Auto-formation SIG 3D

Les SIG sont utilisés depuis longtemps en archéologie pour cartographier des sites archéologiques, enregistrer des découvertes, analyser des données spatiales et gérer des informations sur les artefacts, les couches stratigraphiques, etc.

L'utilisation de la 3D en archéologie est plus récente. Elle peut servir à modéliser des sites archéologiques, du mobilier, des ossements ou encore des structures. Les vestiges peuvent être plus ou moins bien conservés. Ce degré de conservation peut orienter le choix de la méthode utilisée pour créer des modèles 3D (modélisation, numérisation ou couplage des deux). Encore aujourd'hui, la 3D en archéologie est principalement utilisée dans un but de présentation aux publics.

L'association des SIG et de la 3D en archéologie a vu le jour il y a quelques décennies, mais commence seulement à prendre son essor, notamment dans un but d'étude scientifique. La combinaison de ces deux méthodes permet le géoréférencement et la visualisation de modèles 3D archéologiques dans leur contexte spatiale. Cela peut être particulièrement utile pour l'analyse (études spatiales, de visibilité, des zones inondables, etc.), la documentation et la présentation des découvertes archéologiques.

Les SIG 3D peuvent également être utilisés pour la gestion de données archéologiques, la simulation de processus anciens, la reconstruction virtuelle de sites historiques, et bien d'autres applications. Ces outils offrent aux archéologues de puissants moyens pour mieux comprendre et interpréter les données archéologiques dans leur environnement géospatial en trois dimensions.

Plusieurs étapes interviennent dans la réalisation d'un SIG 3D en archéologie.

1. Recherches documentaires. Bien qu'extérieures au travail sur les logiciels, elles sont essentielles. Dans le cadre de vestiges disparus ou arasés, elles permettent la création de modèles 3D probables. Même lorsque les vestiges sont au moins en partie conservés, voire numérisés, elles permettent d'apporter des informations sur l'environnement des sites, la composition du mobilier, etc. De plus, elles suscitent les questionnements et permettent ainsi de poser plusieurs problématiques et objectifs auxquels le SIG 3D réalisé devra tenter de répondre. La création d'un SIG 3D sans problématique posée préalablement est inutile.

2. Mettre en place tout ce qui nous sera utile par la suite. Il faut ensuite choisir le logiciel de modélisation 3D, définir le logiciel de SIG qui sera utilisé, collecter les différentes données nécessaire à la réalisation du SIG 3D (telles que les coordonnées spatiales des vestiges si elles sont connues, les plans des sites, les dimensions, etc.).

3. Obtention ou création des Modèles Numériques de Terrain (MNT) ou Modèles Numériques d'Altitude (MNA) nécessaires à la réalisation du projet. A noter que la résolution, plus ou moins précises, dépend de la zone d'étude et du type d'analyses que l'on souhaite réaliser. Dans certain cas, une résolution plus faible peut être préférable. L'idéal reste de se créer un jeu de MNT/MNA aux résolutions différentes pour une même zone d'étude.

4. Création des modèles 3D. Elle peut passer par la numérisation (photogrammétrie, scannérisation) ou la modélisation (via un logiciel de modélisation 3D) des vestiges archéologiques.

5. Préparation du SIG. Sur le logiciel SIG, préparer l'espace de travail en définissant le système de projection, en important le ou les MNT/MNA, éventuellement en les retravaillant.

6. Importation et géoréférencement des modèles 3D. Cette étape s'effectue sur le logiciel SIG. Soit les modèles 3D possède des coordonnées spatiales et leur importation dans un logiciel SIG permettra leur positionnement automatique (éventuellement à réajuster manuellement) si le système de projection est le même. Soit ils n'en possèdent pas et doivent être géoréférencer manuellement, grâce à l'outil de géoréférencement disponible dans chaque logiciel SIG. Il faut alors attribuer des coordonnées en X, Y et Z à certains points de chaque modèle.

7. Analyse. Désormais, les outils d'analyse spatiale du logiciel SIG peuvent être utilisés, en prenant en compte les données 3D.
Plusieurs logiciels peuvent être mis en oeuvre dans la réalisation d'un SIG 3D. Si les logiciels SIG comme QGIS, ArcGIS et Global Mapper proposent des fonctionnalités permettant de créer des formes en 3D directement dans votre SIG ou d'importer des éléments 3D (des modèles ou des données), le choix peut également se porter sur Blender. Effectivement, l'add-on "Blender GIS" peut être téléchargé et installé sur le logiciel de modélisation 3D, permettant alors la création de cartes 3D géoréférencées à partir des données de Google Satellite par exemple, l'ouverture de MNT qui peuvent y être retravaillés, ou encore l'import de plans géoréférencés. Bien que Blender ne puisse remplacer un logiciel SIG, notamment car n'en possédant pas les outils d'analyse spatiale, il peut toutefois s'avérer très utile en complément de ces derniers, par exemple en produisant des modèles 3D à l'échelle pouvant être intégrés à un SIG, ou encore en permettant de visualiser en 3D et de retravailler un MNT.

8. Observations et hypothèses. Les résultats doivent être observés et analysés afin d'aboutir à des hypothèses, voire des conclusions, permettant de répondre aux problèmes posés.