Towards flexible and lightweight solutions for Urban Digital Twins

Résumé

Les jumeaux numériques urbains (JNU) sont de plus en plus mobilisés pour l’analyse, la planification et l’aide à la décision dans des environnements urbains complexes. Toutefois, de nombreuses solutions existantes reposent sur des architectures rigides et monolithiques, limitant leur capacité à évoluer face à la diversité des données, des usages et des technologies. Cet article présente les travaux de recherche menés au sein du laboratoire GeoScITY autour des JNU, en mettant l’accent sur des principes architecturaux favorisant la flexibilité, l’accessibilité et la maintenabilité à long terme. Ces contributions s’appuient sur les modèles de villes 3D sémantiques comme socle spatial stable et combinent des encodages légers, des mécanismes de validation sémantique et des chaînes de traitement automatisées pour intégrer des données urbaines statiques et dynamiques. L’approche est illustrée à travers plusieurs outils développés au sein de GeoScITY, notamment City2Twin pour la gestion et la visualisation de modèles 3D évolutifs, des chaînes de traitements automatisées pour l’intégration des données, CERBERE pour la médiation de schémas et la validation sémantique, et GIS4IoRT pour l’intégration des objets connectés et robotiques dans les jumeaux numériques géospatiaux. Ces travaux montrent comment les JNU peuvent être conçus comme des systèmes évolutifs, interopérables et réutilisables, plutôt que comme des répliques numériques figées.

Abstract

Urban Digital Twins (UDTs) are increasingly used to support analysis, planning and decision-making in complex urban environments. However, many existing solutions rely on rigid and monolithic architectures that limit their capacity to evolve with changing data sources, applications and technologies. This paper presents the Urban Digital Twin research activities conducted within the GeoScITY laboratory, focusing on architectural principles and tools that promote flexibility, accessibility and long-term maintainability. These contributions rely on semantic 3D city models as a stable spatial backbone and combine lightweight encodings, semantic validation middleware and automated workflows to integrate static and dynamic urban data. The approach is illustrated through several tools developed at GeoScITY, including City2Twin for managing and visualizing evolving 3D city models, automated workflows for data integration, CERBERE for schema mediation and semantic validation, and GIS4IoRT for integrating Internet of Things and robotic systems into geospatial digital twins. Together, these contributions demonstrate how Urban Digital Twins can be designed as evolving, interoperable and reusable systems rather than fixed digital replicas.

Pour citer cet article

A propos de : Imane JEDDOUB

A propos de : Jean-Paul KASPRZYK

A propos de : Roland BILLEN