Workflows d’analyse d’exploration courants

Les outils d’analyse d’exploration génèrent des analyses spatiales interactives d’une scène. Ces outils (Remblais et déblais interactifs, Ligne de visée, Champ de vision, Dôme de vision, Coupe, Profil d’élévation et Détection des objets) fonctionnent avec le terrain et les entités dans la scène, ce qui vous permet d’utiliser la visibilité de la couche, des ensembles de définition et des surfaces d’altitude avant et après pour examiner de nombreux scénarios. Cette rubrique présente des exemples de workflow indiquant comment les outils d’analyse d’exploration peuvent être utilisés.

Remarque :

Les résultats analytiques affichés par ces outils, à l’exception de l’outil Détection des objets, sont provisoires et ne sont pas enregistrés avec le projet, ni inclus dans les paquetages de carte. Toutefois, leurs propriétés (par exemple, les points d’observation et cible) peuvent être exportées en tant que classes d’entités pour être utilisées plus encore. Si vous avez besoin des résultats analytiques affichés en tant que données, vous pouvez utiliser les outils de géotraitement recommandés à la place. Le profil d’élévation peut être exporté vers un fichier image, un format tabulaire ou une entité linéaire.

Tous les outils interactifs sont compatibles avec la capture. Activez la capture dans la vue de la scène pour un placement plus précis. Par exemple, la capture d’un sommet ou d’un tronçon permet d’effectuer une capture sur l’angle ou le tronçon d’un bâtiment.

Couverture de visibilité à l’aide d’un champ de vision interactif

Un défi spatial 3D courant consiste à placer un ensemble limité de ressources sur une scène pour obtenir la meilleure couverture de visibilité possible. Par exemple, vous pourriez avoir besoin de placer des caméras de sécurité pour surveiller un parc, des caméras lors d’un événement sportif ou des officiers de police lors d’un rallye politique. Dans toutes ces situations, vous devez optimiser l’emplacement des caméras pour éviter de manquer une couverture et réduire les zones faisant l’objet d’une couverture double.

Ce scénario décrit le placement de caméras dans un parc. Le meilleur outil d’analyse d’exploration pour cette tâche est l’outil Interactive Viewshed (Champ de vision interactif). Commencez par une scène contenant les couches pertinentes (par exemple, une surface au sol, des bâtiments et des arbres).

1. Choisissez Viewshed (Champ de vision) dans la liste déroulante des outils du groupe Exploratory 3D Analysis (Analyse 3D exploratoire) figurant dans le groupe Workflows (Processus) de l’onglet Analysis (Analyse).

   L’outil s’active alors et la fenêtre Exploratory Analysis (Analyse d’exploration) apparaît.

2. Dans l’onglet Create (Créer), définissez des valeurs pour Initial Viewpoint (Point de vue initial), Viewshed Angles (Angles de champ de vision) et Viewshed Distance (Distance de champ de vision) en fonction des spécifications de la caméra de sécurité. Par exemple, une caméra pourrait présenter une plage de visibilité maximale de 200 pieds, un angle de champ de visibilité horizontal de 50 degrés et un angle de champ de visibilité vertical de 40 degrés pour le champ de vision.
3. Acceptez la méthode de création par défaut, Interactive Placement (Placement interactif) .
4. Appuyez sur C pour activer temporairement l’outil Explore (Explorer) et accédez à la zone d’intérêt. Relâchez la touche C et cliquez dans la scène pour insérer un champ de vision.
5. Répétez les étapes 3 et 4 pour créer des positions de point d’observation de caméra supplémentaires selon les besoins.
6. Inspectez la couverture de visibilité à mesure que vous ajoutez chaque caméra supplémentaire. Les zones rouges demeurent non couvertes.
7. Le cas échéant, sélectionnez un point d’observation pour un objet de champ de vision existant et repositionnez-le avec les poignées.
8. Une fois que vous disposez d’une conception satisfaisante, enregistrez les emplacements des points d’observation actuels dans des entités ponctuelles en cliquant sur Convert To Features (Convertir en entités) dans le menu de la fenêtre Exploratory Analysis (Analyse exploratoire).

Vous disposez à présent d’une conception ayant une couverture bien définie stockée en tant qu’entités ponctuelles attribuées pour les emplacements de caméra. Vous pouvez symboliser les emplacements des caméras à l’aide de modèles de caméra physique, tels qu’un fichier COLLADA (.dae) ou OBJ (.obj), et visualiser leur apparence dans le monde réel. Vous pouvez également recharger les champs de vision à partir de cette couche de points pour revoir ou mettre à jour la couverture du champ de vision par la suite.

Ligne de visée le long d’un itinéraire

Dans ce scénario, une ligne de visée dégagée est maintenue à partir d’un point de vue à l’aide de points cible espacés régulièrement le long d’un itinéraire. Ceci peut être important pour de nombreuses raisons. Par exemple, vous pourriez avoir besoin de positionner un responsable public pour observer l’itinéraire d’un défilé, un commentateur pour regarder une course ou un observateur militaire pour un convoi. Dans toutes ces situations, il vous faut savoir à quel endroit et quelle distance de l’itinéraire l’observateur peut voir. Le meilleur outil d’analyse d’exploration pour cette tâche est l’outil Line of Sight (Ligne de visée). Commencez par une scène contenant toutes les couches pertinentes (par exemple, une surface au sol, des bâtiments et des arbres).

Lignes de visée à partir d’un point de vue utilisant des cibles régulièrement espacées le long d’un itinéraire. Les lignes vertes sont dégagées, les lignes rouges (à gauche) sont obstruées et les lignes jaunes (en haut à droite) sont hors plage.

1. Ajoutez une couche de lignes à votre scène à utiliser en tant que parcours de défilé. Il se peut qu’une longue ligne unique doive être divisée en parties plus petites afin de créer une section de parcours de défilé ayant un sens pour l’observateur devant être responsable. Par exemple, divisez la ligne pour utiliser un segment de rue d’environ 250 mètres de long.
2. Cliquez sur Line of Sight (Ligne de visée) dans la liste déroulante des outils du groupe Exploratory 3D Analysis (Analyse 3D exploratoire) figurant dans le groupe Workflows (Processus) de l’onglet Analysis (Analyse).

   L’outil s’active alors et la fenêtre Exploratory Analysis (Analyse d’exploration) apparaît.

3. Dans l’onglet Create (Créer), définissez la valeur des paramètres suivants :
   • Observer Vertical Offset (Décalage vertical du point d’observation) : 5 pieds, la hauteur d’une personne se tenant debout
   • Maximum Distance (Distance maximale) : 150 mètres, la distance de vue effective maximale
   • Target Vertical Offset (Décalage vertical cible) : 3 pieds, la hauteur cible de la base du char
4. Cliquez sur la méthode de création Targets Along a Line (Cibles le long d’une ligne) pour afficher les paramètres.
5. Laissez l’entrée Observer (Point d’observation) définie sur Click (Clic) et cliquez une fois sur la vue pour insérer l’emplacement du point d’observation. Les emplacements courants sont les toits des bâtiments, les balcons et les coins de rue.
6. Définissez Number of Targets (Nombre de cibles) sur 10 afin de générer les points cible le long de l’itinéraire. Une autre possibilité consiste à définir l’espacement Segment Length (Longueur de segment) sur 25 mètres afin de générer les points cible.
7. Dans le menu déroulant, sélectionnez la couche de lignes à utiliser comme parcours de défilé.

   L’outil Select (Sélectionner) est activé pour l’étape suivante.

8. Cliquez sur la vue et faites-y glisser votre curseur afin de sélectionner une ou plusieurs entités linéaires pour les points cible.

   Remarque :

   Les lignes contiguës multiples sont traitées comme un seul itinéraire, lorsque cela est possible.

9. Cliquez sur Apply (Appliquer).
10. Le cas échéant, cliquez sur le point d’observation et déplacez-le vers un point de vue différent.

    Les cibles demeurent au même emplacement et restent connectées au point d’observation. Les lignes vertes indiquent les sections d’itinéraire situées à portée de vue de l’observateur.

11. Une fois que vous disposez d’une conception satisfaisante, enregistrez les lignes de visée actuelles en tant qu’entités linéaires à deux points en cliquant sur Export To Features (Exporter vers des entités) dans le menu de la fenêtre Exploratory Analysis (Analyse exploratoire). Les lignes de vue sont ajoutées à la scène en tant que couche d’entités.

Vous disposez à présent d’une vue 3D qui décrit visuellement quelle distance de l’itinéraire peut être vue à partir d’un ou plusieurs points d’observation. Rechargez les objets de l’analyse de ligne de visée à l’aide de la méthode de création From Layer (Depuis la couche).

Analyse de l’impact avec un emplacement central

Certains incidents de menace orientent leurs effets vers l’extérieur (par exemple, l’explosion d’une conduite de gaz). L’impact s’étend d’un emplacement central vers les bâtiments et le terrain voisins. D’autres menaces sont entrantes (par exemple, des tirs d’embuscade sur un poste de commande, où le risque provient des sommets de colline voisins et se déplace vers le centre). Dans ces deux situations, vous devez savoir quelles surfaces proches offrent une vue directe du point d’emplacement central. Le meilleur outil d’analyse d’exploration pour cette tâche est l’outil View Dome (Dôme de vision). Ce scénario examine une scène affectée par l’explosion d’une conduite de gaz. Commencez par une scène contenant les couches pertinentes (par exemple, une surface au sol, des bâtiments et des arbres).

1. Cliquez sur View Dome (Dôme de vision)) dans la liste déroulante des outils du groupe Exploratory 3D Analysis (Analyse 3D exploratoire) figurant dans le groupe Workflows (Processus) de l’onglet Analysis (Analyse).

   L’outil s’active alors et la fenêtre Exploratory Analysis (Analyse d’exploration) apparaît.

2. Spécifiez la distance d’impact estimée, en fonction de la taille et de la pression de la conduite, par exemple, une distance de dommage maximale de 140 pieds.
3. Acceptez la méthode de création par défaut, Interactive Placement (Placement interactif) .
4. Cliquez dans la vue pour insérer l’emplacement d’observation.
Parce que les résultats de l’analyse incluent la surface au sol, si le point d’observation est déplacé au-dessous du sol, les objets situés sur le sol ne sont pas affectés.
5. Le cas échéant, cliquez sur le point d’observation afin de sélectionner le dôme de vision pour le repositionner. Vous pouvez déplacer le dôme de vision comme suit :
   • Faites glisser le point d’observation pour le déplacer dans x,y.
   • Faites glisser la flèche verte verticale pour la déplacer dans z.
   • Faites glisser l’un des contrôles de sommet du dôme de vision pour en modifier la taille.
6. Le cas échéant, répétez les étapes 4 et 5 afin d’ajouter des dômes de vision supplémentaires pour les autres emplacements.

   Le nombre de dômes de vision actifs pouvant être ajoutés à la vue est limité. Un avertissement a lieu lorsque vous êtes sur le point de dépasser la limite.

7. Enregistrez les dômes de vision actuels en tant qu’entités ponctuelles en cliquant sur Convert To Features (Convertir en entités) dans le menu de la fenêtre Exploratory Analysis (Analyse d’exploration). Ceci a pour effet d’ajouter les points d’observation avec des paramètres d’affichage en tant que couche d’entités dans la scène.

   Si vous utilisez de nombreux dômes de vision, vous pouvez ajouter des points d’observation à partir de plusieurs exécutions analytiques en une classe d’entités partagée unique. La fenêtre Export View Dome Points (Exporter les points du dôme de vision) vous permet d’effectuer une sélection parmi des entités exportées existantes.

8. Passez à l’outil Explore (Explorer) de l’onglet Map (Carte) et effectuez un déplacement sur la scène pour afficher les surfaces qui seraient affectées par une explosion survenant au point central.

Vous disposez à présent d’une scène affichant les surfaces qui seraient affectées par l’explosion d’une conduite de gaz. Vous pouvez recharger les objets d’analyse du dôme de vision à partir des points afin de revoir ultérieurement la conception de l’analyse. Appuyez sur la touche Imp écran pour effectuer une capture d’écran des résultats analytiques visuels. Le cas échéant, créez une vidéo de survol à l’aide d’une animation et exportez la vidéo pour la partager.

Révéler les données cachées à l’intérieur des bâtiments

L’affichage et l’analyse de données superposées ou encapsulées posent souvent problème dans le SIG 3D. Les BIM (Building Information Models, modèles d’information de bâtiment) peuvent être enrichis de données intérieures, mais il arrive souvent que le toit et les murs obstruent la vue. Vous pouvez désactiver les couches qui obstruent la vue, mais elles offrent un cadre de référence important pour l’analyse. L’outil Slice (Coupe) vous permet de consulter les données intérieures sans perdre le cadre de référence. Grâce à l’outil Slice (Coupe), vous pouvez écarter les entités qui obstruent la vue afin de consulter l’intérieur des bâtiments. Ce scénario examine un BIM de l’Université du Kentucky. L’outil Slice (Coupe) est utilisé pour écarter le toit et consulter les plans d’étages de chaque niveau en vue d’identifier un point d’entrée idéal à proximité d’une cage d’escalier et d’insérer un accès d’urgence.

1. Cliquez sur Slice (Coupe) dans la liste déroulante des outils du groupe Exploratory 3D Analysis (Analyse 3D exploratoire) figurant dans le groupe Workflows (Processus) de l’onglet Analysis (Analyse).

   L’outil s’active alors et la fenêtre Exploratory Analysis (Analyse d’exploration) apparaît.

2. Orientez la caméra de la scène de façon à obtenir une vue de haut en bas de l’ensemble du bâtiment qui vous intéresse. Le raccourci clavier C permet d’activer temporairement l’outil Explore (Explorer) afin de naviguer sans s’éloigner de l’outil Slice (Coupe).
3. Dans la section Interactive Plane (Plan interactif), définissez le paramètre Plane Direction (Direction du plan) sur Horizontal.
4. Cliquez sur la scène à un angle du bâtiment et faites glisser le plan de façon à englober l’ensemble du bâtiment.

   Cela finalise la création du plan par coupe. Les couches affichées au-dessus du plan sont temporairement supprimées de façon à faire apparaître l’intérieur du bâtiment.

5. Le cas échéant, cliquez sur le point d’observation pour sélectionner la coupe afin de la repositionner.
6. Faites glisser vers le haut la flèche verticale de la poignée Move (Déplacer) pour afficher le plan d’étage de chaque niveau, individuellement.
7. Cliquez sur l’onglet Properties (Propriétés) et développez le groupe Affected Layers (Couches affectées).

   Ceci vous permet de désactiver la découpe des cages d’escaliers afin de mieux voir où elles sont positionnées.

8. Saisissez stairs (escaliers) dans le champ Search (Rechercher).
9. Développez le groupe Interior (Intérieur) et décochez la couche stairs (escaliers).

   Vous voyez les escaliers dans toute leur hauteur, tandis que les autres couches demeurent supprimées.

Vous pouvez maintenant observer que chaque aile du bâtiment possède sa propre cage d’escalier et qu’une entrée située à proximité du terrain de basket-ball permet d’accéder à la cage d’escalier de l’aile centrale. Ce point d’entrée est idéal en cas d’incendie ou de toute autre situation d’urgence.

Déterminer la hauteur de la fondation d’un bâtiment permettant de minimiser le remblaiement ou le déblaiement de terre

Un des défis les plus courants des ingénieurs consiste à déterminer la hauteur optimale de la fondation d’un nouveau bâtiment afin de réduire la quantité de terre qui doit être amenée ou évacuée du site de construction. Le fait de déplacer la terre excavée vers d’autres emplacements du site sous forme de remblai permet de réduire le coût de construction d’un bâtiment. Ce calcul peut s’avérer particulièrement difficile sur un terrain accidenté. Le scénario suivant examine l’impact produit sur un site par une pente escarpée, où la scène contient une surface au sol et des emprises de bâtiment.

1. Dans la scène, sélectionnez une entité surfacique d’emprise de bâtiment.

   Conseil :

   Vous pouvez créer jusqu’à 10 objets de remblais et déblais depuis une couche à la fois.

2. Cliquez sur Cut and Fill (Remblais et déblais) dans la liste déroulante des outils du groupe Exploratory 3D Analysis (Analyse 3D exploratoire) figurant dans le groupe Workflows (Processus) de l’onglet Analysis (Analyse).

   L’outil s’active alors et la fenêtre Exploratory Analysis (Analyse d’exploration) apparaît.

3. Sélectionnez la méthode de création From Layer (Couche de début).
4. Dans le menu déroulant Surface, vérifiez que la surface d’altitude du sol est sélectionnée.

   Le cas échéant, vous pouvez effectuer des mesures par rapport aux surfaces d’altitude personnalisées dans votre scène.

5. Dans le menu déroulant Polygon Layer (Couche de polygones), sélectionnez le nom de la couche d’emprise de bâtiment.
6. Cliquez sur Apply (Appliquer). Un objet de remblais et déblais sélectionné apparaît au-dessus de l’emprise de bâtiment.

   Les valeurs de mesure de remblais et déblais apparaissent sur la partie latérale de la vue.

   Conseil :

   Vous pouvez repositionner la superposition des mesures si besoin est.

7. Si nécessaire, cliquez sur le bouton Rotate (Rotation) sur le contrôle de superposition des remblais et déblais qui s’affiche dans la partie centrale inférieure de la vue et ajustez le relèvement et l’angle de l’inclinaison jusqu’à ce qu’elle soit plate.
8. Faites glisser la flèche verticale verte de la poignée de déplacement vers le haut et vers le bas pour ajuster l’altitude de l’objet jusqu’à ce que la valeur Net Volume (Volume net) approche de zéro.

   Conseil :

   Vous pouvez mettre à jour manuellement la hauteur de centroïde du plan sur le contrôle de superposition des remblais et déblais.

Vous pouvez maintenant observer la valeur z de la fondation du bâtiment qui génère un transfert de terre minimal pour le remblaiement ou le déblaiement du site de construction.

Créer un diagramme des changements d’élévation le long de l’itinéraire d’un véhicule

Le changement d’élévation le long d’un itinéraire de véhicule proposé est un élément important que les planificateurs d’itinéraire doivent prendre en compte. Le type de véhicule, le poids transporté par le véhicule et le degré des routes sont des facteurs concurrents dont le planificateur doit tenir compte. Dans ce scénario, l’outil Profil d’élévation génère un diagramme du profil d’élévation d’un itinéraire de véhicule, ce qui permet d’analyser ses changements d’élévation et de déterminer sa faisabilité.

1. Ajoutez une couche de lignes à votre carte ou votre scène à utiliser en tant qu’itinéraire de véhicule proposé. Si vous disposez d’autres itinéraires à comparer, ajoutez-les à la carte.

   Dans une carte, vous devez ajouter une source de profil d’élévation pour utiliser l’outil interactif Profil d’élévation, puisque le profil est calculé à l’aide de la surface d’altitude du sol.

2. Sur l’onglet Analysis (Analyse), dans le groupe Workflows (Processus), cliquez sur Elevation Profile (Profil d’élévation) dans la bibliothèque déroulante Exploratory 3D Analysis (Analyse 3D exploratoire).

   L’outil s’active alors et la fenêtre Exploratory Analysis (Analyse d’exploration) apparaît.

3. Sous l’en-tête Creation Method (Méthode de création), sélectionnez Along a Line (Le long d’une ligne) .
4. Dans la liste déroulante Line Layer (Couche de lignes), confirmez ou sélectionnez la couche de lignes que vous avez ajoutée à la carte lors de l’étape 1 et à partir de laquelle vous souhaitez générer le profil.
5. Une fois l’outil Profil d’élévation actif, cliquez sur la couche de lignes dans la carte ou dans la scène pour la sélectionner et cliquez sur Apply (Appliquer) dans la fenêtre Exploratory Analysis (Analyse exploratoire).

   La fenêtre superposée Elevation Profile (Profil d’élévation) apparaît dans la vue.

6. Survolez le diagramme pour vérifier de manière interactive les valeurs d’altitude et les pourcentages (degrés) le long de l’itinéraire. La base de la fenêtre affiche des statistiques incluant le changement d’élévation total et la pente maximale.
7. Cliquez sur Export Graph (Exporter le diagramme) dans la fenêtre Elevation Profile (Profil d’élévation) pour enregistrer le profil en tant que fichier image à réutiliser ou à partager.
8. Pour exécuter à nouveau l’outil sur un autre itinéraire et comparer les résultats, répétez les étapes 4 à 6 en utilisant la couche de lignes de cet autre itinéraire dans la zone de texte Line Layer (Couche de lignes).

Vous pouvez alors observer les résultats et planifier un itinéraire optimisé adapté au conducteur.

Utiliser des modèles de Deep Learning pour détecter et extraire des objets

Le fait de ne pas disposer des données requises pour une tâche SIG est un problème courant rencontré par les utilisateurs de SIG. Par exemple, lors d’une analyse de la visibilité 3D, il se peut que vous ayez besoin des points d’observation pour toutes les fenêtres d’un bâtiment ; et ces données ne sont généralement pas disponibles immédiatement. Dans ce cas, une option consiste à numériser manuellement toutes les fenêtres. Cette opération peut prendre du temps et, si de nombreux bâtiments sont concernés, est susceptible de ralentir le processus global d’analyse. Une solution alternative consiste à faire appel à un modèle de Deep Learning entraîné qui permet de détecter et extraire automatiquement les objets pertinents à partir des données affichées dans la vue actuelle. Les objets détectés sont extraits en tant qu’entités de géodatabase et ne peuvent pas être utilisés comme entrée dans d’autres outils d’analyse.

Ce scénario décrit la détection des fenêtres dans une scène 3D. Le meilleur outil d’analyse d’exploration pour cette tâche est l’outil Détection d’objets. Commencez par une scène urbaine 3D comportant des couches pertinentes pour les bâtiments dans lesquels des fenêtres doivent être détectées.

Cet outil exige d’installer des Bibliothèques de Deep Learning avant d’être exécuté.

Licence :

L’outil interactif de détection d’objets nécessite une licence ArcGIS Pro Advanced ou l’extension ArcGIS Image Analyst.

1. Sur l’onglet Analysis (Analyse), dans le groupe Workflows (Processus), cliquez sur Object Detection (Détection d’objets) dans la bibliothèque déroulante Exploratory 3D Analysis (Analyse 3D exploratoire).

   L’outil s’active alors et la fenêtre Exploratory Analysis (Analyse d’exploration) apparaît.

2. Dans la fenêtre Exploratory Analysis (Analyse exploratoire), dans la section Deep Learning Model (Modèle de Deep Learning), développez la flèche de la liste déroulante Model (Modèle) et cliquez sur le bouton Download Model (Télécharger le modèle). Le modèle de Deep Learning pré-entraîné Esri Windows and Doors (Fenêtres et portes Esri) est alors téléchargé sur votre ordinateur.

   Une fois le téléchargement terminé, le menu Model (Modèle) indique Esri Windows and Doors (Fenêtres et portes Esri) comme sélection actuelle.

3. Cliquez sur le bouton déroulant Classes et sélectionnez Windows (Fenêtres).
4. Si vous le souhaitez, vous pouvez modifier les valeurs des paramètres Minimum Confidence Level (Niveau de confiance minimal) et Maximum Overlap Threshold (Seuil de superposition maximal).
5. Dans la section Output (Sortie), pour Feature Layer (Couche d’entités), saisissez un nouveau nom en sortie ou acceptez le nom par défaut de la couche d’entités à créer.
6. Indiquez une description facultative à ajouter à un champ pour chaque résultat.
7. Cliquez sur la flèche de la liste déroulante Symbology (Symbologie) et sélectionnez une option de symbologie pour la couche d’entités en sortie.
8. Dans la scène, utilisez l’outil Explorer ou appuyez sur V pour appliquer une rotation autour du point de croisement sur lequel vous cliquez. Déplace-vous de sorte à faire directement face au bâtiment dont vous souhaitez détecter les fenêtres.
9. Dans la fenêtre Exploratory Analysis (Analyse exploratoire), dans la section Creation Method (Méthode de création), cliquez sur Current Camera (Caméra actuelle) , puis sur Apply (Appliquer).

   Une fois la détection des objets terminée, une nouvelle couche d’entités en sortie est ajoutée à la scène. La couche d’entités en sortie contient des entités ponctuelles pour chaque fenêtre détectée. Les attributs de la couche d’entités en sortie incluent la largeur, la hauteur, l’orientation, le score de confiance, l’étiquette et une description pour chaque détection.

Vous pouvez maintenant consulter les résultats et continuer avec d’autres tâches d’analyse restantes. Si vous le souhaitez, répétez les étapes 8 et 9 pour détecter davantage de fenêtres. Les entités en sortie sont ajoutées à la couche d’entités spécifiée à l’étape 5.