Images 3D, MNT et MNE


Images 3D

3DEM
3DEM est un logiciel gratuit créé par Richard Horne. Il permet de produire des scènes de paysages 3D sur la base de données disponibles sur internet en mappant des images satellites ou des images scannées (cartes topographiques) sur un modèle numérique de terrain. 3DEM permet également de télécharger ou de dessiner à la souris un tracé GPS. La fonction « flyby » permet de visualiser une animation le long du tracé. Malheureusement le développement de ce logiciel est arrêté.

Landsim3D 
Ce logiciel permet de modéliser le territoire en 3D à partir de données SIG. Il est adapté à des projets d'aménagement, d'urbanisme ou de génie civile. Il existe un visualiseur gratuit de LandSIM3D.

SpaceEyes
Cette société française propose un visualiseur gratuit permettant de visualiser en 3D une image drapée sur un MNT. Nombreux formats reconnus. 

Igo
La société IGO commercialise des solutions 3D et propose également un viewer gratuit en téléchargement avec des démonstrations en 3D temps réel.

Surfit
Surfit est un logiciel libre et gratuit permettant d'interpoler des surfaces 3D à partir de points connus. Les sources de données peuvent être diverses : points, contours 2D ou 3D, surfaces.

KartoMNT
Cet outil permet de générer des Modèles Numériques de Terrain (MNT) à partir de simples cartes numérisées. KartoMNT propose aussi des outils de visualisation et de manipulation des MNT créés.
http://kartomnt.free.fr/pages_fr/index.html

Relief Map Viewer
Cet outil en ligne permet de produire une vue en relief à partir de n'importe quel point du globe.
http://barankahyaoglu.com/map/

Aerialod
Aerialod est un logiciel de rendu graphique gratuit qui permet de faire ressortir des reliefs ou des volumes sur une carte. On trouve de nombreux tutoriels sur Internet, tel celui proposé par Geotribu ou celui de Christophe Lebas. Un bon exemple des possibilités offertes par Aerialod est celui des cartes de pics de densités de population élaborées par Alasdair Rae. 
http://ephtracy.github.io/index.html?page=aerialod

Blender 
Blender est un logiciel libre de modélisation, d’animation par ordinateur et de rendu en 3D. Ce logiciel permet d’obtenir (avec le travail et le savoir-faire) des résultats professionnels. Il est également utilisable pour un usage amateur, de nombreux tutoriels sont disponibles sur Internet.

Rayshader
Rayshader est un package open source créé par Tyler Morgan-Wall. Il permet de produire des visualisations de données 2D et 3D avec R. À certains égards, il est plus simple que Blender si vous avez de l'expérience avec R, mais peut aussi être assez complexe.
Touch Mapper
Cette application en ligne permet de générer des cartes en relief à imprimer en 3D pour les malvoyants ou pour d'autres usages. Possibilité d'export gratuit au format STL (fenêtre d'export un peu limitée cependant). L'application en open source utilise OSM. Elle est disponible en code source ouvert sur Github.

Terrain2STL
Terrain2STL fournit également des représentations 3D, mais à partir de fonds Google Maps. Possibilités plus importantes de paramétrage. 
http://jthatch.com/Terrain2STL/

Google Earth Studio
Earth Studio permet de créer des animations à l'aide des images 3D et des images satellites de Google Earth.
https://www.google.com/earth/studio/

Cadmapper
Destiné au départ aux architectes et urbanistes, Cadmapper transforme les données d'OpenStreetMap, de la NASA ou de l'USGS en fichiers de CAO. L'application est gratuite pour des zones inférieures à 1 km2 (inscription sur le site au préalable). Plus de 200 plans de villes à télécharger au format DXF.

CloudCompare
CloudCompare est un logiciel open source d'édition et de traitement de nuages de points 3D qui permet d'éditer des données Lidar (voir ce tutoriel).

Street GL
Streets GL est un moteur de rendu de cartes 3D en temps réel conçu pour visualiser les données OpenStreetMap. Voir les informations sur Github.
https://streets.gl/
 
Treetop 
Treetop est une application sous R qui permet d'extraire les informations sur les forêts à partir de  données Lidar, en particulier la hauteur de la canopée, l'uniformité et la répartition spatiale des arbres.

Cartographie 3D dans QGIS
Le logiciel QGIS permet de travailler avec des images 3D en utilisant des modèles numériques de terrain. Un tutoriel permet de se familiariser avec les nouvelles fonctionnalités 3D de QGIS à partir de la version 3.0. Le plugin Open Topography DEM permet d'ajouter automatiquement un MNT depuis le site OpenTopgraphy.org. Le plugin GlobeBuilder permet de réaliser facilement un globe 3D.
http://opengislab.com/blog/2018/3/20/3d-dem-visualization-in-qgis-30
http://www.lutraconsulting.co.uk/blog/2018/03/01/working-with-qgis-3d-part-1/

Cartographie Web 3D 
Un article du site Makina Corpus expose les possibilités techniques en logiciels libres pour faire de la vraie cartographie 3D.
http://makina-corpus.com/blog/metier/2019/carte-web-3d

Shademap
L'application web Shademap permet de simuler l'ombre des bâtiments à tout moment de la journée et en tout lieu. Possibilité d'importer un fichier gpx ou kml et d'exporter au format geotiff.
https://shademap.app/

Giro3D
Giro3D est une bibliothèque de visualisation 3D pour les navigateurs web, écrite en javascript et WebGL. Giro3D est basé sur THREE.js , tirant parti de toute la puissance de l'un des meilleurs moteurs 3D pour le web. Giro3D prend également en charge les formats tuilés typiques des SIG ainsi que les primitives et les concepts géographiques.
https://gitlab.com/giro3d/giro3d


 Modèles numériques de terrain ou d'élévation (MNT - MNE)

Un Modèle Numérique de Terrain (Digital Terrain Model) se rapporte à l'élévation du terrain lui-même. Le MNT ne prend pas en compte la hauteur des bâtiments ni celles des arbres. Un Modèle Numérique d'Élévation (Digital Elevation Model) prend en compte le relief, mais aussi ce qu'on appelle la "canopée" (sommets des arbres) ou encore le sur-sol (élévation des bâtiments). Par défaut les images aériennes ou satellites débouchent sur la production d'un MNE issu de la photo-interprétation. Il faut des traitements plus poussés pour en extraire un MNT.

GTOPO30
Modèle numérique d'élévation construit sur une grille de 30 secondes d'arc (approximativement 1 km). Publié en 1996, ce modèle a été construit pendant 3 années à partir de données vecteurs et rasters, issues de différents services américains (Digital Chart of the World, USGS Digital Elevation Models, Army Map Service Maps, International Map of the World). Il couvre l'ensemble de la surface terrestre. Il a été supplanté par le SRTM3 qui a une meilleure précision.

SRTM3
Modèle numérique d'élévation fourni par la NASA et la NIMA. Issu de la Shuttle Radar Topography Mission (SRTM), ce modèle d'élévation a été produit en 11 jours par la navette Endeavour en février 2000. Il est construit sur trois grilles différentes : une de 30 secondes d'arc (SRTM30), une autre de 3 secondes d'arc (SRTM3) et enfin la dernière d'1 seconde (SRTM1 seulement pour les Etats-Unis). Le SRTM3 possède une précision de 90m au sol, mais il n'a pas une extension complète en latitude (zone comprise approximativement entre 60° Nord et 56°Sud) et en altitude (zones de fortes pentes non fiables).

SRTM30 Plus
En 2008, le SRTM30 a été enrichi avec les données GTOPO30 et avec des données bathymétriques à partir d'une grille d'une minute d'arc entre 81° Nord et Sud, de manière à restituer la profondeur des océans. Ce modèle est téléchargeable sous forme de fichiers SRTMHGT compressés à une résolution d'une seconde d'arc (3601x3601 pixels) en projection latitude / longitude (EPSG: 4326), à partir de serveurs de la NASA.

SRTM15
OpenTopography a sorti un nouveau jeu de données bathymétriques et topographiques mondiales SRTM15 + V2.1, ayant un intervalle spatial de 15 secondes d'arc (environ 500 x 500 m de pixels à l'équateur).

ASTER GDEM
Il s'agit du modèle numérique d'élévation produit en 2009 par les Etats-Unis et le Japon à partir du satellite ASTER. Ce MNE couvre l'ensemble de la surface de la Terre et possède une meilleure résolution (précision 30m au sol) que le SRTM3. Le METI (Ministère de l'industrie et du commerce japonais) et la NASA reconnaissent cependant que la version 1 de l'ASTER GDEM constitue encore un modèle expérimental plutôt réservé à la recherche. C'est une  donnée brute, qui a le mérite d'exister en l'absence d'autres, mais l'apparente précision des 30m est trompeuse. On observe de nombreuses anomalies résiduelles avec des artefacts allant de 1/2 m à plus de 100m comme le montre cette comparaison. De nouvelles améliorations ont été apportées en 2019 avec la sortie de la version 3 d'ASTER GDEM.
 
NASA DEM
Un nouveau modèle numérique d'élévation (DEM) été publié par la NASA en février 2020. Ce modèle global résulte d'un retraitement des données du SRTM dans le but d'en améliorer la précision et de compléter les données d'élévation manquantes.
http://cartonumerique.blogspot.com/2020/03/NASADEM.html 
 
COPERNICUS DEM 
Ce nouveau modèle numérique de surface représente la surface de la Terre, y compris les bâtiments, les infrastructures et la végétation. Le DEM Copernicus est fourni dans 3 instances différentes nommées EEA-10, GLO-30 et GLO-90. Les instances DEM Copernicus ont une étendue géographique variable (européenne et mondiale) et plusieurs formats (INSPIRE, DGED, DTED).

DeltaDTM
DeltaDTM est un modèle numérique de terrain (MNT) côtier disponible dans le domaine public, avec une résolution spatiale horizontale de 1 seconde d'arc (∼30 m) et une erreur absolue moyenne verticale (MAE) de 0,45 m à l'échelle mondiale. DeltaDTM corrige le modèle CopernicusDEM avec les données lidar issues des missions ICESat-2 et GEDI (voir le détail dans cet article). Il peut s'avérer une ressource précieuse pour la modélisation de l'impact des inondations côtières et pour d'autres applications.
 
FABDEM 
FABDEM (Forest And Buildings disabled Copernicus DEM) est une cartographie globale qui supprime les biais de hauteur des bâtiments et des arbres du modèle numérique d'élévation (DEM) Copernicus GLO-30 (voir ce billet de présentation). Les données sont disponibles selon une grille de 1 seconde d'arc (environ 30 m à l'équateur) pour l'ensemble du globe. Les données FABDEM sont sous licence Creative Commons "CC BY-NC-SA 4.0". L'utilisation commerciale n'est pas autorisée.
https://data.bris.ac.uk/data/dataset/25wfy0f9ukoge2gs7a5mqpq2j7

GEBCO
General Bathymetric Chart of the Oceans (GEBCO) fournit un ensemble de données bathymétriques à l'échelle de la Terre. Le modèle numérique de terrain global pour l'océan et la terre est construit selon une grille à intervalles de 15 secondes d'arc. 
 
PaleoDEM
Le projet PALEOMAP de Christopher Scortese (2003–2013) a permis de reconstituer la paléotopographie et la paléobathymétrie de la Terre depuis 540 millions d'années. Les données des modèles numériques d'élévation sont disponibles par intervalle de 5 millions d'années.

Images Lidar de l'IGN
Le projet Lidar HD de l'IGN vise à numériser la France entière en 3D d'ici 2025 (lire ce billet). Des données Lidar sont d'ores et déjà disponibles en téléchargement pour certains départements, ces données sont publiées au fur et à mesure sur le site de l'IGN.
https://geoservices.ign.fr/lidarhd

Modèle Lidar 3D et archéologie
Des images Lidar pour rendre visible l'invisible. L'exemple de l'archéologie (lire ce billet).

MNT des pays européens
Un passionné de géomatique en Autriche a compilé des modèles numériques de terrain pour tous les pays européens.
https://sonny.4lima.de/

MNT et images Lidar du Royaume-Uni
La plateforme du Département britannique de l'Environnement (DEFRA) fournit des images Lidar à 1m de résolution sur l'ensemble du territoire du Royaume-Uni.
 
MNT de l'Italie
Modèle numérique de terrain de l'Italie, résolution 10 mètres, en accès libre, gratuit et sans inscription.

OpenTopography
OpenTopography donne accès à des données topographiques ouvertes sur les Etats-Unis (MNT, données lidar...)
 

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