460 5809 5 694 pages Miller R 2005 Universit de Li ge Minist re de la Culture et de la Communication sept 2008 Marquage des collections publiques guide m thodologique valuation des produits et proc d s de marquage 50 pages Poitevin V 2010 Mise en valeur de la forteresse m di vale de Ch tel sur Moselle M moire de dipl me d ing nieur INSA Strasbourg 60 pages SITES INTERNET Arc3D 2007 service web de reconstruction virtuelle 3D partir de photographies Consultation 2011 URL http www arc3d be Archaero 2007 Arch ologie a rienne Consultation 2011 URL http archaero com Archeo ens 2011 Arch ologie d Orient et d Occident et tex
61. le et plus particuli rement ma m re Dominique BERGER pour son aide tr s pr cieuse lors de la r daction de ce m moire Je remercie enfin Benjamin DURAND pour m avoir soutenue paul e et rassur e tout au long de ce projet Solveig BERGER 2011 i Solveig BERGER 2011 Table des mati res TABLE DES MATIERES Table des AUS a et id ee Ne oc ie 111 gt Ege Ta TTS AO aa ae E E ee an en lo 1 1 Etude bibliographique ea eee en ie ere er 5 1 1 Approche des m thodes classiques d arch olOgle cccccccciciiiiiiiiiiicccccccccccrariinn 7 1 1 1 Prospections et fouilles arch ologiques 7 1 1 2 Enregistrement des donn es rcch ob Feen 9 1 1 3 Num risation des OMR RS de ce een 10 1 1 4 Diffusion et partage des WONT CES nn ennuis 11 1 2 Lasergramm trie terrestre et photogramm trie au service du patrimoine arch ologique et CUT ee ae re ee ee 13 1 2 1 Laser st anm Terre nee endete lesen 13 1 2 2 Photogramm trie et restitution ID nennen 17 lo ASS TERN Dasein 18 1 3 1 PTAC Dee nr ee 18 1 3 2 FOO CSI EET ee ee 19 2 Acquisition et traitements him weinen 21 2 1 Acquisition des CORRE a ee ee ee ee 23 2 1 1 Laser Sram ee een ee ne hr ee werte ee 23 2 12 Photo PAT CSS a ed in ee 24 2 2 Traitements num riques d s points 3D 2 4 sienne nsinisnenianeterrremensssetenneussenes 28 22 44 Nettoyage et segmentation des points D sereine 28 2 72 Maillage d s points SD ee ne kr bek ee nes 31 25 N
62. lle du site Int gration des donn es 2D au mod le 3D Mise en place de l automatisation et de l optimisation des proc dures r alis es R flexion sur la mise en place d une base de donn es li e au mod le 3D Dans l optique d une p rennisation de ces travaux et de leur exploitation l accent est galement port sur la mise en place de proc dures d taill es et reproductibles des op rations r alis es Ce m moire s articule autour de trois parties I Etude bibliographique II Acquisition et traitements num riques ITI Int gration de donn es 2D au mod le 3D IV R sultats et applications Solveig BERGER 2011 3 Solveig BERGER 2011 Chapitre 1 Etude bibliographique 1 ETUDE BIBLIOGRAPHIQUE Dans cette partie nous pr senterons les r sultats de l tude bibliographique structur e et synth tis e en quelques paragraphes Nous nous int resserons dans un premier temps aux proc d s arch ologiques classiques puis aux techniques de lasergramm trie et photogramm rie appliqu es notre tude Nous aborderons ensuite la mod lisation 3D SOMMAIRE 1 1 Approche des m thodes classiques d arch ologie ccccssscececceeeecceeeaauaassesesseseeeeeeeeeeseeeeaaaas 6 4 1 1 Prospection et fouilles ATCR CIO PIQUE a ee ee 6 4 1 2 Enregistrement des donn es ACR OIOPIQU S nine 8 4 1 3 Num risation des donn es centre nee ee ondes ee brel 9 4 1 4 Diffusion et partage des dONN
63. ller 2005 Combinaison de fouilles verticales et horizontales la m thode de Wheeler est d finie par un d coupage horizontal en zones g n ralement des carr s de terrain et pour chaque zone une fouille stratigraphique est r alis e plus ou moins profonde et dont le niveau le plus lev est rep r par des bermes 1 1 2 ENREGISTREMENT DES DONNEES ARCHEOLOGIQUES Lors de la fouille arch ologique les l ments mis en lumi re sont quasi syst matiquement d truits par la d couverte des strates inf rieures ou tout du moins d plac s Pour ne pas perdre de donn es 1l est indispensable d enregistrer au fur et mesure de l avancement de la fouille toutes les informations recueillies dans leur environnement Chaque donn e devant tre ramen e en laboratoire doit tre associ e sa fiche d enregistrement contenant ses principales caract ristiques le num ro d autorisation de fouille le num ro du chantier la description de l l ment les principaux mat riaux etc Pour la topographie du terrain l agencement des strates et le b ti dont les informations et la description doivent tre enregistr es sur place les arch ologues utilisent le dessin et la photographie que Ligny 2004 consid re comme compl mentaires Le dessin sur papier g n ralement millim tr vise repr senter le plus fid lement et clairement possible l l ment tudi afin de le reproduire plus pr cis ment en laboratoire le
64. localisation dans le secteur gt N S E O NE NO SE SO Un num ro identifiant au cas o plusieurs donn es auraient les m mes caract ristiques d crites ci dessus gt A partir de 1 Nous avons galement consid r qu une coupe arch ologique s identifie par Le secteur auquel elle appartient gt S1 S6 Le sondage auquel elle appartient gt A partir de 1 Le nom des points d extr mit qu elle comporte gt A B C etc Le sch ma joint en annexe H page 32 d taille le fonctionnement de ces r gles Les principaux avantages de choisir des normes g n rales sont les suivants Solveig BERGER 2011 36 Chapitre 3 Int gration d archives 2D la maquette Rapidit de compr hension du contenu de la donn e Facilit de recherche d une donn e particuli re Limitation des risques de donn es mal class es gar es ou dont le nom est quivoque 3 2 VECTORISATION DES COUPES ARCHEOLOGIQUES Les tapes de vectorisation sont d taill es dans l annexe I page 33 3 2 1 NUMERISATION ET DESCRIPTION DES OUTILS DE VECTORISATION La premi re tape consiste r cup rer sur informatique le rapport de M Ehretsmann pour le traiter Nous l avons donc num ris et conserv sous format pdf VECTORISATION AUTOMATIQUE Nous avons r duit ensuite les couleurs de l image raster 2 couleurs noir et blanc pour pouvoir utiliser l outil de vectorisation automa
65. me point peut tre enregistr plusieurs fois et moyenn afin de r duire l cart types sur la mesure de distance et augmenter la pr cision finale Grussenmeyer et al 2011 Landes 2010 LE SCANNER A MESURE DE DIFFERENCE DE PHASE En anglais phase shift method cette technique consiste envoyer un faisceau laser de forte intensit en continu et d terminer entre l onde mise et l onde retour le nombre entier N de longueurs d onde dit ambigu t enti re et le d phasageA Cette diff rence H permet de calculer la distance D entre le scanner et le point de l objet Pour une fr quence f et une longueur d onde du signal D s crit NA AA 2nd D gt avec AQ La difficult r side dans la r solution des ambiguit s d termination du nombre N pour laquelle plusieurs solutions existent Landes 2010 LE SCANNER A TRIANGULATION La distance D est calcul e via la r solution du triangle EPR Figure 15 avec E l metteur laser P un point de l objet R le r cepteur AFFFF Dep Uy Point P FIGURE 15 SCHEMA EXPLICATIF DU SCANNER A TRIANGULATION sin fr La distance Dpp est d finie par l quation Dep ER X Sn L inconv nient de cette technique est que la pr cision sur D se d grade avec le carr de la distance et donc les port es doivent rester relativement courtes Poitevin 2010 Le Tableau 1 illustre les diff rences techniques qu il peut exister entre l
66. ment l industrie l architecture et le patrimoine et le g nie civil 1 2 2 PHOTOGRAMMETRIE ET RESTITUTION 3D La photogramm trie est une technique de mesure g om trique apparue apr s l invention de la photographie au XIX me si cle Utilis e essentiellement pour la confection de cartes topographiques elle permet de mesurer la g om trie d un objet partir d images de celui ci et se base sur la vision st r oscopique de l il humain Mais avec le d veloppement des appareils photographiques num riques et l apparition de logiciels de mod lisation par photogramm trie la photogramm trie est de plus en plus utilis e pour la restitution 3D qui nous concerne particuli rement dans notre tude L institut G ographique Nationale et le Minist re de l Education de la Recherche et de la technologie d finissent la restitution photogramm trique comme un processus d obtention d une repr sentation trois dimensions d un objet partir de clich s pris g n ralement avec une chambre m trique seig ensg ign 2009 Il s agit pour cela de photographier l objet restituer selon certaines r gles particuli res que le CIPA Comit International de Photogramm trie Architecturale a d fini dans les 3X3 r gles La Figure 18 ci dessous illustre quelques r gles de prise de vue disponible dans l aide de fonctionnement du service web ARC3D Automatic Reconstruction Conduit Arc3D FIGURE 18 REGLES DE PRISES DE VUE P
67. mme la v g tation ou le mobilier qui rendent encore plus r aliste le mod le 3D Nous avons pour cela acc s quelques composants dans la biblioth que de Google Sketchup mais il est possible de t l charger d autres composants sur internet gr ce aux nombreux utilisateurs qui partagent leurs cr ations Voici ci dessous quelques exemples d habillage Figure 61 TAT i o vf a iR rai 4 BT APH EF Z FIGURE 61 EXEMPLE D HABILLAGE DU MODELE 3D Solveig BERGER 2011 56 Chapitre 4 R sultats et applications 4 3 2 NIVEAU DE DETAIL DES RESULTATS 3D Les objets maill s partir des points laser sont tr s d taill s du fait de la densit des nuages de points Pour les arch ologues ce niveau de d tail est int ressant car 1l permet de prendre des mesures et analyser la g om trie des objets Mais d un point de vue communication adress e au grand public il n est pas n cessaire d avoir autant de d tails De plus le grand nombre de mailles alourdit fortement la taille du fichier skp et ralentit la fluidit de navigation Il est donc possible de suivre la proc dure r sum e dans le sch ma suivant Figure 62 et appliqu e au mur S6 M C 2 droite Google Sketchup Pro 3D Reshaper R duire maillage Maillage r duit a 3500 points R it rer avec le mod le r duit Niveau de reduction satisfaisant Maillage r du
68. mog ne et complet Nous utilisons d ailleurs les m mes outils que l tape pr c dente Figure 38 Les zones a combler peuvent tre plus ou moins grandes mais n ont pas dans tous les cas pas de points 3D sur lesquels s appuyer autres que les contours des mod les qui les entourent Il ne s agit pas ici de mod liser un ensemble de points 3D acquis par mesures mais de cr er ces points par Solveig BERGER 2011 33 Chapitre 2 Acquisition et traitements num riques extrapolation des mailles existantes Nous faisons l hypoth se de l existence de ces points l o 1ls sont cr s dans une logique de continuit du terrain et des l ments Pour nous aider nous utilisons entre autre le plugin Curviloft un g n rateur de surfaces partir de contours Cet outil tr s int ressant peut s utiliser dans beaucoup de cas d s qu il s agit de cr er une surface Il a l avantage de suivre une certaine uniformit dans la surface cr e et de g n rer des courbes Le calcul est tr s rapide et le rendu plus r aliste qu un maillage manuel Le Tableau 5 ci dessous compare bri vement les deux m thodes Plugin Curviloft Maillage manuel Cr ation automatique de courbes Maillage manuel par cr ation de triangles Extrapolation automatique Lignes droites uniquement Traitement rapide Cr ation arbitraire de point interm diaires Possibilit de modification des contours de la surface Traitement long Pas de
69. nce entre les points Les param tres de cet outil sont cependant difficilement quantifiables et l chantillonnage s effectue donc visuellement gr ce au mode de pr visualisation des points supprimer De plus lorsque le terrain est trop escarp nous avons pr f r s lectionner et supprimer manuellement les points inutiles gr ce l outil de segmentation Exemples de points supprimer en rouge FIGURE 33 VUE EN PLAN ET EN COUPE DE L ECHANTILLONNAGE TOPOGRAPHIQUE D UN TALUS Apr s avoir nettoy le nuage nous avons choisi de le segmenter en objets l mentaires c est dire en sous nuages repr sentant chacun un l ment unitaire mur rocher etc Ils seront trait s par la Solveig BERGER 2011 29 Chapitre 2 Acquisition et traitements num riques suite de mani re ind pendante En consid rant avoir N objets unitaires au total nous d finirons l objet i appartenant l un de ces N objets tel que 1 N Bien que le nuage soit g or f renc il est n cessaire pour la suite des traitements de r duire les coordonn es du projet pour les rapprocher de l origine du rep re En effet les donn es sont enregistr es dans le syst me de projection Lambert Zone I dont l ordre de grandeur en X est de plus de 950 000m et en Y sup rieur 320 000m Certains logiciels ne g rent pas d aussi grandes valeurs notamment Google Sketchup que nous utilisons pour la mod lisation des objet
70. nels l acc s a l information et les m thodes de communication passent de plus en plus par le num rique L outil informatique devient au del du partage et de l homog n isation des informations un moyen de repr sentation chronologique et spatiale MaisonRen Ginouves 2011 valorisant les r sultats de fouilles et destin un public de plus en plus large Les scientifiques sollicitent aujourd hui les techniques num riques telles que le dessin assist par ordinateur DAO et la cr ation de mod les num riques 3D Santacana i Mestre et Carme Belarte Franco 2005 En effet au del de l aspect visuel la mod lisation 3D permet des recoupements jusque la difficiles et des analyses de comportements et de m canismes tout a fait nouveaux La simulation d l ments dont certaines parties ont disparues est galement un outil tr s pr cieux Ces techniques sont encore r centes et tous les arch ologues ne sont pas en mesures de s y pencher Beaucoup de projets de mod lisation sont d velopp s par des entreprises priv es comme par exemple H ritage Virtuel bas e a Besan on H ritage virtuel 2011 mais de plus en plus de logiciels accessibles et gratuits sont d di s cette application Afin de mieux structurer les donn es d archive et de les mettre disposition les scientifiques ont mis en place des bases de donn es informatiques o sont class es leurs donn es d enregistrement et leurs analyses Les proto
71. nitiated by the city of Thann It works in particular with the Inter Rhine Archaeological Pole PAIR in charge of the archaeological survey In this context the TRIO INSA research team from the LSIIT laboratory stepped in to study the area 3D model conception 2D archaeological data integration from vectorization methods and what can be done from this This dissertation describes the stages of lasergrammetric and photogrammetric data acquisition 3D modeling conception and 2D archaeological data integration Possible usages such as panoramas and virtual visits were considered and emphasis was also focused on the 3D model integration in the GIS processing In order to make durable this project the tested methods were approached critically and the main procedures are clearly described Key words Archaeology terrestrial laser scanning 3D restitution by photogrammetry data processing 3D modelling vectorization panorama and virtual visit GIS
72. ns import l ensemble des coupes et obtenu l int gralit de nos donn es dans un seul et m me environnement La Figure 51 ci dessous nous pr sente une coupe raster S1_S2_ABD et son quivalent en 3D coloris dans l environnement Google Sketchup gt a 426 92 gt wa 3 FIGURE 51 COUPE RASTER ET SON EQUIVALENT 3D Solveig BERGER 2011 46 Chapitre 4 R sultats et applications Nous avons donc num ris vectoris et orient les coupes arch ologiques pour lesquelles nous disposions de points de r f rences et elles sont d sormais int grables au mod le 3D Le chapitre suivant traite de cet assemblage ainsi que des applications que le mod le 3D les coupes 3D et leur assemblage permettent Solveig BERGER 2011 47 Solveig BERGER 2011 48 Chapitre 4 R sultats et applications 4 RESULTATS ET APPLICATIONS Ce dernier chapitre pr sente les r sultats de la mod lisation du site des coupes 3D ainsi que leur regroupement Nous d crirons galement quelles sont les utilisations et enrichissements possibles aussi bien au niveau arch ologique que culturel et touristique SOMMAIRE RS de dd ta ii 48 4 1 1 Models SD E ee eine 48 4 1 2 Coupes COR a e eoa davixeisseeuaetacceaee 49 4 1 3 Assemblage des r sultats SD ne ne re ee 50 42 _ Utilis tion arch o1o021Qu een Dred El 51 4 2 1 Explonmtation du modele ID si Ea eta RE EENE EA AEREE 51 4 2 2 Exploitation d s coupes DE a aape
73. ommuns s lectionner De plus les projections ne sont possibles que sur des surfaces aux g om tries simples plans sph res cylindres etc car sur des objets g om triquement plus complexes l image de la texture risque d tre d form e Les textures g n riques de la biblioth que de mati res du logiciel ne sont galement pas adapt es nos mod les maill s La texture est en effet appliqu e sur chaque surface ici une surface correspond une maille ind pendamment des autres sans continuit avec les mailles voisines Les tailles des mailles pouvant tre de seulement quelques centim tres parfois cela rend incompr hensible le motif de la texture Nous avons compar sur la Figure 60 le texturage g n rique d une figure plane et d un mur du site pour montrer la diff rence de r sultats Solveig BERGER 2011 55 Chapitre 4 R sultats et applications Nas IN a ERREN X LE k qu is ars p Aspect mur de pierre NE AE LE YSA continu K ASE EY A Aspect discontinu et GE hach Maille textur e ind pendamment des autres FIGURE 60 COMPARAISON DE TEXTURAGE GENERIQUE SUR UN MUR DU SITE ET UNE SURFACE PLANE SOUS GOOGLE SKETCHUP Nous avons donc pr f r utiliser des couleurs unies pour ne pas fausser l interpr tation de la texture et ne pas surcharger le mod le visuellement de m me pour les coupes 3D L habillage du mod le comporte galement une partie accessoires co
74. ontr es lors de l orientation des coupes g or f rencement et nous allons maintenant d crire plus pr cis ment les m thodes choisies pour y parvenir Nous avons tout d abord essay de mettre en place une cha ne de traitement sous AutoCAD Map 3D qui permet de g rer des donn es 3D avec pr cision mm La Figure 49 page suivante retrace les tapes de g or f rencement r alis es sur AutoCAD Map 3D Nous pouvons constater sur ce sch ma logique les nombreuses op rations n cessaires notamment le changement de rep re SCU pour effectuer la rotation de la coupe et assurer sa verticalit ainsi que l assurance qu il n y ait pas de blocs imbriqu s blocs constitu s d autres blocs En effet les coupes doivent pouvoir tre import es dans le logiciel Google Sketchup qui ne g re pas les blocs imbriqu s et il faut syst matiquement exploser le bloc g n ral de la coupe cr automatiquement lors de l importation du dxf Ces contraintes nous ont pouss s mettre en place une chaine de traitements plus simple et plus rapide et nous avons utilis directement Google Sketchup Les op rations sont d taill es dans l annexe J page 41 et la Figure 50 page 46 r capitule le principe de la m thode Au final nous obtenons une version skp de chaque coupe au sens synecdochique du terme que nous importons ensuite successivement dans le mod le 3D Solveig BERGER 2011 44 Chapitre 3 Int gration d archives 2D
75. pes 2D cette tape fut la plus complexe mettre en place car beaucoup de questions se sont pos es autour de la pr cision des donn es de d part et la cha ne de traitements la plus rapide Pour int grer les coupes vectorielles au mod le 3D nous avons commenc par les g or f rencer dans l espace 3D Nous disposions pour cela de points de r f rence correspondant aux points d extr mit des coupes que le g om tre expert charg du lev du site M Ortlieb a report s sur un plan AutoCAD dwg Solveig BERGER 2011 41 Chapitre 3 Int gration d archives 2D la maquette 3 3 1 INVERSION DES POINTS D EXTREMITE La premi re difficult apparut lorsque nous avons constat quelques incoh rences entre les noms des points d extr mit des coupes qui sont parfois invers s entre le plan et la coupe Nous avons rep r ces erreurs grace la diff rence d altitude th orique entre les extr mit s Sur la Figure 46 ci dessous nous pouvons voir a gauche une perspective de 2 coupes voisines dont le point B est commun et a droite les 2 coupes sur le plan du g ometre Th oriquement 1 2 A 3 B 1 C 2 Or Altitude 3 gt Altitude 1 Altitude A lt Altitude B gt incoh rence 3 Plan du lev du g om tre FIGURE 46 INCOHERENCE DE CERTAINS NOMS DE POINTS D EXTREMITE Nous avons estim le lev du g om tre comme s r et privil gi ses donn es d autant que la conna
76. pour r aliser une s rie de panoramas FIGURE 63 EXEMPLE DE PANORAMA CREE A PARTIR DE 49 PHOTOS Il est possible de cr er sur chaque panorama des points de connexion Hotspots Ces points interactifs ouvrent ou renvoient vers d autres documents qui peuvent tre de natures diverses Images raster Vid os Liens URL Pages html Autres panoramas etc FIGURE 64 FENETRE DE LIAISON ENTRE LES PANORAMIQUES POINTS CHAUDS ET LIAISONS HOTSPOTS Propri t s des hotspots 8 X Propri t s des hotspots a Xx Propri t s du projet ax Lien Lien Affichage Panorama Panoosok Panorama Pano0Sok 0 0 0000 Premier panorama affich Transition V Zoomer vers le hotspot Transition V Zoomer vers le hotspot Pano01ok v Lacet 0 00 Tangage 0 00 Champangulaire 90 00 1 Lacet 0 00 Tangage 0 00 Champangulaire 90 00 7 Ins rer un menu de navigation 7 Ajouter un bouton plein cran Ou Qe V Utiliser l auto rotation E Ins rer la liste des panoramas URL URL Logo Ou Ou HTML e HTML a Fichier C Users Mathieuk Pictures logoINSA jpg x Position a Ou Lien http www insa strasbourg fr Objet E Objet E Affichage Affichage Export Objet Rx Objet ig V Incorporer toutes les donn es 7 Incorporer les fichiers xml Info bule inf bule Nodal HTML FIGURE 65 INTERFACES DES PROPRIETE DES HO
77. rasbourg du laboratoire LSIIT TRIO pour participer l laboration de ce programme Il est en effet question parmi les nombreux travaux pr vus de r aliser un mod le 3D du site en son tat actuel autrement dit une maquette virtuelle telle que saisie exploitable aussi bien d un point de vue culturel et touristique que scientifique que par des services de recherches arch ologiques L quipe de INSA a en charge la r alisation de cette maquette de l acquisition des donn es jusqu la livraison du mod le virtuel gr ce des instruments et outils logiciels de derni res g n rations Les membres du groupe doivent galement int grer cette maquette 3D des donn es d archives 2D issues de la campagne de fouilles de M Ehretsmann r alis en 1992 Ces donn es repr sentent notamment des coupes arch ologiques dessin es par M Ehretsmann dont la Figure 3 est un exemple et proviennent de sondages r alis s sur l ensemble du site env une quinzaine de sondages Solveig BERGER 2011 1 Introduction FIGURE 3 COUPE ARCHEOLOGIQUE EXTRAITE DU RAPPORT DE LA CAMPAGNE DE FOUILLES DE M EHRETSMANN 1992 Le rapport de M Ehretsmann est une source d informations pour la d couverte du site gr ce aux plans et illustrations qui y sont rassembl s ainsi qu aux analyses arch ologiques et historiques qu il a d taill es Nous avons galement disposition le plan du g om tre expert en charge du l
78. rement au scanner TRIMBLE GX qui permet un g or f rencement direct le nuage de points export de Photosynth est orient dans un rep re arbitraire et il faut donc le consolider avec les autres nuages via des points de r f rences Nous avons pour cela rep r des points communs aux nuages acquis par lasergramm trie et par photogramm trie et op r des transformations de mise l chelle rotation et translation des nuages extraits via Photosynth Solveig BERGER 2011 27 Chapitre 2 Acquisition et traitements num riques 2 2 TRAITEMENTS NUMERIQUES DES POINTS 3D La Figure 30 r capitule les grandes tapes de traitements num riques effectu s sur les points 3D ainsi que les logiciels utilis s Photosynth Trimble Realworks Suppression des points faux et de la v g tation _ _ R Translation du nuage pr s de l origine du rep re 2 4 Segmentation du nuage en unit s l mentaires 7 3D Reshaper 2 me Nettoyage Nettoyage Maillage S G or f rencement Sk FIGURE 30 SCHEMA DES TRAITEMENTS NUMERIQUES EFFECTUES SUR LES POINTS 3D 2 2 1 NETTOYAGE ET SEGMENTATION DES POINTS 3D Chaque campagne d acquisition donne lieu un nuage de points 3D g or f renc et il est possible de les regrouper en un nuage global pour avoir la totalit des points dans le m me environnement Cependant la topographie du terrain ayant t boulevers e au cours de ce
79. s du site C est donc une translation de 956000 en X et 323000 en Y qui est effectu e dans le logiciel Trimble Realworks Cette op ration peur galement se faire ult rieurement avant d importer les donn es dans Google sketchup notamment dans 3D Reshaper qui permet l op ration de translation Mais deux raisons nous poussent le faire dans Realworks 1 La translation dans Realworks est r alis e sur tout le nuage alors que dans 3D Reshaper nous ne traitons que des sous nuages i cela multiplie donc le nombre d op rations 2 En effectuant plusieurs essais avec l outil de translation de 3D Reshaper nous avons constat des erreurs de position du nuage d environ 0 05mm au 100m a priori dues des troncatures sur les normes des vecteurs de translation mais aucun des tests que nous avons effectu pour trouver l erreur ne nous a permis de d gager un syst matisme ou une erreur distincte Le logiciel 3D Reshaper nous est utile pour affiner le nettoyage des N sous nuages et pour effectuer leur maillage les r sultats tant plus satisfaisants qu avec Realworks Malgr une bonne visualisation des points le nettoyage s av re parfois complexe en raison de la tr s dense v g tation pr sente entre les pierres rendant quasiment impossible la distinction entre les deux Il faut donc choisir dans ce cas et de fa on arbitraire le proc d le plus efficace par rapport au ratio temps de travail qualit du nettoyage Choix 1
80. s relativement arbitraire et l intervention ce niveau d arch ologues serait n cessaire C est donc face ces constats que de nombreuses perspectives s ouvrent ce projet de valorisation num rique Solveig BERGER 2011 63 Conclusion et perspectives La cr ation d une quipe de travail constitu e d arch ologues pour l analyse et le d coupage des donn es de professionnels de la diffusion num rique et de graphistes pour le rendu visuel du mod le La mise en place d une base de donn es g n rale et applicable d autres sites arch ologiques La reconstitution 3D du ch teau tel qu il fut avant sa destruction La mise jour continue du mod le 3D par des campagnes d acquisition r guli res L int gration de l ensemble des donn es d archives 2D du site plans r cits photos etc La diffusion du mod le 3D au grand public L ajout d applications interactives et ludiques sur le mod le 3D tels que des exercices de simulations 3D pour apprendre aux utilisateurs les m canismes de construction destruction La cr ation de plusieurs types d affichage du mod le 3D selon la saison selon l poque etc M investir dans ce projet fut l occasion de collaborer avec plusieurs corps de m tiers diff rents et passionnants tels que l arch ologie et les m tiers de valorisation du patrimoine qui furent pour moi source de curiosit et de motivation Cette exp rience f
81. sition diminu e sur vis es rasantes TABLEAU 2 LISTING DES AVANTAGES ET INCONVENIENTS DU LEVE PAR LASERGRAMMETRIE TERRESTRE Les constructeurs proposent aujourd hui des appareils de plus en plus compacts l gers avec des champs de balayage large r duisant ainsi le nombre de station et permettant d acc der a des zones troites Mais il existe certaines contraintes li es l utilisation du scanner que op rateur doit prendre en compte avant le balayage laser Figure 16 et Figure 17 Remondino 2011 Inclinaison du plan vis es rasantes Etirement des faisceaux du laser Diminution de la pr cision sur la position reelle du point Augmentation de la distance entre les points d impact e Point d impact Obstacle S Fuite du faisceau laser ayant gliss sur la surface de la sph re gt Points faux e Points laser en trame r guli re x Ombres laser FIGURE 16 SCHEMA RAMENEE EN PLAN DU BALAYAGE LASER AVEC OBSTACLES Solveig BERGER 2011 16 Chapitre 1 Etude bibliographique Absence de points due l obstacle Point d impact sur l obstacle j oe Oe e L utilisation du scanner laser n cessite l anticipation de toutes les contraintes possibles et les traitements ult rieurs indispensables FIGURE 17 VUE PERSPECTIVE DES POINTS D IMPACT SUR LA SPHERE ET L OBSTACLE Les domaines d application de la lasergramm trie sont tr s vari s et concernent principale
82. sur le terrain et nous avons appliqu au mod le des couleurs coh rentes et quelques l ments d habillage pour obtenir une maquette tr s r aliste Les donn es d archives 2D c est dire dans notre cas les coupes arch ologiques de M Ehretsmann ont t num ris es vectoris es et nous avons pu les int grer au mod le 3D Celui ci a par ailleurs t utilis pour mettre en place des proc d s d int gration de donn es 3D dans un SIG Les r sultats obtenus nous permettent de visualiser chaque objet 3D individuellement sous plusieurs formes nuage de points objet maill mod le 3D etc et plusieurs niveaux de d tail Le mod le 3D int gr au SIG est un moyen de communication pr cieux pour la valorisation du site Accessible tous y compris aux personnes ne pouvant pas se rendre sur les lieux 1l permet de faire d couvrir le ch teau et son histoire d une fa on p dagogique et pertinente D un point de vue arch ologique le mod le 3D apporte une vision d ensemble et un recul sur la constitution du site qu un document 2D peut difficilement offrir La navigation 3D et l int gration de donn es 2D au mod le permettent d analyser les vestiges d une autre fa on contribuant l tablissement plus rapide de nouvelles hypoth ses Compl mentaire aux autres m thodes d j exploit es en arch ologie l analyse par la vision 3D est pour les scientifiques un gain de temps non n gligeable qu ils peuvent
83. t possible d acc der au catalogue depuis l interface d ArcMap Nous avons donc cr dans ArcCatalog deux fichiers de formes un de type polylignes pour le contour de fouille et l autre de type polygones pour les blocs des strates Depuis la barre d outils d ArcScan nous avons g n r dans leur fichier de formes respectif le contour de fouille et les blocs de strates Sur la Figure 44 nous pouvons voir l image raster les blocs de strates ainsi que le contour de fouille de la coupe S1 S1 AB Image raster Fichier de formes des Fichier de formes blocs de strates du contour Q GARES VE D AL wen u Eu Titre Yo N S V lt Ie FIGURE 44 VECTORISATION DE LA COUPE S1 S1 AB PAR CREATION DES BLOCS DE STRATES ET DU CONTOUR DE FOUILLE Solveig BERGER 2011 40 Chapitre 3 Int gration d archives 2D la maquette 3 2 2 DECOUPAGE DES DONNEES ET CREATION DES COUPES VECTORIELLES Comme nous avons pu le pr ciser dans le paragraphe pr c dent l ensemble des vecteurs cr s automatiquement ne nous est pas utile En effet les dessins de coupes de M Ehretsmann contiennent de nombreux d tails autres que les simples contours des strates de la v g tation des hachurages des annotations particuli res des effets de relief etc D autre part M Ehretsmann a d limit les strates du sous sol avec beaucoup de pr cision ce qui entraine parfois un nombre de strates
84. tance point de surface centre du laser FIGURE 13 MESURE DES ANGLES ET DISTANCES D UN POINT DE LA SPHERE PAR RAPPORT AU SCANNER ET SON REPERE Les coordonn es du point de la sph re dans le rep re du scanner sont alors x D x cos AV x cos AH y D x cos AV x sinif AH z D x sin AV Le nuage peut tre plus ou moins dense selon la r solution spatiale du scan d finie par le pas horizontal et vertical du balayage Le pas correspond la distance d entre chaque point en horizontal et ou en vertical une distance donn e D du scanner Pas horizontal Nuage peu dense d lev Nuage dense gt d faible FIGURE 14 BALAYAGE LASER DE DENSITE VARIABLE Il existe plusieurs technologies permettant de calculer les coordonn es des points 3D et Landes 2010 d finit trois grandes cat gories LE SCANNER A TEMPS DE VOL Egalement appel scanner impulsion il fonctionne sur la mesure du temps coul entre l impulsion du laser et l impact sur l objet Cette p riode permet de conna tre la distance du scanner au point impact par la formule D c X gt Solveig BERGER 2011 14 Chapitre 1 Etude bibliographique Avec D la distance scanner point de l objet c Vitesse de la lumi re t temps de parcours La pr cision de la mesure de D est donc directement li e celle de la mesure du temps de parcours qui diminue avec des port es trop courtes Pour pallier ce probl me le m
85. tements num riques vers le logiciel de mod lisation Google Sketchup L utilisation de ce logiciel pr sente de nombreux avantages concernant notre tude cf 1 3 2 page 19 mais le plus int ressant pour ce chapitre est sans aucun doute sa tr s grande communaut de d veloppeurs qui nous permet de trouver rapidement des r ponses nos questions et galement de nombreux outils cr s par ces utilisateurs En annexe F page 27 est jointe une liste des plugins que nous avons test et utilis s pour certains dans nos travaux et ou tous les plugins mentionn s dans ce chapitre sont d taill s Par ailleurs nous avons r dig une fiche descriptive des op rations de correction de maillages en annexes C et D pages 15 et 23 Les outils import s ne sont pas sp cifiquement destin s a nos travaux sur les mailles mais nous les avons adapt s a notre tude Parfois il s agit m me de commandes tr s g n rales comme des simples gestionnaires de calques ou des modes de s lections rapides mais qui rendent nos manipulations plus automatiques et plus rapides Nous commen ons tout d abord par importer le mod le maill i et renommons le calque courant son nom Ensuite on effectue une analyse rapide des imperfections a corriger grace au plugin Solid Inspector qui rep re par des cercles et contours de couleurs les trous les superpositions incoh rentes de triangles et le contour g n ral de l objet Le travail de correction q
86. tes anciens AOROC Consultation 2011 URL http www archeo ens fr Archeologie 2008 Le travail des arch ologues de la fouille l interpr tation Consultation 2011 URL http archeologies free fr Solveig BERGER 2011 70 Bibliographie Archeostudio 2011 Visualisation de reconstitutions arch ologiques 3D Consultation 2011 URL http www archeostudio net Articque 2011 Site de l entreprise Articque proposant des solutions et des services pour la gestion de bases de donn es Consultation 2011 URL http www articque com solutions outils c et d num html cnig serveur 1 2008 Page internet d crivant la constitution de donn es cartographiques par photogramm trie Consultation 2011 URL http www cnig serveur 1 net fiches 16CparPhotogramm htm Diffusion ens 2005 Guyot A Les m thodes de prospection l arch ologie en chantier Consultation 2011 URL http www diffusion ens fr Geospatialfrance 2011 Blog G ospatial Made in France cr e par Gwenael Bachelot et consacr l actualit g ospatiale et aux technologies Autodesk Consultation 2011 URL http geospatialfrance typepad com geospatialfrance autodesk labs Gim international 2011 site internet de la revue de g omatique GIM international Consultation 2011 URL http www gim international com productsurvey 1d4 1 Terrestrial Laser_Scanners August html Granddictionnaire
87. tique de l extension ArcScan de la suite logicielle ArcGIS qui ne fonctionne pas sur des images multicolores Sur une image noir et blanc 1l affecte aux pixels noirs des vecteurs et aux pixels blancs rien Ainsi tous les l ments noirs de l image seront vectoris s La Figure 42 ci dessous repr sente une image raster constitu e de pixels blancs et noirs Lors de la vectorisation automatique les vecteurs ici en rouge sont cr s sur les pixels noirs Le reste de l image ne contient pas d informations vectorielles FIGURE 42 SCHEMA D UNE IMAGE RASTER VECTORISEE AUTOMATIQUEMENT Cette tape de vectorisation int grale de la coupe est n cessaire m me si tous les l ments vectoris s ne nous int ressent pas Les vecteurs en rouge constituent une base pour cr er ensuite les vecteurs que nous d sirons int grer la maquette et nous les appellerons les vecteurs supports Dans notre tude les vecteurs qu il nous est utile d extraire dans une coupe sont Le contour de fouille de la coupe Le niveau de la roche porteuse des fondations Le niveau du sol Les contours des strates principales Mais nous avons galement besoin des surfaces int rieures des contours des strates dans optique d y affecter des textures et ou des informations Ces surfaces sont d finies par des polygones ferm s dont l int rieur contient des informations vectorielles Solveig BERGER
88. ts La Figure 58 ci dessous repr sente la cr ation de la primitive cylindrique Vue en plan et en biais du cylindre g n r Deviation RPMS 0 06 m Hombre de Points 31724 Fropri t s de la geometrie 4 Propri t s du cylindre g n r Axe Z 0 24 0 32 0 92 Diam tre 7 69 m Longueur 2 07 m FIGURE 58 GENERATION DE PRIMITIVES A PARTIR DE NUAGES DE POINTS 3D La rapidit de ces manipulations permet de consacrer plus de temps aux analyses et l tablissement d hypotheses Les possibilit s d affichage et de d placement des objets permettent aux arch ologues de simuler des sc narios d v nements et leur chronologie associ e multipliant ainsi les pistes d tudes arch ologiques 4 2 2 EXPLOITATION DES COUPES 3D La visualisation 3D des coupes donne une vue d ensemble de leur disposition et permet aux arch ologues de comprendre plus rapidement la structure du sous sol et d tablir des hypoth ses sur la chronologie et les sc narios possibles des v nements Google Sketchup poss de des outils d extrusion de surface pour cr er du volume partir d une forme plane et ainsi g n rer des hypoth ses sur la continuit des strates et leurs liens avec les coupes voisines I est galement possible d utiliser les outils de mod lisation tels que le plugin Curviloft pour simuler la surface d une strate entre deux coupes d un m me sondage La Figure 59 illustre ces simulations
89. ue de connaitre les informations des polygones qui le composent coordonn es mat riau date etc INTEGRATION DE POINTS Nous pouvons importer dans le SIG des nuages de points correspondant aux objets et comme pour les mod les 3D il existe deux fa ons de les int grer en tant que multipoints c est dire un seul et m me objet ind composable ou en tant qu entit s points ind pendants o chaque point du nuage est s lectionnable et contient des informations qui lui sont propres Le choix de la m thode d pend de la n cessit ou non de connaitre les informations sp cifiques chaque point SIG Int gration Multipatchs dans ArcScene Table Contour Secteur Altitude Nombre de Surface etc movenne murs Table Mur Identifiant Locala Mat riau ete BER Secteur principal Table Talus Identifiant Pente Composition ate Secteur movenne principale FIGURE 68 EXEMPLE DE DONNEES INTEGREES SOUS FORME MULTIPATCH Solveig BERGER 2011 60 Chapitre 4 R sultats et applications Int gration Polyfaces dans ArcScene Table Mur SIG Table Partie de mur Identifiant Mur Composition Coordonn es etc Table Partie d ouverture Identifiant Ouverture Composition Coordonn es etc FIGURE 69 EXEMPLE DE DONNEES INTEGRE
90. uement et dynamiquement les l ments Les solutions de vectorisation sont nombreuses sur le march et diff rent par le temps d ex cution et la qualit des r sultats obtenus On peut citer AutoCAD Le Frapper 2010a et 2010b la suite d application Wise Image de RasterTech Wiselmage 2008 Articque Articque 2011 Egalement Le logiciel ArcMap d ESRI permet via son extension ArcScan une vectorisation semi automatique des images par int gration de celles ci et cr ation de polylignes et polygones L avantage par rapport aux logiciels de dessins tels qu llustrator est que les contours cr s conservent leurs informations propres les formules math matiques qui les d finissent et une fois cr s ils peuvent tre s lectionn s et modifi s ind pendamment des autres vecteurs Parmi les logiciels gratuits nous pouvons citer RasterToVector ou encore VectorMagic VectoMagic 2009 disponible en service web Ce dernier est tr s simple d utilisation et le temps de traitement est tres court mais il ne permet pas de s lectionner individuellement chaque polyligne Figure 10 et Figure 11 Solveig BERGER 2011 10 Chapitre 1 Etude bibliographique VectorMagic z ge NK Wo FIGURE 10 EXTRAIT DE L IMAGE RASTER D UNE COUPE FIGURE 11 VECTORISATION DE L EXTRAIT AVEC VECTORMAGIC 1 1 4 DIFFUSION ET PARTAGE DES DONNEES Avec le d veloppement des outils informatiques destin au grand public comme aux profession
91. ui suit d pend de la complexit des imperfections de leur tendue et du type d objet concern Pour un mur d origine le travail sera plus minutieux que pour un talus par exemple Lorsque l objet i est corrig nous parlerons alors du mod le i il est sauvegard en tant que fichier ind pendant puis int gr ult rieurement a la maquette compos e des N objets Cr er un fichier par objet est avantageux a plusieurs titres Modifications du mod le ind pendamment des autres Plusieurs versions du mod le possibles en fonction des besoins cf 4 3 2 page 57 Fichier plus l ger et navigation plus fluide Tous les mod les i sont import s dans un nouveau fichier Google Sketchup dans lequel est assembl e la maquette finale Mais si les mod les sont import s aux bonnes coordonn es et la bonne chelle ils ne sont pas pour autant li s parfaitement les uns c t des autres Nous devons donc les raccorder comblant ainsi les zones vides mais aussi supprimant les zones de superposition entre mod les 2 3 2 CREATION DES RACCORDS O Superposition de deux mod les gt A uniformiser fy Espace vide entre les mod les gt A combler FIGURE 38 SCHEMA EXPLICATIF DES ZONES DE RACCORDS A TRAITER L tape de raccord des mod les est indispensable la finalisation de notre maquette elle correspond a plus grande chelle l tape de correction des maillages le but tant d obtenir un ensemble unique ho
92. ur sa tranche caract ristique unique dans le paysage castral r gional Elle est visible depuis la vall e et baptis e l il de la sorci re est devenue un attrait phare de la commune af Von RALA 2 FIGURE 1 CHATEAU DE THANN ENGELBOURG A GAUCHE DETAIL DU FRONTISPICE DE SCHENK 1628 A DROITE SCHEMA DES ELEMENTS DE CONSTRUCTION CORRESPONDANT EN ROUGE TOUR DEPUIS LAQUELLE L CEIL DE LA SORCIERE EST ISSU Le site qui s tend sur un hectare environ fait depuis plusieurs ann es l objet de nombreuses tudes arch ologiques et est aujourd hui au c ur d un projet de valorisation des vestiges du ch teau de l Engelbourg Ce projet s inscrit plus g n ralement dans le cadre d un programme de mise en valeur patrimoniale artistique et touristique du site l initiative de la ville de Thann et conduit par C line Steiner agent du d veloppement conomique et local de la commune Jacky Koch arch ologue territorial du PAIR P le Arch ologique Interd partemental BE 5 EIER HER SE f be Ge dE Rh nan est en charge de l tude arch ologique et Anne SORCIERE Fontaine m diatrice du patrimoine et charg e de la valorisation des sites et des collections au PAIR assure la valorisation et diffusion de l tude C est donc avec la coop ration de tous ces acteurs ainsi que du premier adjoint au Maire de la ville de Thann Michel Habib qu intervient l quipe de PINSA de St
93. ut riche en d couvertes et m a fait comprendre l importance du dialogue et du partage des connaissances dans un projet aussi cons quent que celui de l Engelbourg Cela m a galement permis d approfondir certaines techniques comme l acquisition et le traitement de donn es 3D Au del des aspects pratiques la volont d optimiser les processus de traitement a conduit un travail de recherches et de tests relativement chronophage mettant en relief l importance d une organisation souple et d une capacit d adaptation faces aux situations impr vues Solveig BERGER 2011 64 Liste des figures LISTE DES FIGURES Figure 1 Ch teau de Thann Engelbourg gauche d tail du frontispice de Schenk 1628 A droite sch ma des l ments de construction correspondant En rouge Tour depuis laquelle l il CS a SO SE ee a ee R oe ae oe error eee eee 1 Figure 2 Photographie de l Oeil de la Sorci re oo cccccccccccessssececcessssscececesessacecceesssaeeeeeessssaeeeees 1 Figure 3 Coupe arch ologique extraite du rapport de la campagne de fouilles de M Ehretsmann BOE ES ee ee er ee een 2 Figure 4 Plan d site divis SECOURS de de ee ea el oc 2 Figure 5 Photographie a rienne de Saint Germain de Lusignan CM camp n olithique de La Coterelle Jacques Dassier Archaero cOM au een arena eisen 7 Figure 6 Sch ma de sondages en quinconce arcs hensemmmssscehepenesescrstienchenss 8 Figure 7 Sch ma de
94. ution du probl me de d part sans se soucier de la technique infodoc inserm 2009 Le MCD permet de repr senter la structure du syst me d information et les interd pendances qui existent entre les donn es Ce document offre la possibilit aux arch ologues de partager leurs structurations des donn es et certains autres peuvent utiliser des mod les existants pour leurs propres donn es Encore exp rimentale il y 30 ans la mise en place de bases donn es arch ologiques est devenue quasi syst matique pour de nombreux groupes d arch ologues Le Laboratoire Arch ologie et Territoires a d velopp partir des ann es 1990 pour des travaux de fouilles men s Tours un syst me d exploitation des donn es de fouilles pr sent dans Les Petits Cahiers d Anatole Galini et al mai 2005 Ce syst me aujourd hui appel AsSol et comptant trois modules d exploitation de donn es de fouilles a t con u pour g rer les donn es terrain faciliter l exploitation post fouilles et permettre le transfert d informations d autres syst mes d information notamment des Syst mes d Information G ographique Cet exemple illustre les potentialit s d outils d di s la gestion et au partage des travaux arch ologiques m me si ces bases de donn es restent aujourd hui relativement internes et h t rog nes Koehl et al 2008 d crit galement l int gration dans un SIG d un mod le 3D de l Abbaye de Niedermunst
95. yer E 2007 Acquisition 3D documentation et restitution en arch ologie Proposition d un mod le de Syst me d Information d di au patrimoine Th se de doctorat Centre de recherche en Architecture et Ing nierie CRAI Pierrot Deseilligny M Clery I 2011 Images et mod le 3D en milieux naturels Evolutions r centes en photogramm trie et mod lisation 3D par photos des milieux naturels Collection EDYTEM Laboratoire EDYTEM n 12 juin 2011 ISBN 978 2 918435 04 4 Racinet P 2004 M thodes et initiations d histoire et d arch ologie Photographie et arch ologie Editions du temps Nantes ISBN 2 84274 290 7 Pages 200 a 208 sur 382 Remondino F 2011 Heritage Recording and 3D Modeling with Photogrammetry and 3D Scanning Remote Sensing ISSN 2072 4292 Solveig BERGER 2011 69 Bibliographie Santacana i Mestre J et Carme Belarte Franco M 2005 Id es et d bats de la restitution en arch ologie Probl mes g n raux concernant la restitution en arch ologie Centre des Monuments Nationaux Editions du Patrimoine Pages 6 10 sur 299 DOCUMENTS DE FORMATION Borderie Q et Subsol G 2010 3D et arch ologie ATER Universit de Paris 1 et CNRS Montpellier El Kahza L et Hafa R 2010 La lasergramm trie et la photogramm trie terrestre deux technologie concurrentielles ou compl mentaires M moire de master IAV Hassan IT Rabat Maroc Giligny F 2006 M thodes de l arch ologie Univers

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