Titre original :

Le rôle des solutions open source, des cartes de base interactives et participatives et de l'intelligence artificielle dans le développement de l'infrastructure de données spatiales : vers une transformation numérique et une gestion efficace de la ville intelligente

Titre traduit :

The role of open source solutions, crowdsourced, interactive basemaps and artificial intelligence in spatial data infrastructure development : towards digital transformation and efficient management of Smart City

Mots-clés en français :
  • Modélisation des données de la ville

  • Villes intelligentes
  • Systèmes d'information géographique
  • Infrastructures de données géographiques
  • Crowdsourcing
  • Logiciels libres
  • Systèmes d'aide à la décision
  • Intelligence artificielle
  • Modélisation des données du bâtiment
  • Modélisation tridimensionnelle
  • Déchets -- Gestion intégrée
Mots-clés en anglais :
  • 3D City Model
  • Digital transformation
  • Smart City
  • Digital Twins
  • LSDI
  • CIM

  • Langue : Anglais
  • Discipline : Génie civil
  • Identifiant : 2021LILUN027
  • Type de thèse : Doctorat
  • Date de soutenance : 17-12-2021

Résumé en langue originale

Les gouvernements s’investissent de plus en plus dans le développement de techniques et de systèmes d'aide à la décision. Le système de management des données spatiales est l’un des meilleurs supports afin d’améliorer les prises de décisions. La variation des sources, des techniques et des outils nécessaires pour la collecte, le traitement, l'interrogation et la visualisation des données spatiales pourrait entraîner des problèmes d'interopérabilité. Cette thèse étudie la revue de la littérature et explore les travaux liés à l'infrastructure de données spatiales SDI. Elle définit ensuite le problème du développement de SDI sur les Fonds de carte de base open source et de crowdsourcing, de cartes interactives et d'intelligence artificielle pour permettre des systèmes et des outils d'aide à la décision. Ces informations s’avèrent bénéfiques dans l’évolution des connaissances sur la transformation numérique, la gestion et le développement de la ville intelligente. La transformation numérique joue un rôle important dans le développement durable. Le recueil de données spatiales est l'un des principaux piliers de la transformation numérique. Celui-ci favoriserait le concept de ville intelligente et fournirait un soutien pour la gestion et le développement des installations. Pour une infrastructure de données spatiales fiable, plusieurs modèles doivent être intégrés. Le SIG du système d'information géospatiale est le modèle principal pour initier le SDI. Le SIG capture le monde réel pour soutenir la reconstruction du modèle de ville 3D et des jumeaux numériques de la ville. Cette thèse présente les principales notations de ces concepts, les outils, des modèles et des applications. Elle développe également le rôle de Open Source, des fonds de carte Crowdsourced et de l'intelligence artificielle dans le développement de des données spatiales. Vers la transformation numérique et la gestion efficace de la ville intelligente, le modèle de ville 3D 3DCM est essentiel pour l'urbanisme pour permettre le concept de modélisation de l'information de la ville CIM, qui met en œuvre la modélisation des informations du bâtiment BIM à l'échelle de la ville. 3DCM est la virtualisation du monde réel.De plus, c'est l'un des outils du “Cloud and Spatio-Temporal Computing for Digital Twins of Smart City”. La géomatique joue un rôle important dans le processus de construction du 3DCM. Cependant, la numérisation des villes et des zones urbaines présente certaines limites des ensembles de données de télédétection. Par conséquent, le VGI de géo-information volontaire et l’ensemble des données spatiales fournis par la carte de base d'OSM sont largement utilisés pour reconstruire le 3DCM. Cette thèse présente le concept de CIM, Geo-BIM, ainsi que la cartographie participative et collaborative sur OSM. La carte topographique fournit l'empreinte du bâtiment associée à diverses informations, telles que la hauteur et la géométrie utiles à l’extraction 3D du bâtiment. La thèse fournit par la suite un modèle de ville 3D avec un niveau de détail particulier. un large éventail d'applications est alors mobilisé ainsi que des exemples de cas d'utilisation à différentes étapes de vie des actifs urbains et de l'environnement physique bâti, tout en comblant le fossé entre l'industrie géospatiale et l'industrie de la construction. La mise en place d'une infrastructure nationale d'information géographique est au cœur de la politique du gouvernement électronique libyen. Ce projet contribue directement au développement durable. Il fournit un géoportail centralisé pour gérer, partager et développer des données spatiales dans un environnement très sécurisé. Cette thèse présente l'infrastructure de données spatiales en Libye. Elle aborde principalement les problèmes de partage des données spatiales entre différentes institutions.

Résumé traduit

Governments are increasingly investing in the development of decision-making support systems. The spatial data management system is one of the reliable support systems to enhance decision-making. The variation of sources, techniques, and tools required for spatial data collection, processing, query, and visualization, could lead to interoperability challenges. This thesis investigates the literature review and explores works related to spatial data infrastructure.The thesis defines the problem statement of developing SDIs based on open-source, crowdsourced base maps, interactive maps, and Artificial Intelligence to enable decision-making support systems and tools, beneficial for digital transformation and efficient management and development of the smart city. Digital transformation plays a significant role in sustainable development. Spatial data infrastructure is one of the leading digital transformation pillars. It could enable the concept of smart cities and provide support for facility management and development. For a reliable spatial data infrastructure, several models have to be integrated. The Geospatial Information System is the primary model to initiate Spatial Data Infrastructure. Geospatial Information System captures the real world to support the reconstruction of the 3DCM and City Digital Twins. This thesis presents the principal notations of the concepts, tools, models, and applications related to the role of open source solutions, crowdsourced base maps, and artificial intelligence in spatial data infrastructure development. towards digital transformation and efficient management of the smart city, The 3DCM is essential for Urban Planning to enable the concept of City Information Modeling, which is implementing BIMat the city scale. 3DCM is the Virtualization of the real world that provides a digital representation of the city's physical and built environment.Moreover, it integrates the Cloud and Spatio-Temporal Computing tools for Digital Twins of Smart City. Geomatics plays a significant role in the process of building the 3DCM. However, there are some limitations of remotely sensed datasets in the digitalization of cities and urban areas. Therefore, the Volunteered Geo-Information and spatial datasets provided by the base map of OpenStreetMap, for example, are widely employed to reconstruct the 3DCM. This thesis presents the concept of City Information Modeling, Geo-BIM, and how participatory and collaborative mapping on OSMcould provide an important volume of spatial datasets. The topographic map provides the building's footprint associated with various attributes about heights and geometric information to extrude the 3D of the building. Thence provides a 3DCM with a particular Level of Detail. The CIMsupports a wide range of applications and uses cases during the whole life cycle of urban assets and the physical built environment in the cities. It bridges the gap between the Geospatial and Architecture, Engineering and Construction Industry.Establishing a national infrastructure for geographic information is at the heart of the Libya E-Gouvernement policy. This project contributes directly to sustainable development. It provides a centralized geoportal to manage, share and develop spatial data in a very secured environment. This thesis presents the Libya Spatial Data Infrastructure. It is mainly addressing issues of sharing spatial data between different institutions.

  • Directeur(s) de thèse : Lafhaj, Zoubeir - Yim, Pascal
  • Président de jury : Iordanova, Ivanka
  • Membre(s) de jury : Bu Hamdan, Samer - Wirbel - Ducoulombier, Laure
  • Rapporteur(s) : Benamara, Abdelmajid - Ammar, Amine
  • Laboratoire : Laboratoire de mécanique de Lille, multiphysique multiéchelle
  • École doctorale : École doctorale Sciences de l’ingénierie et des systèmes (Lille)

AUTEUR

  • Al Furjani, Abdurahman Musbah
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Confidentiel jusqu'au 17/12/2026