Relevé et multi-représentations du patrimoine architectural : définition d'une approche de reconstruction 3D d'édifices

Surveying and multi-representation of architectural heritage : Definition of an hybrid approach for 3D reconstruction of buildings

• Auteur / Autrice : Livio De Luca
• Direction : Michel Florenzano
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Conception
• Date : Soutenance en 2006
• Etablissement(s) : Paris, ENSAM
• Partenaire(s) de recherche : Autre partenaire : Arts et Métiers ParisTech. Centre d'enseignement et de recherche (Aix-en-Provence)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Monuments historiques

Modélisation tridimensionnelle

Résumé

L'acquisition des données spatiales en architecture a connu dans ces dernières années des progrès significatifs grâce à l'introduction de nouveaux instruments de mesure. Parallèlement, des techniques de traitements tridimensionnels (segmentation du nuage de points, maillage automatique, cartes de profondeur, modélisation paramétrique, photo-modélisation, etc. ) permettent d'obtenir des supports d'analyse de l'objet à différents niveaux de détail et pour différentes finalités. Cependant, dès les premières étapes de traitement des données acquises, les problèmes de représentation s'imposent, car la démarche de reconstruction tridimensionnelle nécessite des interprétations géométriques pour décrire les d'objets architecturaux. Cette thèse propose une approche permettant de conduire les opérations de reconstruction 3D en faisant référence à un ensemble de connaissances historiques spécifiques au tracé des formes architecturales. Ainsi, un modèle de description sémantique sert de dénominateur commun entre différentes représentations et jeux d'informations extraites à partir du relevé. La maquette numérique ainsi obtenue a pour vocation d'être exploitée pour la constitution de banques de données patrimoniales. Dans ce cadre, une approche de structuration spatiale et architecturale de l'édifice a été développée. La maquette numérique ainsi structurée devient alors le support privilégié de navigation et d'interactions avec les sources documentaires qui lui sont associées. Ces informations et les représentations géométriques multiples des objets constituant l'édifice peuvent être restitués de manière dynamique en fonction de différents points de vue utilisateurs.

The acquisition of the spatial data in architecture has known in these last years significant progress due to the development of new laser-based measuring techniques. In parallel, several geometrical three-dimensional processing techniques (point-cloud segmentation, surface reconstruction, depth maps, parametric modeling, image-based modeling, etc. ) allow to produce 3D geometrical representations for the analysis of the object at various levels of details and for various purposes (real-time navigation, measurement and shape analyses, mechanical studies, etc. ). However, starting from the 3D digitized point clouds, the representation problems are essential, because an efficient 3D reconstruction process of a building requires architectural knowledge interpretations to describe architectural objects. This thesis propose an approach to drive the 3D reconstruction operations using a whole of historical knowledge specific to the architectural forms layout. A semantic description model is used as common denominator between various geometrical representations and information sets extracted from the surveying process. The digital models obtained can be exploited for the constitution of patrimonial databases. Within this framework, an approach to structure the digital models witch describe the building according with spatial and architectural requirements has been developed. The digital mock-up thus produced plays a strategic role to support real-time navigation into the virtual representation of the building and to manage the interactions with its associated documentary sources. The documentary information and the multiple geometrical representations of the objects constituting the building can to be managed and updated in a dynamic way according to various user points of views such as.