Nous vivons actuellement une révolution numérique où le métier traditionnel de cartographe s’est digitalisé. De ce fait, les cartes géospatiales 3D sont aujourd’hui indispensables dans de nombreux secteurs émergents tels que les villes connectées (smart city), les véhicules autonomes et l’intelligence économique…

Qu’est-ce qu’un jumeau numérique ?

Un jumeau numérique est tout simplement une représentation virtuelle d’un objet plus ou moins complexe. L’intérêt principal est de pouvoir étudier ce dernier et surtout d’y allier l’intelligence artificielle et apprentissage profond afin de créer des simulations numériques.

Dans l’ère du big data, et avec la disponibilité d’énormes volumes de données de télédétection et grâce à de nouveaux outils technologiques, la production automatique de données géospatiales 3D à grande échelle est désormais possible. Afin de garantir la qualité optimale, cette transition numérique nécessite quelques interventions manuelles.

C’est avec ces nouvelles technologies adaptées à l’imagerie 3D que le programme AI4GEO vise à développer une solution complète pour produire automatiquement des produits 3D à grande échelle avec un objectif final d’un jumeau numérique mondial.

Les jumeaux numériques et la ville

La fusion de plusieurs sources de donnée, c’est là tout l’enjeu du cartographe :

• Réussir à rassembler les données que l’on dispose pour arriver à une précision jamais atteinte avec l’aide précieuse d’algorithmes
• Apprentissage profond (deep learning)

En combinant ces sources d’informations supplémentaires, il y a une opportunité à l’avenir d’étendre la participation de ces jumeaux numériques à un grand nombre de services tels que les villes intelligentes. Un niveau de détail qui est étudié de près pour permettre de classer la cartographie des bâtiments et infrastructures en plusieurs niveaux de détails (LOD).

La recherche au service de l’intelligence artificielle

AI4GEO est un programme de recherche et développement visant à automatiser la production de données en temps réel géographiques 2D et 3D. Il est mené par un consortium collaboratif et productif de partenaires académiques (CNES, IGN, ONERA) et industriels (CS Group, AIRBUS Defense and Space, CLS, GEOSAT, QUANTCUBE) tous experts de l’Information Géospatiale.

Le projet de recherche consiste à développer les fondations permettant la production automatisée de cartes 3D digitales qualifiées de très haute résolution et de leurs couches d’information additionnelles. Grace à cette solide étude, une nouvelle plateforme d’analyse de données conçue pour accéder, manipuler, traiter et visualiser à l’échelle tout type de produits géospatiaux est mise en place.

De plus, avec l’aide des avancées sur l’imagerie, l’IA et les technologies Big Data ainsi que d’une base de données sans précédent, ce projet collaboratif bénéficiera de tous les atouts pour atteindre ses objectifs.

Smart Cities, transport autonome et intelligence économique

AI4GEO met tout en œuvre pour garantir l’excellence et la continuité numérique de son action, ainsi que de collaborer sur des sujets d’avenir et comme les villes intelligentes, l’environnement, les voitures autonomes, les plateformes digitales ou encore l’intelligence économique. Pour autant, cette liste pourrait être étendue à l’avenir sur d’autres thématiques comme :

• L’agriculture
• La robotique
• Le machine-learning
• L’internet des objets (Iot)
• La réalité virtuelle, etc

Cartes 3D automatiques

Le projet, d’une durée de quatre ans, vise à produire automatiquement des cartes 3D à très haute résolution et à l’échelle mondiale. La transformation numérique est en route, un modèle complexe a été développé et déployé dans la plateforme au cours des deux premières années.

Cette première version a pour objectif, en couplant le modèle numérique de surface et des images satellites, l’extraction de données sur des bâtiments ainsi que les premières reconstructions 3D. Nos algorithmes reposent principalement sur l’apprentissage profond supervisé. Deux logiciels sont développés (Labelcooker et Autolabel) pour permettre d’accroître la productivité de l’étiquetage des objets numérisés, toujours dans le but d’améliorer la précision du jumeau numérique au maximum

Pour conclure au cours de sa deuxième année, le consortium AI4GEO a progressé 

1. Création d’un jumeau numérique mondial
2. Optimisation des performances
3. La généralisation à un large éventail de villes et de régions dans le monde
4. Classification multirésolution
5. Reconstruction de maillage 3D
6. Automatisation du modèle complexe de traitement
7. Une grande évolutivité pour faire face à l’objectif d’échelle mondiale