Brevet FR2983997A1 — publié le 20130614

Arrière-plan de l'invention La présente invention se situe dans le domaine des réseaux de télécommunications. Elle vise plus particulièrement une méthode de générer la cartographie d'une zone géographique, cette cartographie pouvant être utilisée pour modéliser la propagation d'ondes électromagnétiques dans un environnement réel dans une zone géographique très étendue, par exemple à l'échelle d'un pays. Dans l'état actuel de la technique, on connait notamment : - des cartographies obtenues à partir de modèles tridimensionnels des obstacles. Ces procédés sont très précis. Mais ils sont très couteux et inenvisageables à grande échelle. Ils sont en outre inadaptés aux milieux hors agglomération urbaine ; - des cartographies obtenues à partir de modèles statistiques sur la hauteur des obstacles. Ces procédés ont le méritent d'être simples à mettre en oeuvre mais ne sont pas suffisamment précis. L'invention vise un procédé de génération d'une cartographie qui ne présente pas les inconvénients de ceux de l'état de la technique. Objet et résumé de l'invention Plus particulièrement, l'invention concerne un procédé de génération d'une cartographie d'une zone géographique, ce procédé comportant : - une étape d'obtention d'une image satellite fournissant des morphologies d'obstacles à certaines positions géographiques de la zone ; - une étape d'obtention de premières données d'altitude de sommets de ces obstacles par rapport au niveau de la mer ; - une étape d'obtention de deuxièmes données d'altitude du sol à ces positions géographiques par rapport au niveau de la mer ; - une étape de calcul de la hauteur de ces obstacles par différence entre les premières et deuxièmes données ; et - une étape de génération de la cartographie en associant, à chacune des positions géographiques, la morphologie de l'obstacle avec la hauteur de l'obstacle. Corrélativement, l'invention concerne un calculateur apte à générer une cartographie d'une zone géographique, ce calculateur comportant : - des moyens d'obtention d'une image satellite fournissant des morphologies d'obstacles à certaines positions géographiques de la zone ; 10 - des moyens d'obtention de premières données d'altitude de sommets de ces obstacles par rapport au niveau de la mer ; - des moyens d'obtention de deuxièmes données d'altitude du sol à ces positions géographiques par rapport au niveau de la mer ; - des moyens de calcul de la hauteur de ces obstacles par différence entre 15 les premières et deuxièmes données ; et - des moyens de génération de la cartographie en associant, à chacune des positions géographiques, la morphologie de l'obstacle avec la hauteur de l'obstacle. L'invention propose ainsi de générer une cartographie en utilisant 20 des informations de morphologie obtenues par analyse d'une image satellite, fusionnées avec des données sur la hauteur des obstacles, obtenues par exemple par des radars ou lasers embarqués dans des aéronefs. Le procédé de l'invention permet d'obtenir une cartographie de 25 bonne précision avec un effort de calcul extrêmement simplifié par rapport à ceux basés sur une modélisation tridimensionnelle des bâtiments. Il peut aussi être utilisé pour cartographier une zone géographique très étendue. Dans un mode particulier de réalisation, le procédé de génération 30 selon l'invention comporte une étape de correction de la morphologie d'un obstacle à partir de la hauteur de l'obstacle. Dans un mode particulier de réalisation, le procédé de génération d'une cartographie selon l'invention comporte : - une étape d'obtention de troisièmes données vectorielles représentatives 35 de la position géographique de certains obstacles ; et - une étape de correction de la cartographie en corrigeant au moins les morphologies et/ou les premières données et/ou les deuxièmes données à partir de ces troisièmes données à la position concernée. Dans un mode particulier de réalisation du procédé de génération d'une cartographie selon l'invention, la correction consiste à affecter, à un obstacle dont la morphologie est incompatible avec sa hauteur, une morphologie dominante compatible avec sa hauteur parmi les obstacles environnant cet obstacle. Selon un deuxième aspect, l'invention concerne un procédé de simulation de la propagation d'une onde électromagnétique dans une zone géographique. Ce procédé comporte : - une étape de génération d'une cartographie de ladite zone géographique selon un procédé de génération tel que mentionné ci-dessus; et - une étape de simulation de la propagation de l'onde en utilisant cette cartographie et des données d'altitude du sol par rapport au niveau de la mer en différents points géographiques de la zone. L'invention vise également l'utilisation d'une cartographie d'une zone géographique obtenue selon un procédé de génération tel que mentionné ci-dessus pour modéliser le trafic dans un réseau de 20 télécommunications. Dans un mode particulier de réalisation, les différentes étapes du procédé de génération sont déterminées par des instructions de programmes d'ordinateurs. En conséquence, l'invention vise aussi un programme d'ordinateur 25 sur un support d'informations, ce programme étant susceptible d'être mis en oeuvre par un ordinateur, ce programme comportant des instructions adaptées à la mise en oeuvre des étapes du procédé de génération tel que mentionné ci-dessus. Ce programme peut utiliser n'importe quel langage de 30 programmation, et être sous la forme de code source, code objet, ou de code intermédiaire entre code source et code objet, tel que dans une forme partiellement compilée, ou dans n'importe quelle autre forme souhaitable. L'invention vise aussi un support d'informations lisible par un 35 ordinateur, et comportant des instructions d'un programme d'ordinateur tel que mentionné ci-dessus. Le support d'informations peut être n'importe quelle entité ou dispositif capable de stocker le programme. Par exemple, le support peut comporter un moyen de stockage, tel qu'une ROM, par exemple un CD ROM ou une ROM de circuit microélectronique, ou encore un moyen d'enregistrement magnétique, par exemple une disquette (floppy disc) ou un disque dur. D'autre part, le support d'informations peut être un support transmissible tel qu'un signal électrique ou optique, qui peut être acheminé via un câble électrique ou optique, par radio ou par d'autres moyens. Le programme selon l'invention peut être en particulier téléchargé sur un réseau de type Internet. Alternativement, le support d'informations peut être un circuit intégré dans lequel le programme est incorporé, le circuit étant adapté pour exécuter ou pour être utilisé dans l'exécution du procédé en 15 question. Brève description des dessins D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront 20 de la description faite ci-dessous en référence aux dessins annexés qui en illustrent un exemple de réalisation dépourvu de tout caractère limitatif. Sur les figures : - la figure 1A représente une image satellite d'une zone géographique ; 25 - les figures 1B et 1C donnent des exemples de données utilisées dans l'invention pour la zone de la figure 1A ; la figure 2 représente sous forme d'organigramme les principales étapes d'un procédé de génération d'une cartographie conforme à un mode particulier de réalisation de l'invention ; 30 la figure 3 représente de façon schématique une structure de données qui définit, les classes de hauteur pouvant être affectées à un morphologie donnée ; et la figure 4 représente un calculateur conforme à un mode particulier de réalisation de l'invention. 35 2 983 99 7 5 Description détaillée de l'invention La figure 1A représente une image satellite d'une zone géographique. 5 La figure 1B représente des données vectorielles Vxy de certains obstacles de la figure 1A aux positions Pxy. La figure 1C représente, pour un immeuble des figures 1A et 1B : - des premières données DSMxyz d'altitude des obstacles aux positions Pxy, par rapport au niveau de la mer ; 10 - des deuxièmes données DTMxyz d'altitude du sol aux positions Pxy, par rapport au niveau de la mer. La figure 2 représente sous forme d'organigramme les principales étapes d'un procédé de génération d'une cartographie conforme à un mode particulier de réalisation de l'invention. Au cours d'une étape E10, on obtient l'image satellite de la figure 1A et on affecte des morphologies à certains obstacles de cette image. Par exemple, les morphologies correspondent à l'herbe, aux forêts, aux routes, aux milieux urbains, aux centres villes, aux centres commerciaux, aux immeubles et à la mer. On définit aussi une morphologie « libre » pour représenter des zones géographiques libres de toute morphologie au sol. A titre d'exemple, la région périphérique à la ville de Las Vegas qui ne comporte ni forêt ni végétation serait majoritairement qualifiée de « libre ». On retrouve aussi cette morphologie dans les villes lorsqu'il y a des surfaces ouvertes qui ne sont pas des corridors de transport, par exemple des zones de stationnement. Au cours d'une étape E20, on affecte, aux obstacles de morphologies précitées situés aux positions Pxyz, des données DSMxyz obtenues par radar représentatives de la hauteur des sommets de ces obstacles par rapport au niveau de la mer. Au cours d'une étape E30, on affecte, aux mêmes obstacles, des données DTMxyz également obtenues par radar représentatives de la hauteur du sol à cette position Pxyz par rapport au niveau de la mer. La méthode de mesure de l'élévation peut être effectuée par radars ou encore lasers. Ces mesures peuvent notamment être effectuées à partir d'avions, les radars embarqués sur des satellites n'offrant pas une résolution suffisante. A titre d'exemple, on peut utiliser des radars ou lasers offrant une précision dans l'axe des Z (vertical) de 2 mètres (ou mieux) et une précision de 5 mètres dans le plan horizontal (axe des X et Y). Dans un mode préféré de réalisation, on utilise une capture de l'élévation effectuée par la technique « IFSAR » ( « Inferometric synthetic aperture radar ») de la société Intermap ; les radars sont embarqués dans des avions. La résolution (distance entre les pixels) de l'information est typiquement de 10m ou mieux. Au cours d'une étape E40 ; on calcule la hauteur Hxy des obstacles par différence DSMxyz-DTMxyz. A l'issue de cette étape, l'invention permet de faire une première cartographie, en associant à chaque position Pxyz, une morphologie Mxy et une classe de hauteur. Par exemple : forêt de hauteur [15-20m]. Pour effectuer cette première cartographie on utilise par exemple le tableau C de la figure 3, qui donne pour chaque morphologie Mi, les classes de hauteur possibles. Au cours d'une étape E50, on obtient les données vectorielles Vxy de certains obstacles, aux positions Pxyz. Dans l'exemple décrit ici, les données vectorielles sont obtenues pour les routes. Dans le mode de réalisation décrit ici, le procédé de génération selon l'invention comporte une étape de correction de la morphologie d'un obstacle à partir de la hauteur de cet obstacle, sans prise en compte des données vectorielles. Par exemple un obstacle de morphologie « Herbe » de plus de 5 mètres, peut être requalifié en morphologie « Forêt ». Les corrections peuvent aussi tenir compte de la morphologie des obstacles environnant l'obstacle considéré. Plus précisément, le procédé selon l'invention peut comporter une étape de correction consistant à affecter, à un obstacle dont la morphologie est incompatible avec sa hauteur, une morphologie dominante compatible avec sa hauteur parmi les obstacles environnant cet obstacle. Par exemple, on peut requalifier les obstacles de morphologie « libre » de hauteur [10m-15m], avec la morphologie majoritaire des obstacles environnant de la même classe de hauteur [10m-15m] parmi les morphologies milieu urbain, centre ville, centre commercial et forêt. On corrige ainsi une erreur, la morphologie de type « libre » étant censée représentée une zone libre de toute structure ou végétation, ce qui est incompatible avec un hauteur de 10 à 15 mètres. Ce principe de substitution d'une morphologie permet de corriger des erreurs dans la morphologie initialement dérivée de sources statistiques dont la fiabilité n'est pas aussi bonne que celle de la donnée d'élévation. Exemple de correction prenant en compte les données vectorielles : Dans le mode de réalisation décrit ici, la morphologie d'un obstacle peut être requalifiée à partir de la classe de hauteur de cet obstacle et des données vectorielles de cet obstacle, sans prendre en compte la morphologie des obstacles environnants : par exemple, une information vectorielle identifiant une zone comme étant une autoroute (morphologie Route) sera utilisée de manière conjointe avec la hauteur de l'obstacle pour modéliser une route surélevée. Ainsi, on obtiendra une classe « Route 5-10m » pour une autoroute surélevée de 5 à 10m. Cette approche permet une modélisation très précise des ponts et des autoroutes surélevées. Dans le mode de réalisation décrit ici, la classe de hauteur d'un obstacle n'est pas modifié à partir de sa morphologie. La figure 4 représente un exemple de calculateur 10 conforme à l'invention. Ce calculateur comporte un processeur 11, une mémoire vioce de type RAM 12 et une mémoire morte de type ROM 13 comportant un programme d'ordinateur PG apte à mettre en oeuvre le procédé représenté sous forme d'organigramme à la figure 2. Il comporte également une base de données pour mémoriser les données Mxy, DSMxyz, DTMxyz, Hxy et C précédemment décrites. Le processeur 11, les mémoires 12 et 13 et le programme PG constituent notamment : - des moyens pour obtenir une image satellite fournissant les morphologies Mxy d'obstacles Oxy à certaines positions géographiques Pxy d'une zone géographique ; - des moyens d'obtention des premières données DSMxyz, deuxièmes données DTMxyz ; - des moyens de calcul de la hauteur Hxy d'obstacles Oxy ; et - des moyens de génération d'une cartographie aptes à associer, à des positions géographiques, la morphologie Mxy de l'obstacle avec la hauteur Hxy de l'obstacle. Dans le mode de réalisation décrit ici, la cartographie obtenue par le procédé de génération de la figure 2 est utilisée pour simuler la propagation d'une onde électromagnétique dans la zone géographique. Cette cartographie associe, comme il a déjà été détaillé ci-dessus, pour chaque obstacle de la zone, une morphologie à une hauteur ou classe de hauteur. Pour effectuer la simulation de propagation, il est bien entendu nécessaire de connaître également la hauteur des obstacles par rapport au sol. Pour cela, l'utilisateur utilise de données DTM d'altitude du sol par rapport au niveau de la mer en différents points géographiques de ladite zone, celles-ci pouvant être obtenues par radar. La cartographie peut aussi être utilisée pour modéliser le trafic dans un réseau de télécommunications installé dans la zone géographique.20 REVENDICATIONS1. Procédé de génération d'une cartographie d'une zone géographique, ce procédé comportant : - une étape d'obtention d'une image satellite fournissant des morphologies (Mxy) d'obstacles (Oxy) à certaines positions géographiques (Pxy) de ladite zone ; - une étape d'obtention de premières données (DSMxyz) d'altitude de sommets desdits obstacles (Oxy) par rapport au niveau de la mer ; 10 - une étape d'obtention de deuxièmes données (DTMxyz) d'altitude du sol auxdites positions géographiques (Pxy) par rapport au niveau de la mer ; - une étape de calcul de la hauteur (Hxy) desdits obstacles (Oxy) par différence entre lesdites premières et deuxième données ; et - une étape de génération de ladite cartographie en associant, à chacune 15 desdites positions géographiques, ladite morphologie (Mxy) de l'obstacle avec la hauteur (Hxy) de l'obstacle. 2 Procédé de génération d'une cartographie selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte une étape de correction de ladite 20 morphologie (Mxy) d'un obstacle (Oxy) à partir de la hauteur (Hxy) dudit obstacle (Oxy). 3 Procédé de génération d'une cartographie selon la revendication 1 ou 2 caractérisé en ce qu'il comporte : 25 - une étape d'obtention de troisièmes données vectorielles (Vxy) représentatives de la position géographique (Pxy) de certains desdits obstacles (Oxy) ; et - une étape de correction de ladite cartographie en corrigeant au moins lesdites morphologies (Mxy) et/ou lesdites premières données (DSMxyz) 30 et/ou lesdites deuxièmes données (DTMxyz) à partir desdites troisièmes données (Vxy) à ladite position (Pxy). 4. Procédé de génération d'une cartographie selon la revendication 3, caractérisé en ce que ladite correction consiste à affecter, à un obstacle 35 dont la morphologie est incompatible avec sa hauteur , une morphologie 2 9 83 99 7 dominante compatible avec ladite hauteur parmi les obstacles environnant cet obstacle. 5. Procédé de simulation de la propagation d'une onde 5 électromagnétique dans une zone géographique comportant : - une étape de génération d'une cartographie de ladite zone géographique selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 ; et - une étape de simulation de la propagation de l'onde en utilisant ladite cartographie et des données (DTMxyz) d'altitude du sol par rapport au 10 niveau de la mer en différents points géographiques de ladite zone. 6. Utilisation d'une cartographie d'une zone géographique selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 pour modéliser le trafic dans un réseau de télécommunications. 7. Calculateur (10) apte à générer une cartographie d'une zone géographique, ce calculateur comportant : - des moyens (11, 12, 13) d'obtention d'une image satellite fournissant des morphologies (Mxy) d'obstacles (Oxy) à certaines positions géographiques (Pxy) de ladite zone ; - des moyens (11, 12, 13) d'obtention de premières données (DSMxyz) d'altitude de sommets desdits obstacles (Oxy) par rapport au niveau de la mer - des moyens (11, 12, 13) d'obtention de deuxièmes données (DTMxyz) d'altitude du sol auxdites positions géographiques (Pxy) par rapport au niveau de la mer ; - des moyens (11, 12, 13) de calcul de la hauteur (Hxy) desdits obstacles (Oxy) par différence entre lesdites premières et deuxième données ; et - des moyens (11, 12, 13) de génération de ladite cartographie en associant, à chacune desdites positions géographiques, ladite morphologie (Mxy) de l'obstacle avec la hauteur (Hxy) de l'obstacle. 8. Programme d'ordinateur (PG) comportant des instructions pour l'exécution des étapes du procédé de génération d'une cartographie selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 et/ou des instructions pourl'exécution des étapes du procédé de simulation selon la revendication 7 lorsque ledit programme est exécuté par un calculateur (10) . 9. Support d'enregistrement (13) lisible par un ordinateur sur lequel est enregistré un programme d'ordinateur (PG) comprenant des instructions pour l'exécution des étapes du procédé de génération d'une cartographie selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 et/ou des instructions pour l'exécution des étapes du procédé de simulation selon la revendication 5.