Les méthodes et technologies utilisées aujourd’hui pour la modélisation 3D des terrassements n’existeraient pas sans les développements de la topographie civile et de divers types de modélisation 3D.
Vous pouvez retracer l’histoire de la modélisation de terrassements 3D jusqu’aux temps anciens. Les anciens Égyptiens ont construit les pyramides avec les premières techniques d’arpentage et ont utilisé la géométrie pour rétablir les limites des terres agricoles après les inondations le long du Nil. Dans la Rome antique, l’arpentage civil est devenu une profession reconnue, et les géomètres ont créé des systèmes de mesure pour évaluer et créer des registres des terres conquises.
Euclide, qui est connu comme le fondateur de la géométrie et a vécu dans la Grèce antique, a développé des idées qui ont inspiré de nombreuses techniques modernes d’arpentage et de modélisation 3D. Plusieurs années plus tard, dans les années 1600, le mathématicien français René Descartes a inventé la géométrie analytique – également appelée géométrie des coordonnées – qui est à la base de la modélisation 3D des terrassements.
Au XVIIIe siècle, les géomètres européens ont découvert qu’ils pouvaient utiliser diverses mesures d’angle prises à partir de différentes zones pour identifier un emplacement précis – une technique connue sous le nom de triangulation. Les nouveaux outils d’arpentage, tels que les roues de mesure, les circonférenteurs, les boussoles de Kater et les chaînes de Gunter, ont commencé à gagner en popularité. Pendant ce temps, les mathématiciens anglais James Joseph Sylvester et Arthur Cayley ont développé les mathématiques matricielles , ce qui permet aux images générées par ordinateur d’aujourd’hui d’afficher des reflets ou des distorsions de lumière.
Plus tard, les géomètres ont commencé à utiliser des bandes d’acier et des bandes invar. Ces outils ont finalement cédé la place à des technologies telles que la mesure de distance électromagnétique (EDM) et l’équipement de positionnement mondial par satellite (GPS). Les géomètres sont passés des boussoles aux théodolites, qui mesuraient les angles horizontaux et verticaux à l’aide d’un télescope rotatif. Ils sont ensuite passés à l’utilisation de stations totales, qui sont des théodolites de transit électroniques équipés de la technologie EDM. Ces progrès leur permettent de mesurer à la fois les angles et les distances.
Ensuite, les premiers systèmes de conception assistée par ordinateur (CAO) disponibles dans le commerce – qui transforment les données d’enquête en représentations visuelles – ont été lancés. La première société de graphisme 3D, Evans & Sutherland , est apparue en 1968. Au cours des décennies suivantes, les programmes de CAO sont devenus plus avancés et plus largement disponibles.
Dans le domaine du contrôle des machines, les utilisateurs ont commencé à passer de l’utilisation des piquets de levé – que les géomètres configuraient manuellement et que les opérateurs de machines lisent visuellement – à la modélisation 3D. Diverses technologies se sont réunies pour permettre la modélisation 3D des terrassements, notamment:
CAD, qui transforme les données de topographie en un modèle 3D.
GPS, qui permet aux ingénieurs de localiser des emplacements précis.
Light Detection and Ranging (LiDAR), une technologie de télédétection qui utilise un laser pulsé pour mesurer des distances variables.
Photogrammétrie aérienne, qui permet aux ingénieurs d’extraire des données topographiques à partir de photographies aériennes prises par des drones.
Modélisation de nuages de points, qui implique l’utilisation de la technologie de balayage laser pour créer un ensemble de points de données tridimensionnels utilisés pour créer un modèle.