Thème Bâtiments Version 1 des spécifications

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1 Thème Bâtiments Version 1 des spécifications
Séminaire INSPIRE Janvier 2010

2 Plan de la présentation
L’équipe Méthodologie générale Données existantes Cas d’utilisation Besoin utilisateurs Normes existantes Approche de modélisation Prochaines étapes

3 L’équipe TWG BU

4 L‘équipe TWG BU Barlow Simon (Royaume-Uni) Bergström Eddie (Suède)
Ferencz Zsuzsanna (Hongrie) Gröger Gerhard (Allemagne) Johansson Karl-Gustav (Suède) editeur Kooij Franck (Pays-Bas) Laurent Dominique (France) facilitateur Mortier Frédéric (Belgique) Skeljbo Karen (Danemark) Taucer Fabio (JRC) Velasco Amalia (Espagne) Wysocka Ewa (Pologne) Gaffuri Julien point de contact JRC JRC: Joint Research Centre (Direction of the European Commission); in charge of coordinating TWGs work. Most TWG BU members come from data producer side. Gerhard Gröger comes from education and research (involved in CityGML) Fabio Taucer represents the user side.

5 Réunion de démarrage – Paris – 10 et 11 Juin 2010
L‘équipe TWG BU Réunion de démarrage – Paris – 10 et 11 Juin 2010

6 Méthodologie générale

7 Spécification de données
Processus général Contrainte Données existantes Motivation Cas d’utilisation Besoins utilisateurs Spécification de données INSPIRE TWG Support Normes Bonnes pratiques

8 Composants de l’harmonisation des données
At the beginning of its work, DT DS has defined components of data harmonisation (basis for the Generic Conceptual Model) Composants identifiés par la DT DS (Drafting Team Data Specification)

9 Extrait de la check-list :
Proposée par DT DS Adaptée par TWG BU Check-list is based on the data harmonisation components (one line by component) Note: a similar check-list has been used to collect user requirements

10 Processus pour le TWG BU
Collecter l’information sur les données existantes (avec la check-list) Identifier les cas d’utilisation génériques Trouver des exemples concrets de cas d’utilisation Enquête lancée par le Centre Commun de Recherche Propositions des membres du TWG BU Collecter les besoins utilisateurs (avec la check-list) Etudier les normes relatives aux bâtiments Proposer une première version du modèle de données pour les bâtiments

11 Données existantes

12 Sources d’information
Enquête menée par le groupe de travail CadastreINSPIREd! information générale sur toute l’Europe Check-lists: Pays représentés dans le TWG BU Documents de référence : Norvège Membres du WG sur CadastreINSPIREd! Information détaillée sur 17pays WG : Working Group

13 Sources d’information
Au niveau national Vue topographique Vue cadastrale Au niveau local Manque d’infos générales Existence de données 3D At national level, there may be Topographical and/or cadastral view on Buildings. In some countries, there is also a statistical view on buildings information détaillée disponible

14 Problème des données raster
Recherches par le TWG BU  La plupart des pays ont des projets de vectorisation NOTE: less than 100% vector data may come from Data not available at all Data available only as raster data Les spécifications INSPIRE sont seulement pour les données vecteur Information de l’enquête CadastreINSPIREd (problème des données raster surtout pour les données cadastrales)

15 Cas d’utilisation

16 Cas d’utilisation Recensement - Statistiques
Sécurité – gestion des risques Expansion urbaine Environnement Services publics TWG BU has identified 4 main high level use cases: Safety – risk management Urban expansion (spatial planning) Environment Utility and Governmental Services (Infrastructures) TWG BU has also identified 2 transversal high level use cases Census – Statistics Communication – Public awareness Communication – Information / sensibilisation du public

17 Sécurité – gestion des risques
Problèmes à résoudre Sécurité – gestion des risques Expansion urbaine Environnement Services publics Bruit Énergie (solaire, émission de CO2) Qualité de l’air Sols Bâtiments protégés Lumière / visibilité Eau Risques naturels : inondations, feu, tempêtes, tremblements de terre, avalanches, … Activités humaines: transport, industrie, … Etalement des grandes villes Mitage de l’espace rural / littoral Développement durable

18 Utilisation des données
Recensement - Statistique Recensement Unités urbaines Statistiques environnementales Rapport Sécurité – gestion des risques Expansion urbaine Environnement Services publics Comprendre (besoins de transport, …) Décider (lieu d’un nouveau service …) Gérer Comprendre : identifier les aires urbaines Planifier : cartes d’usage du sol Mettre en oeuvre : permis de construire Comprendre, identifier Aide à la décision (régulation, …) Rapport Bâti victime du risque Bâti source du risque Bâti ressource pour le risque NOTE 1: for statistics, it may be report to EEA or Eurostat  main use case for TWG BU NOTE 2: collaborative web has been investigated according 2 ways: - Specifications of initiatives such as OpenStreetMap (user requirements from citizens who are also expected beneficiaries of INSPIRE) - Possibility to use within INSPIRE information coming from crowd-sourcing (e.g. trend within NMCAs to include VGI : Volunteer Geographic Information) Cartes de risque Cartes de ville Cartes thématiques / touristiques Maquettes 3D Web collaboratif Communication – Information / sensibilisation du public

19 ≈ 65 check-lists collectées
Exemples concrets Collection of check-lists: Based on the concrete examples From JRC survey From TWG BU members proposals Main principle : talk with users in order to learn and understand their requirements Check-lists mainly filled by contacting user(s) Physical meeting Phone interview User fills check-list himself + help of Reference Material when appropriate NOTE : the classification into categories may be arbitrary as some concrete examples address several high level use cases (or because description of context not detailed enough) ≈ 65 check-lists collectées

20 Exemples concrets Examples of contacted users: - European stakeholders
-Organisms (JRC, EUROCONTROL for air traffic) projects or initiatives (e.g. GMES project GeoLand for Urban atlas, EU-FP 7 SafeLand project for lanslide) Other INSPIRE TWG (protected sites, industrial productions) National organisms Statistical institutes Research Ministries Local governments Utility managers (electricity /sun exposure, gaz, telecommunications, …) Cross-boundary initiative (Netherlands –Germany)

21 Exemples concrets Exemples: Directive Inondations Directive Bruit
Directive Qualité de l’Air Directive performances énergétiques des bâtiments Conférences Climat Directive Sols … Note: In case of European Directive, TWG BU may have several check-lists, e.g. One at European level: generic Other at national level (practical implementation)

22 Besoins utilisateurs les plus fréquents

23 Influence du bâti sur un phénomène physique
Modèle de propagation Données topographiques (dont bâtiments) Données sur le phénomène physique Emprise du phénomène physique Exemples: inondation, bruit, pollution de l’air, lumière Données requises : tous les bâtiments localisation des bâtiments dans l’espace comme solides (données 3D data) comme polygone + hauteur (données 2D)

24 Influence du bâti sur un phénomène physique
The propagation of air pollution depends on buildings, for instance high buildings may generate the « canyon street effect » (the air pollution will stay very near the street) Influence des bâtiments sur la propagation de la pollution de l’air

25 Influence d’un phénomène physique sur les bâtiments
Données sur les bâtiments Vulnérabilité ou capacité du bâtiment Analyse Données sur le phénomène physique Exemples: inondation, incendie, tremblement de terre, bruit, … : vulnérabilité au risque ou à la pollution exposition au soleil : capacité de recevoir des panneaux solaires Date of construction and/or renovation enables a reasonable guess of construction type and materials (e.g. if construction standard X was valid or not at that time) Données requises : Directement, architecture du bâtiment (matériaux, …) Indirectement, date de construction et/ou de rénovation

26 Définition des aires urbaines et artificialisées
Données sur les bâtiments Aires urbaines ou artificialisées Agrégation Ortho-image Exemples: planification urbaine, unités urbaines (statistiques), généralisation cartographique Examples: buildings are used as source data to derive urban parts of land cover and/or current land use maps. Données requises : tous les bâtiments localisation des bâtiments et autres constructions (données 2D) usage des bâtiments

27 Définition des aires urbaines et artificialisées
Urban atlas (GMES) Carte d’usage du sol Généralisation cartographique

28 Transfert de données statistiques
Données sur les bâtiments Localisation de données statistiques sur les bâtiments Données statistiques sur la zone d’intérêt Données statistiques sur unités statistiques Exemples : les zones d’intérêt peuvent être zones de risque (zone inondable, zone autour d’un site SEVESO, …) zone de pollution de l’air, de bruit, de chaleur zone autour d’un arrêt de transport public Cas d’utilisation essentiel INSPIRE : estimation de l’exposition au risque ou à la pollution

29 Transfert de données statistiques exemple (1/2)
SU Bâtiments SU Zone d’intérêt Données statistiques sur unités statistiques

30 Transfert de données statistiques exemple (1/2)
Localisation des données statistiques sur les bâtiments au prorata Nombre d’occupants (Bâti X) = Nombre d’habitants (SU) x Volume (Bâti X) Volume de tous les bâtis sur SU Sélection du bâti résidentiel SU SU The example is given with number of inhabitants. It may of cause be used with more detailed information such as number of inhabitants with characteristic X (age, gender, …) This example enables to compute people in the area of interest when people are at home. To assess number of people in activity buildings, other means are used: Apply average density (e.g. 4 person/ 100 m2 in office) Link with other information systems to find number of people in public services Agrégation sur la zone d’intérêt

31 Transfert de données statistiques
Données requises : surtout les bâtiments abritant des activités humaines usage du bâtiment (résidentiel, industriel, commercial, …) volume du bâtiment directement (par l’attribut volume) indirectement : géométrie (polygone) hauteur ou nombre d’étages

32 Cartographie thématique
Données sur les bâtiments Cartes papier ou électroniques Cartographie Autre données Exemples généraux: cartes de risque - cartes de qualité de l’air - cartes de bruit - … Données requises : Localisation des bâtiments (2D)

33 Cartographie de voyage
Autres exemples: cartes touristiques, plans de ville cartes marines (bâti comme point de repère) cartes d’obstacles pour le trafic aérien Données requises : Bâtiments particuliers (ex : constructions élevées) Caractéristiques (surtout aspect physique) Altitude du bâtiment Nom du bâtiment

34 Constructions et bâtiments particuliers (exemples)
Examples of specific buildings (lots of elevated constructions such as towers, pylons, lighthouses, windmotors, …) : landmarks in general and/or obstacles for air traffic Architectural interest (mosques, churches, chapels, castles, monuments, arena, …) Safety (bridge, bunker, open-air swimming pool for fire, phone booth, …)

35 Cartographie Cartes de zones inondables
Carte de bruit autour d’un aéroport Symboles pour les cartes marines électroniques Thermographie de toit (pertes de chaleur)

36 Données sur les bâtiments
Maquettes 3D Données sur les bâtiments Modélisation 3D Maquettes 3D Autres données Exemples: communication sur le risque Aide à la décision (e.g. projet d’un nouvel équipement) valorisation d’un territoire 3D models are often used both : With existing data With simulated / future data. 3D representation with the real world texture of roofs and facades are very appreciated because it helps user to understand better. Communication about risk: to communicate with citizens. A 3D representation is more effective than a 2D one for citizens. 3D models help people to get aware of risk and so to be more receptive to advices (e.g. improve construction, take care of alert messages) Help for decision making : Project of new infrastructure, new constructions or demolitions Simulation of planned land use Valorisation of a territory Tourism: specific buildings, recreational parks, … Economic: promote areas of activity Données requises : données 3D (solide)

37 Maquettes 3D Bâtiments en zone inondable
Simulation d’un projet de démolition Thermographie de façade Monument historique en 3D

38 Localisation d’autres données
Données localisées sur les bâtiments Information officielle Application Données non-localisées sur les bâtiments Exemples: registre cadastral  propriétaire(s) du bâtiment lien avec les permis de construire lien avec les sites SEVESO ou les sites protégés registres de services publics  lien avec les équipements Données requises : référence à d’autres systèmes d’information référence à des documents

39 Suivi de l’urbanisme Suivi Respect des règles d’urbanisme
Données sur les bâtiments Respect des règles d’urbanisme Suivi Autres données Exemples: vérifier la densité d’une zone urbaine vérifier le positionnement d’un bâtiment dans une parcelle Données requises : localisation précise des bâtiments surface officielle, volume officiel

40 Données cadastrales détaillées pour la gestion de l’urbanisme
Suivi de l’urbanisme Monitoring Données cadastrales détaillées pour la gestion de l’urbanisme

41 Normes existantes

42 Glossaires Normes ISO ou CEN
ISO 6707 (Building and Civil Engineering) : vocabulaire général ISO 9836 prEN Norme militaire DFDD (DGIWG Feature Data Dictionary ) Mesures (aire, volume) Some standards offer terms and definitions.

43 Extrait de la classification Eurostat
Classification Eurostat des constructions Inclut les bâtiments et ouvrages d’art Extrait de la classification Eurostat

44 Modèles de données Point de vue cadastral : LADM (Land Administration Domain Model), future norme ISO 19152 Point de vue 3D IFC (Industry Foundation Class): pour le processus de construction des bâtiments CityGML: pour la représentation 3D des villes (dont les bâtiments) CityGML est basé sur les concepts ISO et OGC CityGML candidat naturel pour les bâtis en 3D dans INSPIRE

45 Approche de modélisation

46 Guide pour extensions ou pour évolutions
Principes Prise en compte des besoins utilisateurs Afin d’assurer la faisabilité, un modèle flexible 3 profils: profile 1 normatif : données de base (2D) profile 2 non-normatif : toutes les données (2D) profile 3 non-normatif : toutes les données (3D) Listes de codes hiérarchiques et/ou extensibles Très peu d’attributs obligatoires Guide pour extensions ou pour évolutions There are 3 profiles of application schemas for theme Buildings: Profile 1 includes only the core data in 2D or 2,5D, required by many use cases and available by a significant number of data producers. It is the profile to be included in the Implementing Rule Profile 2 is an extension of profile 1; it is also about 2D or 2,5D data; it includes all (or almost all) user requirements even if related data is available only by few data providers. It has been used also to offer some flexibility to Member States when dealing with some cadastral data which are widely dependant on national regulations. Profile 3 is an application schema for 3D data, based both on CityGML and on the INSPIRE application schema profile 2. The semantics of INSPIRE has been brought into the geometric and topologic model of CityGML. TWG BU has selected from CityGML the level of detail with an accurate description of the exterior, i.e. the LoD3 because the description of openings (included in the LoD 3) is of interest for heat and noise propagation and for emergency rescue. Profiles 2 and 3 should be considered as an offer from TWG BU to the data providers who are willing to extend the INSPIRE specifications. They are also guidelines for data providers for evolution/extension of building data in the future.

47 Champ d’application du thème Bâtiments
Décision d’inclure les constructions telles que les ponts, les antennes, les cimetières, .. requises par au moins un des cas d’utilisation identifiés par le TWG BU qui ne sont pas (ou pas encore) contenues dans un autre thème INSPIRE Même si elles ne sont pas considérées comme des bâtiments au sens commun Definition (from Directive) Geographical location of buildings Description (from TWG BU) Considered as under scope of the theme Buildings are enclosed constructions above and/or underground which are intended or used for the shelter of humans, animals, things, the production of economic goods or the delivery of services and that refer to any structure permanently constructed or erected on its site. TWG BU has enlarged the scope of theme BU initially given by the DT DS in document D2.3 Description of Annex themes and scope. TWG BU a élargi le champ d’application du thème

48 Profil 1 Le champ d’application du thème Bâtiment a été élargi pour inclure la classe d’objets OtherConstruction

49 Liste des valeurs possibles pour la classe d’objets OtherConstruction
Profil 1 Liste des valeurs possibles pour la classe d’objets OtherConstruction

50 un Building peut être composé de BuildingParts
Profil 1 Les attributs communs aux Buildings et à OtherConstructions sont factorisés dans la classe d’objets AbstractConstruction There are very few mandatory attributes, e.g. for buildings: - geometry and inspireId Concept CityGML : un Building peut être composé de BuildingParts

51 Profil 1: localisation des bâtiments
La représentation multiple des bâtiments est autorisée Flexible model to represent buildings: Multiple representation allowed Ex : point and polygon ex: roof and footprint ProjectedGeometryValue : provisory code list. Some use cases require footprint, other use cases require/prefer roof AltitudeReferenceValue: may also depend on existing data and/or of use cases

52 Profil 1: temps Influence du temps dans le monde réel
Influence du temps dans le jeu de données

53 Profile 1: usage actuel Code list is hierarchical: Data provider with basic data may match with level 1 (residential / primary / secundary / tertiary) Data provider with richer data may map with more detailed levels Code list extensible. For instance, a data provider might extend 4.2 Trade by 4.2.1 retail trade 4.2.2 supermarkets 4.2.3 other Liste de valeurs possibles hiérarchique et extensible pour l’attribut usage actuel du bâtiment

54 Profile 1: bâtiments particuliers
Specific interest may be: Landmark (e.g. elevated constructions, religious buildings) Obstacles for air traffic (e.g. elevated constructions) architectural interest (castle, religious buildings) Safety resource :telephone booth, open-air swimming pool for fire, stadium for emergency shelters Source of risk or pollution : refinery, silo, nuclear reactor Specific interest mainly based on physical aspect of the building (but generally expressed as function). Provisory code list (no accurate definition) Extrait de la liste de codes

55 Profil 1: référence externe
Concept CityGML Définition: référence à un système d’information externe contenant n’importe quelle information reliée à la construction. Système d’information Information Registre cadastral Propriétaire Permis de construire Aspects physiques et temporels Bâtiments historiques Histoire, intérêt Equipements (santé, éducation) Service hébergé par ce bâtiment The information related to the owner is required by some use cases, such as the Soil Directive or the Energy Performance of Buildings Directive (EPBD). Data type ExternalReference is only provisory (e.g. in CityGML, there is link (URI) to the Information System. May be added in version 2.

56 Nouvelle classe d’objets
Profil 2 Nouveaux attributs Nouvelle classe d’objets BuildingUnit: subdivision d’un Building qui est homogène par rapport aux aspects légaux EXEMPLE : Un BuildingUnit peut être un appartement dans une copropriété, i.e. un lot dans la matrice cadastrale  BuildingUnit is a concept coming from LADM (Land Administration Domain Model) that is a future ISO standard for cadastral and land system data.

57 Profil 2: attributs de construction

58 Profil 2: information officielle
List of possible values for official area is coming from pr EN List of possible values for official volume is coming from ISO 9836 Attribute officialValue -may be useful for risk (assess the replacement cost required by use cases) - Provisory codelist for currency (only few examples provided currently).

59 Possibilité d’inclure de l’information géographique volontaire
Profil 2 Possibilité d’inclure de l’information géographique volontaire VGI : Volunteer Geographic Information Current trend is that public bodies envisage to use crowd-sourcing information to enrich reference data. Possibilité de lier des documents à un bâtiment, par exemple photo de façade ou de cour intérieure plan d’un étage

60 Boundary Representation
Profil 3 Pour la modélisation des bâtiments 3D dans INSPIRE Basé à la fois : Sur la sémantique définie par le TWG BU dans le profil 2 Sur le modèle général de CityGML: un bâtiment est représentés par ses limites (toit, mur, sol) Boundary Representation Bounding surfaces

61 CityGML Niveaux de détail
LOD 1 – Modèle de site ou de ville “boîtes à chaussures“ sans la forme des toits LOD 2 – Modèle de site ou de ville textures, formes de toits LOD 3 – Modèle de site ou de ville Modèle architectural détaillé LOD 4 – Modèle d’intérieur Modèle de navigation intérieure LoD choisi par INSPIRE LoD 3 includes description of openings (doors –windows) which is useful for safety (emergency intervention), noise, energy consumption, heat.

62 Profil 3 Basé sur le profil 2 d’INSPIRE
Basé sur le modèle de CityGML (LoD 3)

63 Prochaines étapes

64 Next steps Collecter de nouvelles check-lists
Eurostat Autres cas d’utilisation Nouvelle version du modèle Prendre en compte les commentaires de la revue interne Réviser le contenu Améliorer les listes de valeurs, ajouter des définitions Ajouter les chapitres manquants de la spécification de données Système de référence des coordonnées Métadonnées / qualité Diffusion des données Représentation cartographique Saisie des données Eurostat classification not yet taken into account by TWG BU because we are not aware of context and purpose of this classification. Might be done in v2 of INSPIRE data specification for BU.