Le GIS est une ville intelligente
Le concept de ville intelligente se développe très rapidement dans le monde, car il fournit un environnement numérique complet qui améliore l'efficacité et la sécurité des systèmes urbains et renforce la participation des citoyens au développement urbain. Ce concept est basé sur l'utilisation de données géospatiales concernant l'environnement bâti urbain, l'environnement naturel et les services urbains. La mise en œuvre réussie d'un projet de ville intelligente nécessite le développement d'un système numérique capable de gérer et de visualiser les données géospatiales dans un environnement convivial. Le système d'information géographique (GIS) offre des capacités avancées et conviviales pour les projets de ville intelligente.
Le concept de ville intelligente vise à développer un système complet qui utilise des données géospatiales pour améliorer la compréhension des systèmes urbains complexes et améliorer l'efficacité et la sécurité de ces systèmes. Ces données géospatiales concernent les éléments suivants.
Environnement urbain: L'environnement bâti urbain tel que les infrastructures, les bâtiments et les espaces publics.
Environnement naturel: L'environnement naturel comme la biodiversité, les espaces verts, la qualité de l'air, le sol et l'eau.
Services urbains: Services urbains tels que les transports, les déchets municipaux, l'eau, l'énergie, la santé et l'éducation.
Le concept de ville intelligente vise également à transformer la gestion en silos des villes en un système partagé impliquant les acteurs urbains dans la conception, la réalisation et l'évaluation des projets urbains.
La mise en œuvre de projets de ville intelligente repose sur un certain nombre d'étapes, notamment la construction du modèle numérique urbain, la collecte de données à l'aide de la couche de détection, puis l'analyse des données, la visualisation interactive des données et le contrôle du système. Le GIS joue un rôle dans ces étapes, comme décrit ci-dessous.
Construction de la maquette numérique urbaine:
La première étape de la mise en œuvre des projets de ville intelligente concerne la construction du modèle numérique urbain qui décrit les composantes des environnements urbains et naturels construits. Pour chaque composante urbaine, le modèle numérique fournit la géolocalisation et les caractéristiques (attributs). Le GIS est généralement utilisé pour la construction du modèle numérique des «composants horizontaux» urbains tels que les réseaux urbains, les installations de transport et l'environnement naturel, tandis que la modélisation des informations sur les bâtiments (BIM) est utilisée pour la description des «composants verticaux» tels que les bâtiments. La combinaison du GIS et du BIM fournit un outil puissant pour la construction du modèle numérique urbain avec des données géoréférencées et la visualisation de ces données dans un environnement convivial.
Couche de détection:
La deuxième étape des projets de ville intelligente concerne la construction de la couche de détection qui transfère les données d'exploitation urbaine au système d'information de la ville intelligente. Cette couche comprend des capteurs utilisés pour la surveillance des réseaux et infrastructures urbains. Les données pourraient également être améliorées par des images, des vidéos et des fichiers audio entraînant la construction de mégadonnées urbaines. Le système d'eau potable utilise des lecteurs de compteurs automatiques (AMR) pour enregistrer la consommation d'eau, des capteurs de pression pour enregistrer la pression de l'eau et des dispositifs de qualité de l'eau pour suivre la qualité de l'eau (turbidité, pH, chlore, conductivité). Le système de drainage utilise des capteurs pour surveiller le niveau et le débit de l'eau, la qualité de l'eau (turbidité, température, pH, etc.) et l'équipement de pompage. Il permet une détection précoce des inondations et des défauts des équipements de pompage. Le réseau électrique utilise des capteurs pour mesurer la tension électrique, le courant et la fréquence. Il permet une détection précoce des défauts dans le réseau électrique. Le système de chauffage urbain est surveillé par des capteurs pour enregistrer la température, la pression et le débit du fluide ainsi que l'état de la vanne. Il permet une détection précoce des pannes et l'amélioration des performances du système. Le GIS offre la possibilité de visualiser le système de surveillance ainsi que les caractéristiques et l'état des capteurs. Il offre également la possibilité de visualiser des données historiques et en temps réel sur des cartes GIS.
Analyse des données:
La troisième étape de la mise en œuvre d'un projet de ville intelligente concerne le développement de l'environnement analytique, qui convertit les données historiques et en temps réel en données opérationnelles qui améliorent la sécurité, l'efficacité et la qualité des systèmes urbains. L'environnement analytique comprend des logiciels d'ingénierie, de gestion et de sécurité pour les systèmes urbains ainsi que des outils numériques avancés tels que l'intelligence artificielle (IA). Dans les projets de ville intelligente, le GIS fournit des outils pour (i) l'analyse des données géospatiales (analyse de distance et directionnelle, traitement géométrique, modèles de grille), (ii) l'analyse spatio-temporelle, (iii) les statistiques spatiales (autocorrélation spatiale et sortie), (iv) la surface analyse (analyse de la forme et de l'écoulement de la surface, méthodes de maillage et d'interpolation) et, (v) analyse de l'emplacement (calcul du trajet le plus court, emplacement de l'installation).
Visualisation interactive des données:
La visualisation interactive des données permet aux utilisateurs d'interagir avec les composants de la ville intelligente et les parties prenantes dans un environnement convivial. Les applications Web sont utilisées pour créer cet environnement interactif. L'utilisation de fenêtres contextuelles HTML permet aux utilisateurs d'accéder à du contenu Web tel que des graphiques référencés par des URL. L'environnement graphique GIS interactif permet de visualiser les composants urbains et les cartes des capteurs. Les utilisateurs et les gestionnaires peuvent utiliser ces cartes pour accéder à des données statiques et dynamiques concernant les systèmes urbains ainsi que pour mettre à jour les données.
Couche de contrôle:
L'analyse des données des données historiques et en temps réel donne lieu à des commandes pour une gestion optimale et sûre des systèmes urbains. Ces commandes sont transmises à la couche de contrôle, qui comprend différents appareils électroniques tels que des vannes intelligentes, des pompes, des moteurs, des interrupteurs, des disjoncteurs et des verrous. Le système GIS permet une visualisation en temps réel de ces appareils ainsi que de leur état. Il pourrait également visualiser les défauts dans la commande du périphérique.
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