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Dans notre post de la semaine dernière nous vous présentions l’ensemble des fonctions d’analyse exploratoire disponibles dans ArcGIS Pro et l’outil « lignes visées » (« Line of sight » dans la version anglaise du logiciel). Cette semaine nous vous présentons l’outil « champ de vision » (« Viewshed ») et une exploration 3D à partir d’un fichier de points. Le but étant de montrer les capacités de ces 2 outils soit de manière directe (outil « champ de vision ») ou par le chargement d’un fichier d’éléments préétablis.

 

L’outil champ de vision (Viewshed)

 

L’outil permet de paramétrer uniquement pour l’observateur (Les termes ci-dessous entre parenthèses sont les variables exprimées en anglais dans la capture d’écran) :

  • Le point de vue d’origine :
    • L’azimut (Heading), soit l’orientation de la vision de l’observateur (par défaut 0). Si l’observateur regarde vers l’Est, l’azimut sera de 45°.
    • L’inclinaison (Tilt), soit la position verticale du regard. Elle est fixée à 0, soit une vision horizontale. Si l’observateur regarde vers le haut, la valeur sera de 90°.
    • Le décalage (Offset), soit la hauteur de vision de l’observateur. Elle est établie à 2m par défaut. Le point d’observation que vous créez sur la scène est placé 2m au-dessus du clic.
  • Les angles du champ de vision (Viewshed Angles) :
    • L’angle horizontal du champ (Horizontal), soit la largeur de cet angle. La valeur à 60° correspond à une référence de base modifiable.
    • L’angle vertical (Vertical), soit la hauteur du champ. La valeur par défaut à 45 indique un angle de vue à 45° pour la hauteur du champ de vision.
  • La distance du champ de vision (Viewshed Distance) :
    • La plage minimale (Minimum) : les points d’observation étant plus proches de la plage minimale sont hors plage du champ de vision.

La plage maximale (Maximum) : les obstructions situées hors de cette plage seront considérées comme hors champ.

 

Figure 1- Paramètres de création de l’outil

 

Cinq méthodes de création sont proposées pour l’outil champ de vision (Figure 2) :

 

Figure 2- Les 5 méthodes de création

 

 

  • Par un placement interactif (Interactive Placement)

 

Figure 3- Outil de placement interactif

 

  • Par une orientation interactive du champ de vision (Interactive Orientation)

    Figure 4- Outil d’orientation interactive

     

     

  • Par un champ de vision définit par la position actuelle d’une caméra (à considérer comme un objet de type drone ou hélicoptère – survol statique d’une scène)

    Figure 5- Outil de vision depuis une caméra

 

  • En fonction d’un tracé (Along a Line). La création des points d’observateur s’effectue le long d’une couche de lignes.

 

Figure 6 – Outil le long d’une ligne

 

  • Depuis une couche géographique (From Layer) de type points uniquement.

 

Figure 7 – Outil depuis une couche géographique

 

 

Quelques exemples dans l’utilisation de l’outil « Champ de vision »

 

Les paragraphes suivants illustrent les 4 méthodes différentes décrites plus haut :

  • Par placement interactif
  • Depuis un point de vision « survolant »
  • Une série d’observateurs le long d’une ligne
  • Une exploration en 3D à partir d’une fichier de points

Le placement interactif (avec ancrage sur l’angle de l’immeuble)

 

Le point de vision est défini en fonction des variables de hauteur, de largeur et d’angles. Ensuite, nous plaçons le point sur un angle de bâtiment. Le positionnement du point se fait en utilisant les fonctions d’accrochage (Snapping) disponibles dans le menu Edition (Edit) d’ ArcGIS Pro.

 

Figure 8 – Outils d’accrochage disponibles

 

Sur la vue générale, nous créons un point de vision dans l’angle du bâtiment. Les variables citées précédemment produise le champ de vision que nous observons ci-dessous (Zones colorées en violet et vert).

Figure 9 – Placement interactif – Vue générale

 

En zoomant sur cette partie de la scène, nous voyons que le champ de vision créé peut-être modifié par une interaction directe à la souris. Les points bleutés marquent les ancrages des variables de verticalité et de hauteur du champ de vision, ainsi que l’altitude du point de vision. Ces ancrages sont modulables en cliquant et en maintenant l’action. Nous observons aussi un axe triple composé de 3 flèches symbolisant les axes d’altitude, de hauteur et de verticalité (Figure 10).

Figure 10 – Vue sur l’objet créé

 

En laissant, l’objet en l’état, nous voyons un champ de vision composé de 2 couleurs distinctes. Le vert correspond à l’espace visible depuis le point, le violet à l’interruption du champ par les obstacles (ici les bâtiments de la scène).

Le placement interactif propose donc à priori un positionnement figé du champ de vision. Si vous souhaitez un positionnement dynamique immédiatement, nous vous conseillons d’utiliser la deuxième méthode de création, l’orientation interactive.

 

Depuis d’un point de vision (caméra)

 

Le placement de la caméra peut se situer selon une hauteur (altitude différente) en fonction de nos besoins d’exploration et finalement de vision de la scène.

 

Figure 11 – Vision depuis une caméra

 

Les 1, 2 et 3 signalent les points d’accrochage du champ de vision pour en réduire ou augmenter soit la largeur et/ou la hauteur.

Sur cet autre exemple, le point d’observation est placé différemment (Figure 12). Nous vous laissons apprécier le jeu sur les variables du champ de vision pour l’optimiser en fonction de l’attente finale.

 

Figure 12 – Vision depuis une caméra – 2e exemple

 

A partir du positionnement de cette caméra, nous avons retravaillé l’altitude et l’angle horizontal du champ de vision. Sur ce dernier point, la modification de l’angle vertical est envisageable.  Les quatre figures suivantes (Figures 13 à 16) illustrent ces modifications.

D’abord, nous travaillons sur la modification de l’altitude du point de vision :

 

Figure 13 – Jeu sur l’altitude de la caméra

 

Figure 14 – Jeu sur l’altitude de la caméra – réduction

 

Ensuite, nous travaillons sur la modification de la largeur du point de vision :

 

Figure 15 – Jeu sur le champ de vision de la caméra – Agrandissement

 

Figure 16- Jeu sur le champ de vision de la caméra – Réduction

 

Une série d’observateurs sur la longueur d’une ligne

 

Nous vous proposons cet exemple représentant le champ de vision au sol suivant une voie (ici une ligne).

Les angles de vision ont été définis comme indiqué dans la figure suivante.

 

Figure 17- Paramétrages des angles de vision

 

Les 3 observateurs (pour rappel nous ne pouvons dépasser 4 éléments « observant ») sont répartis à distance régulière. Le point de vision est aussi paramétrable selon que l’on veut observer devant, derrière, ou à proximité d’une entité (Figure 18).

 

Figure 18 – Orientation de l’observateur

 

Et nous vous invitons à noter que l’ensemble du travail se réalise à partir de la sélection d’une ligne en deux ou trois dimensions (Figure 19).

Figure 19 – Sélection de la ligne 3D

 

In fine, nous vous montrons une vue globale du travail dans ArcGIS Pro (Figure 20)

 

Figure 20 – Méthode de création « le long d’une ligne » – vue globale

Exploration 3D à partir d’un fichier de points

 

Nous vous présentons de manière plus détaillée l’utilisation de la création de champ de vision depuis une couche géographique de points.

Figure 21 – Champs de vision conçus depuis un point

 

Pour cibler la couche, nous optons pour une couche de points présente dans le projet ArcGIS Pro. Ici, nous sélectionnons la couche « Vidéo protection Flon ».

 

Figure 22 – Sélection de la couche de points

 

Le fichier de points correspond à un exemple construit pour cet article. Il s’appuie sur des critères techniques des caméras de vidéosurveillance renseignés sur un site de vidéo protection.

 

La table de données est structurée ainsi :

 

Figure 23 – Structure de la table du fichier de points

 

Les caméras sont réparties ainsi dans le projet cartographique :

 

Figure 24 – Répartition des points « caméras »

 

Le calcul et l’analyse de la couche des objets s’appuient sur les critères renseignés dans les champs de la table. Un paramétrage des champs affiné est proposé (Figures 25 et 26).

 

Figure 25 – Variables de création

 

Figure 26 – Sélection des champs de la table

 

 

Le résultat des traitements est le suivant :

 

Figure 27 – Résultat de l’analyse

 

Après cette analyse, le dispositif est à ajuster en fonction des espaces hors couverture en utilisant les outils présentés précédemment dans l’article.

Ce que nous pouvons en retenir

 

Nous venons de voir l’ensemble des possibilités de l’outil « champ de vision » ou « viewshed », suivant l’utilisation d’une version française ou anglaise de ArcGIS Pro. Cet outil est aussi riche en termes de fonctionnalités accessibles directement dans l’interface du projet ArcGIS Pro.

La prise en main est aisée. Cependant une pratique certaine des logiciels SIG est requise pour une utilisation avancée et optimale de l’outil. Les méthodes de création ont chacune leur pertinence mais nous privilégierons l’orientation interactive et depuis une couche de points existante (From layer) comme étant les fonctions les plus utiles.

La semaine prochaine, nous verrons un scénario d’application des 2 outils (ligne de visée et champ de vision).

 

Références et liens utiles

Conception de la table de données sur les caméras

https://www.camerasurveillance.net/blog/post/15-angle-de-vue-et-champ-de-vision-d-une-camera-videosurveillance

ESRI

Champ de vision : https://youtu.be/0F2_RthCc2w

Notions sur les champs de vision interactifs : https://pro.arcgis.com/fr/pro-app/help/mapping/exploratory-analysis/interactive-viewshed-basics.htm