Gain d'intelligence grâce à des jumeaux numériques géospatiaux

Auteur: Adina R. Gillespie est vice-présidente Initiatives stratégiques en relation avec les solutions de contenu géospatial, dans la division Geosystems d'Hexagon

Que ce soit dans le journal du soir ou le marketing immobilier, les environnements virtuels 3D semblent être partout. Nous sommes maintenant habitués à survoler virtuellement chaque partie du monde ou à parcourir une pièce après l'autre dans le concept architectural d'une habitation qui n'a pas encore été construite. Souvent appelées jumeaux numériques, ces scènes virtuelles 3D nous fournissent des aperçus sur les conditions existantes et les impacts de futurs scénarios.

Dans presque tous les cas, ces jumeaux numériques sont rendus possibles grâce à l'intégration judicieuse de technologies de détection et de l'intelligence artificielle (IA). Les capteurs aéroportés peuvent aujourd'hui effectuer une collecte économique et rapide de données d'imagerie et d'élévation très détaillées et précises qui sont les composantes clés d'environnements 3D générés. Les algorithmes d'IA et d'apprentissage automatique sont en mesure d'extraire une variété d'informations d'objet pour transformer ces jeux de données géospatiales en jumeaux numériques immersifs prêts pour la visualisation, la modélisation et la simulation.

Les jumeaux numériques sont souvent associés à des applications de ville intelligente se servant de l'univers virtuel pour analyser le monde réel et déterminer comment des changements peuvent rendre les zones urbaines plus accueillantes, plus accessibles et plus durables. C'est le prix et l'accessibilité de capteurs collectant des données géospatiales 3D qui assureront cependant la généralisation des jumeaux numériques. Les villes ne sont pas les seules à pouvoir se les procurer. Les jeux de données et packs de modélisation et de simulation exploitant les données 3D sont aussi à la portée du secteur privé, qui peut les utiliser de façon productive à des fins commerciales.

Les jumeaux numériques peuvent aider tout le monde à prendre des décisions éclairées. Ils présentent de nombreux avantages, mais les plus importants sont indubitablement ceux qui sont liés à la modélisation et à la simulation de l'avenir pour révéler les impacts des changements suggérés par rapport aux conditions actuelles. Ci-après sont exposés quatre scénarios qui peuvent aider à planifier le futur en examinant les risques de différentes options.

ANALYSE DE DÉCONGESTIONNEMENT

Comme nos villes deviennent de plus en plus denses et peuplées, l'interruption de la circulation peut avoir un effet domino sur l'activité commerciale : les personnes arrivent trop tard au travail, manquent des rendez-vous et les livraisons de produits sont retardées. Dans un exemple réel, les planificateurs ont utilisé des modèles de trafic pour simuler les itinéraires de camion et identifier les bifurcations trop serrées pour de grands véhicules. Cette information disponible à l'avance évite un risque de blocage des camions et donc du trafic.

Les urbanistes et ingénieurs de la circulation peuvent utiliser des données du monde réel pour concevoir des trajets alternatifs pour les grands véhicules utilitaires, afin de réduire l'interruption du trafic. De leur côté, les sociétés de transport peuvent utiliser la même simulation de jumeau numérique pour former leurs conducteurs à la circulation dans les centres-villes engorgés de certaines métropoles qu'ils doivent servir et réduire les émissions des véhicules.

PLANIFICATION DE LA CONSTRUCTION DE HAUTS BÂTIMENTS

Face à l'expansion de la population dans les centres-villes, les hauts bâtiments et appartements en copropriété prennent de l'ampleur là où les nouveaux sites de construction sont limités. Dans un projet de construction, un développeur a utilisé des modèles numériques pour montrer aux investisseurs potentiels comment la nouvelle structure apparaît dans le paysage urbain. La simulation de différentes hauteurs de bâtiment permet à l'investisseur de déterminer l'impact du nombre d'étages sur la qualité de vie.

Le même jumeau numérique contenant des rendus 3D réalistes de bâtiments situés dans le voisinage de la construction projetée, peut être utilisé par les autorités locales pour déterminer l'impact de la nouvelle structure sur la vue depuis les appartements à proximité, sur les conditions de stationnement ou sur la chaleur absorbée par la façade en cas de rayonnement solaire. L'utilisation de jumeaux numériques pour simuler la réalité de nouveaux projets de construction illustre d'une manière inédite leurs conséquences négatives et positives pour les personnes et l'environnement. Au fur à mesure que cette technologie se généralise, nous pouvons nous attendre à des décisions de planification plus éclairées et plus efficaces.

CARTOGRAPHIE ACOUSTIQUE D'UN CENTRE-VILLE

Une cartographie acoustique réaliste est peut- être l'ultime illustration de l'impact majeur des jumeaux numériques sur les décisions. Dans une simulation, le bruit d'un tramway urbain a été modélisé et représenté sous forme de bulle de volume. Chaque couche de la bulle reproduit les émissions sonores en décibels. Lorsque le tramway parcourt le modèle urbain, la bulle de bruit le suit, indiquant avec précision où et dans quelle mesure chaque niveau sonore affecte les bâtiments d'habitation, bureaux et restaurants.

Les locataires ou acheteurs potentiels de nouveaux domiciles pourront utiliser cette information d'avance pour déterminer si leur nouvelle résidence sera exposée à un bruit désagréable à chaque passage de tramway. Dans le cadre d'un projet de ligne de tramway, les planificateurs du transport urbain peuvent utiliser la même simulation pour identifier les meilleurs itinéraires afin de réduire l'impact sonore ou pour planifier des murs insonorisant protégeant les logements, hôpitaux et écoles contre la pollution sonore.

PLANIFICATION D'ÉVÉNEMENTS

Les jumeaux numériques précis pour les événements permettent aux organisateurs de savoir combien de personnes un site peut accueillir, afin de prévoir les ventes de billets et demander l'autorisation nécessaire. Pour optimiser les déplacements des participants et les rendre sûrs, les organisateurs peuvent modéliser d'avance le lieu en créant différentes configurations pour l'emplacement optimal de la scène, des stands de restauration, des postes de premiers secours et des toilettes.

Ce qui est plus important encore, c'est que les agents de la sécurité publique peuvent examiner les plans, simuler des urgences à différents endroits sur le lieu même de l'événement ou à côté, et concevoir les entrées et les sorties les plus sûres en cas d'incident. Une cartographie précise des rues, allées et zones piétonnes permet de planifier l'accès de véhicules de secours et une évacuation rapide des participants.

La technologie IA aide à analyser et à traiter de grands volumes de données rapidement, en améliorant la vitesse et la précision d'analyse des données pour accélérer et optimiser les prises de décisions dans le secteur géospatial.