3D geovisualization for visual analysis of urban climate

Résumé En Fr Es

This paper is about the relevance of proposing geovisualization methods to visually integrate, co-visualize and interact with urban and meteorological data into a 3D environment, in order to support the visual analysis of the urban climate. Meteorological experts and researchers already face meteorological data and climate models analysis issues, at larger scales into the city: yet even if they have existing practices and tools to address these issues, they could take benefit from the knowledge and the methods from the Geovisualization domain, to complement these analyses by a visuospatial reasoning approach.In this paper, based on the knowledge of the expectations of the meteorological experts we are working with, we brought climate analysis into the city and visuospatial reasoning closer, on both heterogeneous urban and air temperature data(1). We reviewed the existing works regarding geovisualization of spatio-temporal phenomena and visualization of meteorological data (2). We then presented the different approaches we fulfilled to provide a 3D geovisualization environment and graphic representations, visually integrating both meteorological and spatial data. One provides style and interaction capacities on those data, enabling the interactive 3D exploration of their spatial and value distributions, throughout the city. Another geovisualization-design experiment is presented as a co-visualization of meteorological data and morphological indicators on 2.5D maps (3). These complementary approaches are presented and discussed with the meteorological experts, based on their relevance to tackle climate analysis at a larger scale and on the refinements required to extend their exploration capacities (4).

Cet article s’intéresse à la proposition de méthodes de géovisualisation pour intégrer visuellement, co-visualiser et interagir avec des données météo et des données topographiques urbaines, dans un environnement 3D, afin de pouvoir réaliser des tâches d’analyse visuelle. Les chercheurs et experts en météorologie sont confrontés à des problématiques d’analyse de données météorologiques simulées et de modèles de simulation, à des échelles fines en ville : même si des outils existent, ils pourraient également tirer parti des connaissances et méthodes de la géovisualisation, pour avoir une approche complémentaire en termes d’analyse visuelle, favorisant le raisonnement visuospatial.Tout d’abord, à partir de la connaissance des attentes des experts météorologues avec qui nous travaillons, nous essayons de rapprocher les problématiques d’analyse du climat urbain et le raisonnement visuospatial, à partir des données hétérogènes à manipuler, que sont les données de température de l’air et des données urbaines (2). Nous faisons ensuite une revue des travaux existants sur la géovisualisation de phénomènes spatio-temporels et la visualisation de données météorologiques (3). Nous présentons les différentes approches que nous avons expérimentées, afin de fournir un environnement de géovisualisation 3D, intégrant visuellement les données météorologiques et spatiales. Une première proposition offre des capacités de stylisation et d’interaction sur ces données, afin de faciliter une exploration interactive en 3D des distributions spatiales des données, dans la ville. Une deuxième proposition présente la co-visualisation de données météorologiques et d’indicateurs morphologiques dans des cartes 2.5D (4). Ces approches complémentaires sont décrites et discutées avec les experts météorologues, afin d’évaluer leur pertinence pour l’aide à l’analyse climatique, à des échelles fines en ville, et d’en extraire des améliorations pour étendre les capacités d’exploration (5).

Este artículo propone métodos de geovisualización orientados a integrar visualmente, co-visualizar e interactuar datos meteorológicos y topográficos urbanos, en un ambiente 3D, con el fin de poder realizar tareas de análisis visual. Los investigadores y expertos en meteorología se enfrentan a problemáticas de análisis de datos meteorológicos simulados y modelos de simulación a una escala de ciudad con alto detalle, donde si bien existen herramientas, es posible utilizar los conocimientos y métodos de geovisualización, para permitir una aproximación complementaria en términos de análisis visual, favoreciendo el razonamiento visual espacial. A partir del trabajo con expertos meteorólogos, tratamos de aproximarnos a las problemáticas de análisis del clima urbano y a su razonamiento visual espacial, según datos heterogéneos manipulados, es temperatura del aire y datos urbanos (2). Posteriormente, revisamos los trabajos existentes sobre la geovisualización de fenómenos espacio-temporales y la visualización de datos meteorológicos (3). Presentamos diferentes aproximaciones que experimentamos con el fin de otorgar un sistema 3D de geovisualización que integre visualmente los datos meteorológicos y espaciales. Una primera propuesta concierne a ofrece capacidades de estilización e interacción de estos datos, con el fin de facilitar una exploración interactiva en 3D de las distribuciones espaciales de los datos en la ciudad. Una segunda contribución es presentar la co-visualización de los datos meteorológicos y de los indicadores morfológicos en mapas 2.5D (4). Estas aproximaciones complementarias son descritas y discutidas con expertos meteorólogos, con el fin de evaluar su pertinencia para la contribución del análisis climático, a una escala fina para la ciudad, y determinar mejoras para extender las capacidades de exploración (5).