swissbuildings 3D Version 1.0

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1 Département fédéral de la défense, de la protection de la population et des sports DDPS armasuisse swissbuildings 3D Version 1.0 Les bâtiments de la Suisse en 3D simplifiés Corps de bâtiments (extrait du port du Rhin à Bâle) avec modèle numérique de terrain (MNT25) et carte-pixel (CP25) en arrière-plan Information de produit Septembre 2010 sbuil1.0 f 09/2010

2 Table des matières 1 swissbuildings 3D Brève description Contenu des données Qualité Domaine d utilisation Mise à jour Acquisition et renseignements Description Modèle de données Périmètre Données techniques Production Catalogue des objets Attributs /09 2 / 10

3 1 swissbuildings 3D 1.1 Brève description swissbuildings 3D 1.0 est un jeu de données de bâtiments en 3D couvrant la Suisse et la Principauté du Liechtenstein (FL) et convenant pour un large éventail de modélisations et de visualisations. Ce jeu de données a été généré à partir des éléments de base de VECTOR25 que sont les contours des bâtiments et les surfaces boisées. Les hauteurs des bâtiments et leurs altitudes sont déduites du modèle numérique de surface (MNS), respectivement du modèle numérique de terrain de la mensuration officielle qui en est dérivé (MNT-MO). La hauteur (Height) a été calculée pour chaque bâtiment défini par son contour, sur la base des points correspondants du balayage laser. swissbuildings 3D décrit les volumes des bâtiments sans les formes de leurs toits et correspond à un modèle urbain en 3D simple. La représentation des modèles urbains en 3D s effectue selon des degrés de spécification différents. La norme CityGML* en prévoit cinq différents (Levels of Detail, LOD), fondés les uns sur les aut res. swissbuildings 3D correspond au niveau LOD 1, soit celui d un modèle urbain simple pour lequel les géométries des bâtiments sont décrites par des corps extrudés de forme prismatique (cubes). Les formes des toits ne sont pas prises en compte. * 1.2 Contenu des données swissbuildings 3D se compose d une seule couche thématique : Couc he thématique Batiments Description Volume des bâtiments (sans les formes de leurs toits) 1.3 Qualité swissbuildings 3D correspond à l état de saisie des contours des bâtiments de VECTOR25 sur une base cartographique. Ils se fondent en effet sur la carte nationale au 1:25'000, tant pour le contenu que pour la géométrie. La généralisation cartographique permet de regrouper des bâtiments, de simplifier leur forme et/ou de les retirer de la représentation. En conséquence, le nombre des bâtiments de swissbuildings 3D (environ 1,8 million) ne correspond pas à leur nombre effectif en réalité. Les jeux de données de base utilisés sont issus de campagnes de saisie différentes : le MNS et le MNT-MO datent de la période tandis que les contours des bâtiments de VECTOR25 ont été saisis entre 1994 et Ainsi, des écarts de 10 ans au plus sont possibles entre données associées et conditionnent le niveau d homogénéité de swissbuildings 3D. Cet état de fait affecte le nombre de bâtiments et dans une moindre mesure les hauteurs attribuées aux bâtiments. Aucune hauteur n a pu être associée à un faible nombre de contours de bâtiments (0,23%) situés au-delà de 2000 mètres d altitude par manque d informations altimétriques adaptées. Le MNS et le MNT-MO ne sont pas disponibles ici ou ne le sont que très partiellement. 1.4 Domaine d utilisation swissbuildings 3D peut servir à des applications très diverses : base de conception et de visualisation pour des architectes (projets de construction, concours d architecture), des urbanistes (développement des agglomérations, aménagement urbain), des ingénieurs en environnement, etc. ; modélisation de la propagation du bruit, de nuisances sonores ou de mesures de protection antibruit ; analyses de visibilité ou d atténuation, calcul de la propagation de rayonnements électromagnétiques, etc. ; base dans les domaines de l écologie ou de la climatologie urbaine ou support d analyses et de représentations de bâtiments d ampleur régionale et nationale. 2010/09 3 / 10

4 1.5 Mise à jour Les données ne sont pas mises à jour. 1.6 Acquisition et renseignements Le jeu de données peut être commandé en ligne sur notre site Internet (toposhop). Un calcul interactif du prix peut y être réalisé directement. Nous avons besoin des informations suivantes pour une commande ordinaire : périmètre (rectangle, numéro des feuilles de la carte nationale concernées, unités administratives) format système de référence adresse de livraison et de facturation genre de livraison (CD/DVD ou téléchargement) but de l utilisation type de licence (licence privée, licence commerciale, licence pour école) Le délai de livraison est de l ordre de 1 à 2 semaines pour une commande sur CD/DVD. Dans le cas de téléchargements, les jeux de données commandés sont disponibles immédiatement. Divers jeux de données modèles sont disponibles sur notre site Internet dans l optique de tests. swisstopo accepte volontiers des demandes reçues par téléphone ou via courrier électronique et peut vous adresser des devis personnalisés. Des informations concernant les types de licences disponibles figurent sur le site Internet de swisstopo (Rubrique swisstopo > Bases légales > Licences). Commande : Renseignements : swisstopo Office fédéral de topographie Seftigenstrasse 264, case postale CH-3084 Wabern Téléphone Téléfax Courriel geodata@swisstopo.ch Site Internet : /09 4 / 10

5 2 Description 2.1 Modèle de données swissbuildings 3D se compose de la couche thématique «Bâtiments». A chacun des objets de cette couche sont associés six attributs standard (pour les détails, cf. catalogue des objets, 4.1) : Attribut Description V25OBJECTID Identifiant (numérotation en continu) V25OBJECTORIGIN Identifiant d origine des contours de bâtiments dans VECTOR25 V25OBJECTVAL Désignation de la provenance des contours de bâtiments V25YEAROFCHANGE Année de saisie du contour de bâtiment (année du vol) [0000] MINDTM Altitude du contour de bâtiment en mètres [0.1] HEIGHT Hauteur du bâtiment en mètres [0.1] Géométrie et topologie swissbuildings 3D est disponible au choix sous forme de Multipatch 3D ou de polygone 2,5D avec l attribut Height. Les volumes des bâtiments constituent des géométries fermées. Aucun recoupement n existe entre bâtiments. Les cours intérieures sont prises en compte. 2.2 Périmètre swissbuildings 3D couvre intégralement le territoire de la Suisse et de la Principauté du Liechtenstein (FL). 2.3 Données techniques Précision La précision du produit est conditionnée d une part par la qualité des données de base (VECTOR25, MNS et MNT-MO) et d autre part par la méthode utilisée pour déterminer les hauteurs des bâtiments (Height). Précision planimétrique : La précision planimétrique des contours de bâtiments utilisés, issus de VECTOR25, dépend en premier lieu de la qualité de la carte nationale sous-jacente au 1:25'000 et en second lieu de la généralisation cartographique. La précision de saisie de VECTOR25 est comprise dans une bande de tolérance de 3 à 8 m. Les écarts imputables à la généralisation peuvent atteindre 18 m voire plus dans des cas particuliers. Pour la production de swissbuildings 3D, une tolérance maximale de 18 m a été adoptée pour l écart latéral des contours de bâtiments généralisés. Altitude des contours et hauteurs des bâtiments (MinDTM et Height) : Des indications altimétriques déterminées à partir du MNT-MO et du MNS ont été associées comme attributs aux contours des bâtiments de VECTOR25. Si la précision de ces indications altimétriques est tributaire de celle des modèles de terrain (±1,5 m - 1σ), la précision altimétrique de swissbuildings 3D dépend dans une bien plus large mesure de la méthode de détermination utilisée. Au total, 1'818'896 bâtiments ont été traités. Altitude des contours (MinDTM) : L altitude absolue des bâtiments a été calculée comme valeur minimale du MNT-MO pour la surface des contours des bâtiments. Ces derniers, dans le cas notamment d arêtes de terrain, peuvent présenter des altitudes trop faibles mais jamais trop élevées. Le domaine de valeurs de MinDtm (arrondi au mètre) s étend de 193 m (lac Majeur) à 4634 m d altitude (Pointe Dufour). 2010/09 5 / 10

6 Hauteurs des bâtiments (Height) : La hauteur des bâtiments a été déduite des points du MNS issus des données laser, situés dans un périmètre incluant le contour du bâtiment concerné et une zone tampon de 18 m pour la généralisation. Les points altimétriques non désirés d arbres proches (forêt) ont été très largement éliminés (cf , Production). Des états de saisie différents de VECTOR25 et/ou du MNS, les saisies primaires de parties du MNS et la technologie laser utilisée dans ce cadre, la méthode employée pour l extraction de même que des lacunes de faible extension dans les données peuvent influer sur le calcul d une hauteur moyenne de bâtiment pertinente (Height) voire l empêcher totalement. Une analyse de vraisemblance des hauteurs de bâtiments réalisée au moyen d échantillons stratifiés a fourni la répartition suivante : o 79% des hauteurs de bâtiments sont plausibles o o 14% des hauteurs de bâtiments ont été surévaluées (valeur calculée trop élevée) 7% des hauteurs de bâtiments ont été sous-évaluées (valeur calculée trop basse) Pour 0,61% des bâtiments (11'129), aucune hauteur n a pu être déterminée. On en retrouve notamment un nombre élevé dans le Val Bavona bâtiments (0,23%) sans hauteur associée se trouvent dans des zones où l altitude dépasse 2000 m. A compter de cette altitude, le MNS et le MNT-MO ne sont plus disponibles ou ne le sont plus que partiellement. 6'321 bâtiments présentent une hauteur (Height) inférieure à 2 m. Bâtiments élevés : 27% des bâtiments dont la hauteur (Height) dépasse 69 m possèdent des hauteurs plausibles. Les bâtiments très élevés se voient associer des hauteurs trop basses en raison de la généralisation des contours et de la méthode utilisée. La hauteur d un faible nombre de bâtiments situés sur les rives du lac de Vogorno a été surévaluée Conditions de cohérence Forme du bâtiment Le modèle pour swissbuildings 3D se compose d un jeu de données de polygones enrichi d attributs. Les polygones des bâtiments proviennent de VECTOR25 et englobent les bâtiments moins les cours intérieures. Les polygones de VECTOR25 sont disponibles en deux dimensions (polygones plans) et ont déjà fait l objet d un contrôle de leur structure polygonale fermée au niveau des données de base. Topologie swissbuildings 3D se compose de polygones de bâtiments fermés complétés par un attribut supplémentaire pour la hauteur du bâtiment. Dans l espace, swissbuildings 3D présente des corps de bâtiments fermés, limités par des surfaces planes (planchers et plafonds) et définis comme des corps extrudés. L altitude absolue des contours de bâtiments est toujours inférieure ou égale à celle des points altimétriques correspondants du MNT-MO. Dans l espace, les bâtiments sont «posés» sur le MNT-MO ou «s enfoncent» par rapport à lui. Indépendance vis-à-vis du découpage en feuilles Les données de swissbuildings 3D sont gérées indépendamment du découpage en feuilles. Tous les bâtiments sont intégralement situés sur le territoire de la Suisse et de la Principauté du Liechtenstein Formats et volumes de données Le jeu de données comprend environ 1,8 million de bâtiments (1' ). Le produit est disponible dans quatre formats de sortie standard. Le format natif (c.-à-d. celui dans lequel les données ont été produites) est le format ESRI Geodatabase. Le contenu des fichiers livrés change légèrement selon le format retenu : 2010/09 6 / 10

7 Fichier Geodatabase ESRI Une base de géodonnées (Geodatabase) est créée avec des éléments (Features) de type MultiPatch. Ces éléments présentent une géométrie tridimensionnelle. Fichier Shape ESRI (2D) Un fichier Shape comprenant tous les éléments (Features) est créé. Le fichier Shape se compose de polygones 2.5D dotés de l attribut Height. DXF (Version 12) CityGML Système de référence swissbuildings 3D est disponible en CH1903 MN03/NF02 et en CH1903+ MN95/NF02. Pour des applications spéciales, des informations détaillées sur les systèmes de référence sont disponibles sur le site Internet de swisstopo (à la rubrique Thèmes > Mensuration / Géodésie > Systèmes de référence) 3 Production swissbuildings 3D a été généré automatiquement dans le respect d une méthode homogène. Les bâtiments se fondent sur des jeux de données déjà existants de swisstopo : les contours de bâtiments de VECTOR25, le modèle numérique de surface MNS (points laser) et le modèle numérique de terrain MNT-MO. 1. Sélection des contours de bâtiments Pour swissbuildings 3D, les contours des bâtiments ont été sélectionnés dans le jeu de données de VECTOR25 pour le périmètre de la Suisse et de la Principauté du Liechtenstein. Les contours dotés des attributs (OBJECTVAL) suivants ont été sélectionnés : o Z_Gasthof Auberge isolée o Z_Gebaeude Maison o Z_Huette Cabane o Z_Kirche Eglise o Z_Kuehlturm Tour de refroidissement o Z_Lagertank Réservoirs (hydrocarbures, gaz) o Z_Perron Marquises, halls de quai o Z_Schiessstand Stand de tir o Z_Schloss Château o Z_Station Station / arrêt des transports publics o Z_Treibhaus Serre Les contours de VECTOR25 dotés des attributs suivants n ont pas été pris en compte : o Z_Innenhof Cour intérieure o Z_WBecken Station d épuration des eaux Les contours de bâtiments sélectionnés sont généralisés et peuvent présenter un décalage latéral par rapport à leur position effective (cf. aussi 2.3). Un contour de bâtiment peut englober plusieurs bâtiments. 2. Altitude des contours (MinDTM) : Les altitudes des contours des bâtiments ont été déduites des données tramées du MNT-MO. A cette fin, les lignes de contour des bâtiments issus de VECTOR25 ont été densifiées de telle manière que l écart entre points d appui (sommets) ne dépasse pas 2 m. Les altitudes de ces points d appui ont été calculées à l aide d une interpolation bilinéaire dans le MNT-MO et l altitude minimale (MinDTM) a été définie pour chaque bâtiment. Cette méthode garantit que l altitude des contours ne dépasse jamais la cote du terrain (MNT-MO). 2010/09 7 / 10

8 3. Hauteur des bâtiments (Height) : Une zone tampon de 18 m a été définie autour des contours de bâtiments de VECTOR25 (Fig. 1). Cette valeur de 18 m correspond dans la grande majorité des cas à l écart maximal en position observé entre les contours de bâtiments de VECTOR25 et la réalité sur le terrain (tolérance de généralisation). La hauteur d un bâtiment (Height) a alors été obtenue par la différence entre la médiane de toutes les valeurs altimétriques (points laser du MNS) relevées dans la zone tampon et l altitude correspondante du contour de bâtiment concerné (MinDTM). Si des points laser du MNS classés comme faisant partie de la forêt étaient compris dans la zone tampon, les valeurs altimétriques associées n ont pas été prises en compte. 18 m 18 m Fig. 1. Définition du domaine du MNS servant à extraire les hauteurs de bâtiments - Contour de bâtiment de VECTOR25 avec zone tampon de 18 m Rouge Noir = Contour du bâtiment dans VECTOR25 (généralisé) = Position du bâtiment sans généralisation = Points de balayage laser du MNS L intégration de points laser du MNS inclus dans une zone tampon de 18 m conduit dans certains cas particuliers à ce que des bâtiments situés en bordure d arêtes rocheuses, d arêtes de terrain ou de ravines se voient affecter des hauteurs bien trop élevées (Fig. 2). Si l on tient compte de la zone tampon dans de tels cas, des altitudes divergeant fortement de l altitude effective du bâtiment et purement fondées sur la topographie sont alors intégrées au calcul. Fig. 2. Calcul dans le cas de bâtiments situés sur des versants pentus Rouge = Contour du bâtiment de VECTOR25 (généralisé) Noir = Position du bâtiment sans généralisation = Points de balayage laser 18m 18m L attribut Height, hauteur de l ouvrage au-dessus du sol, est déduit de la médiane des points du MNS pris en compte (Fig. 3). Hauteur du bâtiment Height (9,4) Médiane du MNS MinDTM Fig. 3. La hauteur du bâtiment est égale à la différence entre la médiane des points du MNS et MinDTM = Points de balayage laser 2010/09 8 / 10

9 Informations sur swissbuildings 3D - Version Catalogue des objets 4.1 Attributs Tous les objets de swissbuildings 3D intègrent les six attributs répertoriés ci-dessous. Attribut V25OBJECTVAL Type de données : String (liste de sélection) Type de bâtiment Domaine de valeurs : Valeurs possibles Z_Gasthof Z_Gebaeude Z_Huette Z_Kirche Z_Kuehlturm Z_Lagertank Z_Perron Z_Schiessstand Z_Schloss Z_Station Z_Treibhaus Description Auberge isolée Maison Cabane Eglise Tour de refroidissement Réservoirs (hydrocarbures, gaz) Marquises, halls de quai Stand de tir Château Station / arrêt des transports publics Serre Attribut V25OBJECTID Type de données : Integer (4 octets) 2010/09 Clé d identification univoque et stable 9 / 10

10 Attribut V25OBJECTORIGIN Type de données : Domaine de valeurs : String (liste de sélection) Provenance des données. Lorsqu une modification portant sur la géométrie ou un attribut a été réalisée, l attribut est également actualisé. La base des données de la dernière modification de l objet est utilisée comme valeur. Valeurs possibles LK25 GN25 Description Carte nationale 1:25'000 Mise à jour complète de la carte nationale 1:25'000 Attribut V25YEAROFCHANGE Type de données : Integer (ex. 1994) Année de mise à jour de l objet Attribut MINDTM Type de données : Float (ex. : 451,6) Altitude du contour du bâtiment arrondie à 0,1m près Attribut HEIGHT Type de données : Float (ex.: 11,4) Hauteur du bâtiment en mètres, arrondie à 0,1m près 2010/09 10 / 10