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1. G a t 2 C a toto t 2 to t a tH R tn t t Wa u R R t 2 t t t 1 t 1 t 2 t 2 Figure B 3 10 IL nt gration compl te utilisation de la fonction identit Consid rons deux bases de donn es ayant des dates de versions diff rentes que l on veut observer avec la m thode d observation multi niveaux et supposons qu entre deux dates de mise jour les donn es de chaque base puissent tre consid r es comme constantes a et b Alors pour une base de donn es fix e on peut affecter l objet m so observ les valeurs d indicateurs calcul es aux dates correspondant aux mises jour c mais on peut galement compl ter d autres descriptions d autres dates par interpolation d1 On obtient ainsi une description compl te de l objet un rythme de temps plus r duit d2 186 PARTIE B Suivi de ph nom nes g ographiques avec un SIG Conceptuellement la m thode multi niveaux permet de concevoir des caract ristiques observer n importe quelle date partir de bases de donn es micro exploitant un mod le par snapshots et de fonctions d interpolation et d extrapolation avec un lien temporel implicite entre les tats de ces caract ristiques qui permette de les suivre pour une observation cin matique Dans la pratique elle facilite l
2. Figure C 9 Une typologie des zones pavillonnaires en 4 classes illustr e l aide de donn es de la BD TOPO Pour suivre les indicateurs dans le temps la m thode d observation n impose pas de disposer d un mod le de gestion sp cifique des donn es temporelles Ainsi dans une exploitation l mentaire nous montrons qu il est possible d effectuer un suivi d volution avec des donn es exploitant le a pe ai ie mod le temporel le plus simple le mod le par snapshots pr sent dans le donn es diff rentes deux repr sentations chapitre A 3 bien qu il ne fournisse aucune information directe d un m me objet Le calcul diff rentiel est d volutions Pour une exploitation plus d velopp e nous introduisons l op ration qui consiste identifier les d abord des fonctionnalit s d analyses g om triques puis des donn es a entre deux repr sentations iff rentes d appariement et de calculs diff rentiel Dans le premier cas nous tentons d identifier les cr ations de b timents en utilisant seulement les fonctionnalit s de superposition des SIG Nous partons du principe que lorsqu un b timent se cr e en un lieu o il n y avait pas de b timent auparavant alors la composante g om trique de ce b timent ne se superposera pas avec la composante g om trique d un autre b timent issu d une version ant rieure de la base cf Annexe 7 Les r sultats obtenus sur la zone test e pr
3. Figure a 7 13 Strat gie d acquisition des donn es d chantillon pour l laboration des relations Ri servant au calcul des surfaces imperm ables l mentaires TI La surface imperm abilis e l mentaire associ e un tron on de route est mod lis e sous la forme d un buffer sym trique autour de chaque tron on L objectif est de pr ciser la valeur du param tre du buffer en fonction des caract ristiques des tron ons de route telles que la largeur de voie le classement fonctionnel etc Or l tude sp cifique a montr que les carrefours introduisent deux types de biais fig a 7 13 D une part il existe une portion de surface imperm abilis e qui est compt e deux fois celle correspondant l intersection des buffers a D autre part la route ayant tendance s agrandir au niveau des carrefours peut tre pour faciliter les virages il existe une surface qui n est prise en compte dans aucun des buffers cette surface n est donc pas compt e b En premi re approximation nous avons fait l hypoth se que les deux biais se compensaient Des tudes plus d taill es pourraient tre mises en uvre pour analyser le cas sp cifique des carrefours et tenter d introduire des param tres suppl mentaires dans l laboration des Ri pour le r seau routier 273 ANNEXES a 7 3 El ments d application pour l observation de l ambiance urbaine Les cartes qui sui
4. Iu lu Ww ul Ei HANN H e 1 Ti CAE AA http www vieux montreal qc ca planlum en g tempsa htm Figure C 20 Projet d clairage public r sultant la fois de perceptions psychologiques ex bien tre peur de perceptions physiologiques perceptions olfactives visuelles ou sonores ou m me de facteurs quantitatifs ex nombre de passants par heure On aboutit alors une repr sentation de l ambiance plus qualitative mais aussi plus relative Ces travaux utilisent des m thodes et des outils proches de ceux de la psychologie cognitive Il s agit d enqu tes terrain d interviews de questionnaires et d analyses de texte etc Enfin on peut citer les travaux en g omarketing m me si ces recherches sont plus orient es vers la compr hension du fonctionnement des aires de chalandises que vers l tude explicite de l ambiance urbaine Dans une approche plus conomique qu environnementale elles visent identifier les param tres qui influent sur l attractivit d une zone pour essayer d adapter l environnement la client le cibl e Ces travaux tablissent cependant une passerelle entre les deux points de vue sur l ambiance le point de vue technique partiel mais collectif et le point de vue psychologique global mais relatif En effet pour discriminer certains groupes de personnes les g omarketeurs tentent d adapter au mieux P exp rience d une portion de territoi
5. Durand Dast s 2005 Durand Dast s F Note de synth se sur la notion de ph nom ne in dit Paris 2005 Durand Dast s 1999 Durand Dast s F L explication en g ographie 1974 in dit dans Syst mes et mod les CD Rom UMR G ographie cit s Paris 1999 Donnadieu et al 2003 Donnadieu G Durand D Neel D Nunez E Saint Paul L L approche syst mique de quoi s agit il Synth se des travaux du Groupe AFSCET diffusion de la pens e syst mique septembre 2003 Egenhofer et Golledge 1998 Egenhofer M J Golledge R G Eds Spatial and temporal reasoning in geographic information systems Oxford University Press 1998 276p Egenho fer et Herring 1990 Egenhofer M J Herring J R A mathematical framework for the definitino of topological relationships In Proceedings of the 4 International Symposium on Spatial Data Handling SDH 90 Vol 2 Zurich Switzerland 1990 pp 803 813 Ellerkamp 2001 Ellerkamp P Simulation des dynamiques spatiales de densification de la population autour d Avignon Vi me rencontre de Th oQuant F vrier 2001 Besan on Engelen 2005 Engelen G Spatial simulations with cellular automata recent advances in geography 7i me rencontre de TheoQuant Besan on 24 26 1 2005 Ernst 1978 Ernst B Le miroir magique de M C Escher Taschen K ln 1978 Essevaz Roulet 2005 Essevaz Roulet M La mise en uvre d un SIG dans l
6. Information g ographique par nature localisation explicite directe information qui poss de une composante g om trique propre et qui peut ainsi devenir le support d informations localis es par enrichissement de la composante s mantique ou servir g ocoder des informations localisables En informatique pour pr senter le r sultat d une mod lisation on utilise un mod le conceptuel La figure B 1 16 pr sente les deux mod les exploit s dans cette th se HBDS d velopp par Bouill 19771 que nous utiliserons pour discriminer le r le des composantes de l information g ographique et UML mod le classique devenu un standard que nous emploierons pour pr senter des l ments techniques sur la m thode propos e Dans la figure B 1 17 ils nous servent montrer la diff rence de mod lisation entre les trois types d informations g ographiques 106 11 Nous avons regroup dans la m me cat gorie toutes les informations dont la localisation est explicite simple et labor e car la diff rence ne refl te que des distinctions techniques qui portent soit sur les processus d acquisition g ocodage ou mode d acquisition plus complexe comme la digitalisation la photogramm trie Soit sur l chelle de repr sentation ex on peut digitaliser un b timent comme un point une certaine chelle et comme un polygone une autre et qui n int ressent pas directement le th maticien ma
7. SE lt Gi El Figure B 3 16 Coh rence de l agr gation en fonction de l emprise choisie Pour limiter les probl mes de coh rence entre des repr sentations diff rentes il importe d utiliser une repr sentation de l emprise compatible avec le syst me de donn es auquel appartiennent les donn es micro agr ger Les indicateurs ainsi con us d crivent la m me information objet m so g ographique mais sont port s par des composantes g om triques diff rentes L observation et l tude conjointes de ces indicateurs dans un SIG pose alors un probl me de structure de gestion car les logiciels SIG ne permettent pas aujourd hui d associer une m me information g ographique deux repr sentations diff rentes conjointes Lorsque des Ea viter 191 PARTIE B Suivi de ph nom nes g ographiques avec un SIG repr sentations diff rentes existent elles sont g r es de fa on ind pendante comme dans des calques c est le principe du multi affichage La mise en uvre dans un SIG d une telle observation requiert donc un travail de mod lisation et de conception pr alable cf figure B 3 17 Par exemple elle implique de r pondre des questions comme Quelle doit tre la composante g om trique attribu e l objet m so g ographique observ Si on choisit une de celles associ es un syst me de donn es par exemple celle ayant la meilleure qualit g om trique c
8. Les tudes cin matiques peuvent tre r alis es dans le cadre d une approche discr te Elles introduisent alors les mutations entre tats de faits En fonction de l objet tudi les relations entre les mutations et les tats sont plus ou moins d velopp es Ainsi la description des faits peut n tre que secondaire connaissance de toutes les mutations et uniquement description du fait initial pour reconstituer la trajectoire C est le cas des analyses centr es sur les changements eux m mes ex leur rythme leur forme En revanche si l analyse porte sur les faits en mouvement mutations et tats sont d crits de fa on plus coordonn e On peut par exemple adopter cette approche pour tudier le d veloppement d une zone urbaine et observer sa forme travers les tats et ses transformations l aide des mutations cf A 2 9 et A 2 10 Cela peut alors conduire tudier la succession des tats et des mutations pour tenter de trouver des r gles de transformations pour d buter des tudes plus dynamiques Les tudes cin matiques peuvent aussi tre r alis es dans le cadre d une approche continue Le mouvement est alors d crit sous forme d une fonction ex ph nom ne de diffusion en fonction du temps et de la distance et l tude de sa d riv si elle existe donne des informations compl mentaires sur ce mouvement ex vitesse croissance d croissance p riodicit cf figure A 2 2
9. Sans d veloppement sur les sch mas conceptuels utilis s par les SIG l observation cin matique ne peut porter que sur la trajectoire spatio temporelle des objets sous forme de succession d tats et non pas de succession de mufations On ne peut pas envisager suivre les volutions de l objet observ sous l effet des v nements On ne peut acc der la cause des changements leur origine avec pour cons quence de limiter les observations dynamiques t 20 Comme nous le notons dans le paragraphe A 3 2 p 70 l objet temporel v nement n a pas de mod lisation explicite on ne peut donc pas introduire d informations pour le d crire On ne peut conna tre que l tat sur lequel il op re et l tat qu il produit 195 PARTIE B Suivi de ph nom nes g ographiques avec un SIG Tout en restant dans le cadre strict de cette m thode l int gration au niveau micro de moyens de gestion temporelle plus sophistiqu s peut cependant apporter des l ments descriptifs sur les mutations d objets Dans ce qui suit nous allons voir qu elle permet en effet d enrichir la description des changements de l objet m so en donnant des d tails sur leurs formes sur le comment de quelles fa ons ils se produisent Informations temporelles sur les donn es micro On peut suivre les volutions d objets au niveau m so gr ce des mod les temporels de type historique ou versionnement ou gr c
10. accidents d crivant une zone particuli re ex tranche horaire enfin cette application montre de fa on fortuite qu il peut tre int ressant d introduire deux niveaux d observation un niveau principal pour identifier rapidement et simplement par requ tes l mentaires les objets observer principaux et leurs caract ristiques 1c1 les zones dangereuses et un autre niveau plus fin sur lequel on r alise des analyses r f rences spatiales pour laborer des informations sur le niveau principal en vue d une meilleure connaissance voire d une meilleure compr hension du ph nom ne 15 En revanche nous regrettons que l application n ait pas permis de mettre galement en valeur ici les avantages exclusifs de cette repr sentation pour tudier les aspects morphologiques et topologiques 113 PARTIE B Entre donn es et ph nom ne observ B 1 3 Vers l observation de ph nom nes g ographiques avec un SIG Ce chapitre montre l importance de l tape de formalisation technique qui fait le lien entre la formalisation th matique et l impl mentation Il distingue ensuite trois types de mod lisation en information g ographique et d signe parmi eux la mod lisation sous forme d information g ographique par nature comme le type privil gier pour une observation simple et facile enrichir pour des analyses r f rence spatiale plus nombre
11. construire Agr gation d objets micros effectuer des analyses r f rences finir an spatiales Portion de territoire associ e au ph nom ne Caract risation de l agr gation int grer La m me portion de territoire d crite par des caract ristiques issues de sources diff rentes Figure B 2 56 Enrichissement de la m thode gr ce l utilisation d analyses morphologiques pour enrichir la description des objets m so et ou micro effectuer des analyses r f rences spatiales D termination de l information m so structurelle Objets micros construire extraire Caract risation de objet m so g ographique Emprise au sol du ph nom ne construire Agr gation M thodes d objets micros d analyses morphologiques effectuer des analyses r f rences d finir spatiales Portion de territoire associ e au ph nom ne Caract risation de l agr gation int grer La m me portion de territoire d crite par des caract ristiques issues de sources diff rentes Figure B 2 57 Enrichissement de la m thode par int gration d analyses morphologiques dans la caract risation des agr gations La valeur de ces indicateurs une fois calcul e sera int gr e la composante s mantique de chaque objet Si les objets concern s sont des objets du niveau m so fig B
12. partir de la planification de l urbanisation C 3 3 1 Donn es utilis es l ments techniques Pour disposer de donn es g ographiques sur des objets l mentaires nous proposons d utiliser les donn es de la BD TOPO Cette base poss de en effet plusieurs qualit s importantes pour cette application elle comporte des objets l mentaires pertinents avec le niveau d observation des zones imperm ables tels que le b ti et les routes ses sp cifications sont homog nes sur tout le territoire ce qui assure la faisabilit de la m thode en dehors de la zone de test PARTIE C Cas de mise en uvre et d application LD THEN 0 LD b E Tap On Su gt Rif Ri o Su TERE G C O D Figure C 16 Les tapes principales de la m thode de construction des Ri Dans un premier temps on labore un jeu de donn es d essai en s lectionnant des objets et en num risant leurs surfaces imperm abilis es associ es a Dans un second temps ayant les couples oj sj on cherche tablir une relation statistique R permettant de d duire une estimation de sj partir des caract nstiques de oi b La troisi me tape consiste valider la relation R trouv e partir d un autre jeu de donn es 217 PARTIE C Cas de mise en uvre et d application la p rennit de ses sp cifications dans le temps est pr vue ce qui garantit de pouvoir comparer les observations effectu es des da
13. Caract risation de Emprise au sol objet m so du ph nom ne g ographique construire Agr gation d objets micros effectuer des analyses POS r f rences d finir i spatiales Portion de territoire Caract risation associ e au de l agr gation ph nom ne int grer La m me portion de territoire d crite par des caract ristiques issues de sources diff rentes Figure B 2 51 Enrichissement de la m thode par ajout d informations descriptives sur l objet m so PARTIE B M thode d observation multi niveaux int grer Int gration de donn es s mantiques suppl mentaires dans la composante s mantiques des donn es micros pertinentes D termination de Objets micros l information composante m so structurelle s mantique enrichie construire extraire Caract risation de Emprise au sol objet m so du ph nom ne g ographique construire Agr gation d objets micros effectuer des analyses nn r f rences d finir spatiales Portion de territoire Caract risation associ e au de l agr gation ph nom ne int grer La m me portion de territoire d crite par des caract ristiques issues de sources diff rentes Figure B 2 52 Enrichissement de la m thode par ajout d informations descriptives sur les objets micro 157 PARTIE B M thode d observation multi niveaux B 2 6
14. Ces divers usages non exclusifs les uns des autres se succ dent fr quemment dans le temps d un projet de SIG ou dans l tude d un ph nom ne localis Lorsque le SIG gestion est tout fait op rationnel c est souvent l occasion pour l utilisateur d observer les anomalies ou de s int resser des probl mes nouveaux ce qui le conduit alors d velopper un autre projet de SIG d observation et d analyse fig A 1 15 SIG tude analyse Comprendre Simuler laeintifie D cider SIG gestion Observer G rer SIG Connal inventaire observatoire Figure A 1 15 Cycle des diff rents usages des SIG Pour celui qui met en place une solution SIG ces diff rents types correspondent la fois une plus grande ma trise des fonctionnalit s des SIG des requ tes simples vers le d veloppement d applications et une meilleure connaissance du territoire Les trois usages concordent avec les tapes d un processus d tude qui irait de la connaissance du territoire une identification plus fine de ce qui s y joue en vue d identifier des ph nom nes de les comprendre pour tenter de les simuler et ainsi prendre des d cisions pour mieux les g rer cf l int rieur de la figure A 1 14 Le suivi des effets et leur observation dans un nouveau cycle d analyse permettant par feed back de prendre en compte de nouvelles donn es et d am liorer le processus de d cision 36 PARTIE Les SIG
15. La description dynamique La dynamique est la branche de la m canique qui tudie le mouvement d un mobile consid r dans ses rapports avec les forces qui en sont la cause Elle s int resse l ensemble des forces en interaction et en opposition dans un ph nom ne une structure Petit Robert 2001 Les tudes dynamiques de ph nom nes qui peuvent tre r alis es dans le cadre d une approche discr te ou continue s attachent d crire les l ments en jeu dans le ph nom ne ceux qui l expliquent en tant que mouvement analyses descriptives Elles tendent comprendre la gen se et le processus du ph nom ne analyses explicatives Certains travaux ont pour objectif de reproduire un fait stylis Barros 2003 d autres de reproduire un ph nom ne observ Holm et al 20041 Moeckel et al 2002 Les premiers cherchent identifier un ensemble de r gles simples qui aboutissent des structures observables et durables ex le mod le de Shelling 1971 les autres tentent de formaliser l ensemble des r gles et d estimer les valeurs des param tres qui permettent de reproduire les dynamiques observ es Sanders 2006 Dans ce dernier cas la confrontation avec les observations empiriques devient une tape 54 15 Le terme de snapshot repris au domaine de la photographie a parfois pour quivalent en fran ais instantan e Il est int ressant de not ici que la repr sentat
16. PARTIE B Entre donn es et ph nom ne observ EXEMPLE 1 le concept d objet complexe que l on trouve dans le logiciel ArcInfo mais pas dans les autres logiciels SIG permet de d finir un objet comme un ensemble d autres objets des objets simples ex une route partir des tron ons de route qui la constituent fig B 1 13 L objet complexe n a pas de g om trie propre sa g om trie est d duite de celle des objets simples En revanche les attributs communs tous les objets simples relatifs l objet complexe classement n de route sont port s directement par l objet complexe lui m me Par exemple les tron ons ne sont d crits que par les attributs qui leur sont sp cifiques ex nombre de voies largeur de voie Ainsi les attributs de l objet complexe ne sont pas dupliqu s ce qui techniquement garantit une plus grande qualit des donn es et assure l objet g ographique complexe une existence propre on peut le s lectionner directement et enrichir sa description EXEMPLE 2 Le mod le du logiciel G oconcept propose un autre concept le fype sous type par exemple on peut y d finir un type route et ses sous types route d partementale route nationale autoroute On peut ainsi travailler sur l objet r seau routier et associer cet objet des attributs commun toutes les routes Ces attributs peuvent
17. Pourtant la base MOS ne suit pas ce mod le En effet pour permettre d effectuer des tudes d volutions elle ne fixe pas le temps Elle se contente d en faire une variable contr l e les dates de r f rences correspondent aux diff rentes de mises jour Les attributs sont contr l s ils prennent leur valeurs parmi les 83 postes de l gende Et la localisation est galement contr l e En effet pour pouvoir suivre une parcelle dans le temps la m me partition est utilis e pour d crire chaque version d occupation des sols Toutefois cette partition n a pas t fix e au d part car elle n aurait pas pu convenir pour d crire les diff rents tats elle est adapt e chaque mise jour et r percut e ensuite sur les tats ant rieurs Le suivi d volutions implique que le temps ne soit pas fix La solution adopt e par le MOS pour pouvoir observer des volutions de l espace g ographique g om trique et s mantique a t de renoncer mesurer l une pour contr ler les deux 63 PARTIE Etudes de ph nom nes g ographiques Au del de la formalisation elle m me cette typologie aide identifier la dimension principale measured de chaque tude de ph nom ne R ciproquement elle aide d finir des mod les adapt s aux analyses en sp cifiant le r le de chaque dimension Sinton s framework is important because representational constraints limit the topics and methods of geographic r
18. Ruas 1999 Ruas A Mod le de g n ralisation de donn es g ographiques base de contraintes et d autonomie Th se de doctorat s Sciences de l Information G ographique Universit de Marne la Vall e 1999 Sanders 2006 Sanders L Les mod les agent en g ographie urbaine in Amblard F Phan D dir Mod lisation et simulation multi agents pour les Sciences de l Homme et de la Soci t une introduction Herm s Lavoisier 2006 pp 151 168 Sanders 2001 Sanders L Eddir 2001 Mod les en analyse spatiale Herm s Lavoisier 2001 333p Saint Joan 1996 Saint Joan D Raisonnement incertain et flou pour l aide la d cision dans les syst mes d information g ographique nforsid 96 Bordeaux 4 7 juin 1996 Sant Julien 2001 Saint Julien T Processus de diffusion spatiale et mod lisations du changement Chapitre 5 in Mod les en analyse spatiale Dir L Sanders Herm s Lavoisier 2001 330p Serres et Farouki 1998 Serres M Farouki N Le tr sor Dictionnaire des sciences Flammarion 1998 Schelling 1971 Schelling T S Dynamic Model of Segregation Journal of Mathematical Sociology 1 2 1971 pp 143 186 Sheren et al 2004 Sheren D Musti re S Zucker J D How to integrate Heterogeneous Spatial Databases in a Consistent Way In Conference on Advanced Databases and Information Systems ADBIS Budapest 2004 paru en tant que LNCS3255 Benazue A Demetrovics J et Gttlob G
19. d volutions r elles En fait ce mod le offre le minimum d information temporelle il ne propose pas d autre information que la date d estampillage associ e au jeu de donn es Il arrive que cette date ne soit m me pas impl ment e dans les donn es Elle n appara t alors que sous la forme d une inscription sur le support ou le bon de livraison Dans ce cas si un champ ou attribut de type date d estampillage n est pas pr alablement introduit et automatiquement rempli avec la bonne valeur et ce pour les diff rentes versions de la base de donn es tudi es alors lorsque l utilisateur affiche simultan ment deux versions pour pouvoir comparer visuellement deux tats diff rents de la base il n a aucun moyen de distinguer de quelle version sont issues les donn es Le mod le par snapshots peut toutefois tre am lior simplement et moindre co t en introduisant un identifiant ou w une signature Cette op ration qui consiste cr er un attribut suppl mentaire chaque objet permet alors par simple requ te de s lectionner les objets dont l identifiant se trouve dans une version ant rieure mais est absent des versions suivantes destruction et r ciproquement les objets dont l identifiant est absent d une version ant rieure mais pr sent dans celles qui suivent cr ation 74 9 Le processus ponctuel de mise jour s oppose conceptuellement un proce
20. des aspects techniques air ambiant temp rature ambiante et la citation renvoie quant elle une dimension plus psychologique soulev par cet enthousiasme ambiant citation de Daudet Les deux facettes de l ambiance sont souvent indissociablement li es dans la perception globalisante que l on en a La gestion de l clairage des espaces publiques l illustre bien fig C 20 Outre sa dimension fonctionnelle il lui est aussi reconnue une utilit en terme de s curisation des personnes et des biens et en terme d embellissement de la ville c est dans ces aspects qu intervient la notion d ambiance De nouvelles d marches visent am liorer la vie sociale par l intervention dans le cadre dans lequel elle se d roule les plans lumi re structurent la ville pour que les clairages ne se limitent pas garantir une diffusion homog ne de la lumi re mais aussi pour mettre en valeur les l ments mergeants du tissu urbain Cette mise en sc ne des espaces urbains est accentu e avec l apparition de nouveaux m tiers tels que celui de concepteur lumi re Basile 2005 p 5 Les collectivit s qui tentent d optimiser la gestion des cand labres utilisent parfois une application SIG d di e d velopp e par les constructeurs de logiciels celle c1 fait souvent partie du package des applications SIG classiques propos es aux collectivit s cot de la gestion du cadastre de
21. l tude des ph nom nes g ographiques 100 7 ex les recherches en g n ralisation qui d duisent d une base de donn es des repr sentations des chelles plus petites que celles associ es la base PARTIE B Entre donn es et ph nom nes observ L entre deux entit information g ographique donn es formalisation technique Figure B 1 12 La formalisation technique comme tape interm diaire entre la formalisation conceptuelle et l impl mentation en donn es Pour cela nous proposons d introduire l entre deux une tape de formalisation interm diaire entre la formalisation conceptuelle th matique qui s lectionne parmi les entit s les objets g ographiques observer et leurs caract ristiques et l tape d impl mentation en donn es g ographiques dans un SIG fig B 1 12 B 1 2 1 L tape de formalisation technique B 1 2 1 1 La formalisation technique avant l impl mentation en donn es L impl mentation en donn es est un processus technique Il s agit d int grer les informations g ographiques dans le SIG sous forme de donn es en sp cifiant la forme des diff rentes composantes g om trique s mantique et topologique Par exemple la route est repr sent e par son axe sous forme d un lin aire avec une pr cision de 1 5 m d crite par les attributs nombre de voies largeur sens de circulation Les ponts sont des tron ons de route p
22. labor une m thode pour en produire Elle propose dans un premier temps une solution au probl me technique de mise en relation de repr sentations diff rentes en informations g ographiques ce qui dans un second temps lui permet d exploiter la compl mentarit de ces repr sentations pour construire de nouveaux indicateurs observer fig B 2 50 La m thode qui utilise une information m so structurelle pour agr ger les objets micro prend diff rentes formes en fonction du contexte de Putilisateur Cette diff rence de forme ne se traduit pas par une gradation des difficult s techniques de mise en uvre celle ci restant toujours la m me et se r duisant essentiellement une requ te g om trique basique de type est inclus En revanche elle impose l utilisateur un travail d analyse plus important pour d terminer des informations m so structurelles pertinentes pour le ph nom ne PARTIE B M thode d observation multi niveaux compos s mantique compos g om trique compos s mantique compos g om trique agr gation d objets micro compos s mantique compos s mantique compos g om trique agr gation d objets micro objet micro compos s mantique compos g om trique objet micro compos s mantique compos g om trique objet micro compos s mantique compos g om trique gt On identifie des objets micro p
23. selon l emprise de chaque objet m so structurel et en calculant l aide des R pr alablement d finis l indicateur somme des estimations v des surfaces imperm abilis es l mentaires associ es chaque objet topographique participant l agr gation S VojeCG VC ojc emprise de l objet m so Une estimation C du coefficient d imperm abilisation sera alors calcul e pour caract riser chaque objet m so d finie par C Smp S de l emprise d agr gation Figure C 15 Principe de la m thode de suivi du coefficient d imperm abilisation par estimation de la superficie de la surface imperm abilis e 216 15 CEREVE Centre d Enseignement et de Recherche Eau Ville Environnement l ENPC Ecole des Ponts et Chauss es Figure C 14 Exemple de surface imperm able associ e un pavillon Sur la photographe a rienne on distingue l emprise du pavillon repr sent dans la figure a de l emprise de la zone imperm able associ e au pavillon repr sent e dans la figure b qui peut comprendre l all e centrale l acc s au parking une ou deux terrasses etc Num ris es sous fome de donn es vecteurs elles correspondent des objets distincts Dans les base de donn s nous disposons de l emprise du b ti mais pas de l emprise de la surface imperm abilis e Cette m thode n implique pas de reconstituer la composante g om trique des zones imper
24. 1 1 Observation de ph nom nes g ographiques avec un SIG Les SIG des outils prometteurs Depuis leur origine dans les ann es 70 les SIG syst me d information g ographique sont accompagn s de la promesse d analyses g ographiques sophistiqu es Mais plusieurs d cennies plus tard force est de constater que ces promesses toujours actuelles ne se sont pas vraiment transform es dans la pratique des th maticiens les SIG sont souvent cantonn s leur r le originel d outils la fois de gestion et de repr sentation des informations g ographiques Ce r le sur lequel ils ont la quasi exclusivit leur permet de produire des r sultats essentiels pour les th maticiens sur les ph nom nes localisation concentration dispersion sp cialisation Ces r sultats semblent suffire justifier leur existence Pourtant les fonctionnalit s qu ils offrent en standard pour analyser des aspects g om triques et topologiques et surtout pour les analyser conjointement avec des aspects descriptifs leur permettraient d tre plus que de simples meubles plans sophistiqu s Dans la lign e des outils d cisionnels ils pourraient aider aux d cisions portant sur des aspects g ographiques Toutefois pour cela il faudrait d j qu ils aient satisfait les besoins th matiques plus essentiels avant de pouvoir d cider l utilisateur en effet besoin de conna tre de comprendre et pour cela d observer Un besoin d
25. Annexe 6 Formulation math matique des indicateurs produits avec la m thode d observation multi niveaux p 262 Annexe 7 El ments d applications sur les cas de ph nom nes retenus p 265 Annexe 8 Etapes de mise en uvre d une m thode d observation multi niveaux p 279 ANNEXES Annexe 1 R solution pr cision granularit pr sentation compar e La pr sentation compar e des trois caract ristiques d une base de donn es r solution pr cision et granularit d cline sur l exemple d un pavillon les d finitions reprises de Ruas 2002 qui regroupe ces notions sous l appellation de niveaux de d tails g om triques d une base de donn es Puis nous les pr sentons dans le contexte pratique de la BD TOPO de l IGN Soit un objet pavillon soit sa repr sentation en information g ographique pavillon et la composante g om trique d une repr sentation de ce pavillon sous forme de donn e cf figure a 1 1 i m BATE hib ww gaudetmultihabitations com Objet Objet Composante g om trique de pavillon pavillon la donn es repr sentant le pavillon Figure a 1 1 Pavillon objet objet et composante g om trique d une repr sentation en donn e On a alors la r solution est la plus petite unit mesurable elle sp cifie l cart minimal entre deux l ments de repr sentation C est la taille du pixel en mode maill la d
26. OGIT AD T 4 de arne la l e FES Universit de Marne La Vall e Institut G ographique National Laboratoire COGIT TH SE pour obtenir le grade de Docteur de l Universit de Marne La Vall e Sp cialit Sciences de l Information G ographique pr sent e et soutenue publiquement par Patricia Bordin le 12 d cembre 2006 M thode d observation multi niveaux pour le suivi de ph nom nes g ographiques avec un SIG A Multi Level Observation Method for a Follow up Report of Geographical Phenomena in GIS Directeur de th se L na Sanders Jury Saint Julien Th r se rapporteur Voiron Christine rapporteur Sanders L na directeur de th se Deutsch Jean Claude examinateur Le Men Herv examinateur Salg Fran ois examinateur UMLV Remerciements Je remercie le laboratoire COGIT et son chef Anne Ruas de m avoir accueillie pendant ces recherches Je remercie plus globalement l IGN en particulier Jean Den gre alors directeur de l ENSG de m avoir pouss e dans l exp rience d une th se Jacques Poulain et la direction technique pour la confiance accord e pour mener ces recherches Cette exp rience me permet de proposer des l ments de r ponse aux th maticiens ils ont indirectement contribu l laboration de cette th se en me confrontant leurs probl matiques lorsque J tais responsable de l enseignement en SIG l ENSG Je remercie L na Sanders ma d
27. Or l objet m so le ph nom ne et l agr gation d objets micro poss dant par construction la m me composante g o m trique du fait de la propri t de compa tbilit assur e par de la m thode d agr gation utilis e il en r sulte que les trois portions de territoire correspondant leur emprise respective sont identiques On peut donc les identifier une unique emprise d crite alors par la composante g om trique de l objet m so et ayant pour composante s mantique l ensemble des attributs d crivant l objet m so et l agr gation d objets micro Figure B 2 22 le principe de la m thode d observation multi niveaux dans un SIG 134 Le sch ma de la figure B 2 22 illustre le cheminement formel qui permet d effectuer pratiquement le transfert des attributs de l objet m so et des attributs calcul s pour caract riser l agr gation d objets micro vers la m me portion de territoire la m me composante g om trique Il justifie ainsi l utilisation de la m thode d agr gation par emprise pour mettre en uvre une m thode d observation multi niveaux en effet comme le montre ce sch ma la m thode d agr gation par emprise permet de construire sans d veloppement suppl mentaire des agr gations d objets micro observables conjointement avec la repr sentation de l objet m so Si on simplifie le sch ma g n ral de mise e
28. Quoi Le clic souris saisit la composante g om trique de l objet s lectionn et l affiche en surbrillance a Il permet d acc der simplement sa composante s mantique soit directement la fiche soit sous forme de bulle b man Je V ie AV AGE ET S lection ee la eue es par s lection directe l cran Figure a 4 1 Le clic la souris comme outil de requ tes l mentaires dans les SIG pour observer les objets g ographiques ANNEXES 259 ANNEXES Annexe 5 El ments de discussion sur l hypoth se d emprise constante L observation multi niveaux dans la classification de Sinton 1994 Partant du constat que les applications sur les ph nom nes g ographiques peinent int grer les trois dimensions temporelle g om trique et s mantique Sinton 1978 propose de les classer en fonction du statut octroy chacune en d terminant laquelle est fix e valeur constante contr l e et prend un nombre limit de valeurs mesur e sur des intervalles Reprenant cette approche voqu e dans le paragraphe A 2 4 p 63 nous proposons de situer les applications de la m thode multi niveaux dans cette classification Dans une observation multi niveaux la dimension fix e est la dimension g om trique hypoth se de l emprise constante la dimension contr l e est le temps Les valeurs sont contr
29. fig A 1 11 Pixel la valeur vi Num ro de ligne X max Num ro de colonne Figure A 1 10 Principe d une image raster LI Sp les Pesquiers IEN dE lt gt 2 LAN 4 e mt b hi i a Carte scann e b Photographie infra rouge noir et blanc C Repr sentation statistique par pixel Figure A 1 11 Exemples d images raster 30 Position 0 D M f AN M ridien Position x y z d origine quateur FigureA12 Exemple de coordonn es x y z dans un syst me de r f rence de type euclidien PARTIE Les SIG des outils d di s Aux informations g ographiques Pour r aliser des tudes partir d informations raster on utilise des fonctionnalit s de traitement diff rentes selon que l information est issue de sources radiom triques fig A 1 11b ou de sources statistiques fig A l1 11c Les fonctionnalit s de traitements d image servent r aliser des tudes vari es partir d orthophotographies ex suivi des inondations tude du d veloppement urbain bilan de catastrophes naturelles Elles permettent d identifier et d extraire des objets g ographiques des photographies ex identification de zones inond es de nouveaux habitats de for ts d cim es Pour l analyse des images raster s mantiques la variable repr sent e sur chaque pixel correspondant une variable th matique on utilise alors principaleme
30. l int rieur d un contour il est n cessaire de constuire au pr alable la surface que le contour d limite emprise utilis e pour agr ger les b timents et PARTIE B M thode d observation multi niveaux FigueB2TAa Emprise de r f rence et objets micro agr ger objets micro agr ger les tron ons de route objets micro ps de route gt objets micro b timents emprise de O C Fagregation i E 5 I composante g om trique de l agr gation Nan Toutes les m thodes d agr gations ne poss dent pas cette propri t Comme le montre la figure B 2 8 reprise de la p 127 si l on utilise parall lement la m thode des buffers pour agr ger deux types d objets micro sur une m me portion de territoire alors emprise des deux agr gations obtenues ne seront pas compatibles Par exemple si on consid re les objets micro b timents colonne de gauche et tron ons de route colonne de droite a la construction des buffers l mentaires b conduira des buffers agr g s d emprises diff rentes c qui ne seront pas compatibles d Dans la m thode par emprise la surface d agr gation est d termin e de fa on ind pendante des objets micro Il s agit donc de la d finir Nous allons maintenant montrer qu un choix judicieux de cette surface de r
31. labor sur des informations g ographiques par opposition une requ te simple de type O ou Quoi Il peut s agir de traitements sur la composante s mantique plut t statistiques la composante g om trique tudes morphologiques la composante topologique ex analyses de graphes ou de partitions voire des traitements complexes faisant intervenir plusieurs composantes Analyse spatiale les op rateurs topologiques L analyse spatiale consiste principalement d terminer les interactions spatiales entre les objets g ographiques et partir de ces interactions d river de nouvelles informations Elle repose donc essentiellement sur la d termination d intersections d inclusions de proximit s Den gre et Salg 1996 p 81 Ces diff rentes analyses font appel des expertises math matiques diff rentes des outils et m thodes sp cifiques Le niveau de comp tence requis pour ma triser ces analyses tend les cloisonner et ainsi sp cialiser les d finitions La d finition du terme double analyse spatiale est floue galement parce qu il n a pas de d finition propre dans le domaine technique Sa d finition est d duite de l association des deux termes analyse et spatiale Or 1l existe plusieurs analyses topologique morphologique statistique statique cin matique dynamique dis 5 Dans une exp rience men e au sein du laboratoire COGIT
32. opposer le point de vue technique et le point de vue applicatif sous pr texte d objets distincts fig B 1 7 Pour nous il s agit d y voir une diff rence une relation d alt rit et non un diff rend d saccord r sultant d une diff rence d opinion d une opposition d int r ts entre deux ou plusieurs personnes Et m me le concept de diff rence s av re encore trop fort Le trait de la diff rence marque un bord celui d un ensemble oppos un autre ou oppos au reste rassemblant les gens du m me bord par diff rence avec les autres Sibony 1991 p 141 Il ne s agit pas pour nous de confiner chacun une fonction sp cialis e dans une vision morcel e du processus de construction des connaissances avec d un c t ceux qui auraient en charge la d finition du monde repr sent et de l autre ceux qui auraient pour mission de d finir le monde repr sentant pour reprendre les termes pos s par la th orie g n rale de la repr sentation de Palmer cit e par Hernandez 1995 p 49 45 59 1 ce que l on ferait en voquant la notion g ographique de fronti re ou de cloisonnement La notion d interface est plus riche car elle emprunte au domaine informatique l id e de transfert d informations et la chimie une certaine paisseur de la limite commune mais elle ne nous para t pas convenir non plus Nous lui pr f rons celle d entre deux propos e par 95 PARTIE B E
33. tre des attributs techniques ex date de production nom du collecteur ou des attributs th matiques ex type de rev tement service responsable En revanche comme le mod le du logiciel G oconcept ne propose pas d objet complexe le n de route sera ici associ chaque tron on Dans Bordin 2002 p 127 nous montrons les avantages distinguer les deux tapes de formalisation Cette distinction permet d viter en particulier une sous exploitation des capacit s du logiciel des difficult s dans les changes avec les partenaires un manque de portabilit des donn es et des applications d un logiciel un autre Dans ce qui suit nous ne prendrons pas en compte les variations de mod les propres aux logiciels SIG Nous consid rons que l tape d impl mentation fait partie de la mise en uvre sp cifique de la m thode g n rique et nous posons a priori que le technicien optimisera cette tape qui est de son ressort De m me nous ne travaillerons pas sur l tape de formalisation th matique au cours de laquelle l utilisateur d termine les objets et leurs caract ristiques pertinents pour l observation qu il souhaite mener Nous posons cette tape d analyse du registre du th maticien comme un pr requis l application de la m thode propos e fig B 1 14 L entre deux entit information g ographique donn es D formalisation formalisation 7 Fi impl
34. un suivi d volutions B 3 2 1 1 pouvoir suivre les informations dans le temps sans recourir des mod les et outils sophistiqu s B 3 2 1 2 et ventuellement de pouvoir adopter des caract ristiques d observation pas d observation date d origine de l observation de fa on plus souple B 3 2 1 3 B 3 2 1 1 Des informations adapt es au suivi d volutions La m thode d observation multi niveaux par emprise permet de construire des informations au sens informatique c est dire comme r sultat de traitement de donn es qui poss dent plusieurs qualit s pour servir au suivi d volution les informations sont facilement observables dans un SIG les informations viennent enrichir la description de l objet tudi pour une observation plus toff e les informations donnent des informations de d tails sur l objet tudi pour permettre de suivre des volutions et pas seulement pour observer des changements les informations sont fournies sous forme d indicateurs laiss s l interpr tation de l utiisateur Des informations facilement observables dans un SIG Pr c demment nous avons montr que la m thode propos e permet de cr er des informations suppl mentaires Par construction ces informations viennent d crire l objet au niveau ad quat d observation et la gamme d chelle d utilisation des donn es produites est ainsi adapt e l chelle d observation souhait e
35. zone pavillonnaire nn objet zone pavillonnaire objet pavillon objet zone pavillonnaire FigueA12 Zone pavillonnaire entit objet et objet photographie de J rgen Nefzger PARTIE Les SIG des outils d di s Aux informations g ographiques Pour ces travaux 1l importe en effet de pouvoir distinguer la repr sentation d une entit sous forme d objet g ographique de la repr sentation sous forme d objet informatique EXEMPLE une m me entit g ographique peut tre appr hend e de fa on diff rente Un lieu pour diff rents modes de circulation Un patrimoine entretenir L entit B m Un lieu touristique a un lieu o se produit des accidents route piste cyclable Nb v hicules par heure tron on_route type de voies tron on_route caract ristiques rev tement polygone tron on_route tron on_route s ns d caract ristiques circulation sur le trafic polyligne polyligne olyligne nET CAR EU diff rentes mod lisations informatiques accidents situ Pt routier lieu touristique ponctuel caract ristiques par N caract ristiques oints rapport voint point p points lieu_ touristique surfacique jalonn caract ristiques tron on route PoV Su touristique lin aire caract ristiques caract ristique
36. Agr gation d l ments participant l observation multi niveaux Agr gation partir des objets micro Figure B 2 34 M thode d observation quand il n existe pas d information m so g ographique structurelle Lorsque l on ne parvient pas trouver ou construire une information m so structurelle au niveau m so c est dire qui soit ind pendante des objets micro pour observer le ph nom ne tudi il faut non seulement trouver des informations micro perti nentes vis vis de ce ph nom ne mais galement d finir une strat gie d agr gation en fonction du ph nom ne des objets micro agr g s et ventuellement des autres objets micro susceptibles d tre agr g s Ainsi dans le cas de la figure on constate que l on obtient une emprise tr s diff rentes de celle attendue qui peut m me avoir des trous Pour viter les trous et r cup rer les caract ristiques propres seulement un type d objet micro on peut utiliser une enveloppe appliquer des fonctions de lissage et de filtrage n cessitant alors de savoir choisir les bonnes fonctions les bonnes valeurs de param tres etc Remarque Cet dernier type d agr gation est en revanche tr s bien adapt lorsque l observation ne porte pas en priorit sur une description riche et d taill e du ph nom ne tudi mais sur une observation directe des volutions de l emprise du ph nom ne Il convien
37. Analyses descriptives des volutions pass es Lorsque le regard porte vers le pass les volutions ont d j eu lieu il s agit de les identifier et de les d crire de les restituer voire de les expliquer ventuellement de reproduire le ph nom ne observ en effectuant des tudes statiques cin matiques et ou dynamiques Mutation 1 vente Etat 1 Etat 2 Etat 3 de vers B montant de la propri taire propri taire B propri taire C transaction X valeur V valeur V valeur V surface S surface S surface S surface S etc etc etc etc SON temps A t1 t2 t3 t1 18 Peuquet 2002 p 26 rappelle l exp rience de Clark 1973 qui montre que la description du temps est bas e sur une m taphore spatiale aux propri t s sp ci fiques In general terms this temporal space of everyday speech is linear ordered and directional The time axis then like x y or z axes can be given an arbitrary zero point marking some refe rence base and is asymmetrical about this zero point as in the sense of past present and future pass pr sent futur pass temps futur O0 O O O Mld gt b pass futur O O AgueA219 P erception du temps Le temps est g n ralement per u de 2 fa ons ou bien il d file autour d un observateur statique b ou bien cet individu se d place dans un paysage temporel
38. Eds pp 235 245 Shiyuan et Deren 2004 Shiyuan H Deren L Vector cellular automata based geographical entity in Geolnformatics 2004 Proceedings of the 12th Conference on Geolnformatics University of G vle Sweden 7 9 June 2004 pp 249 256 Sibony 1991 Sibony D Entre deux l origine en partage Seuil collection la couleur des id es 1991 400p Sinton 1978 Sinton D The inherent structure of information as a contraint to analysis mapped thematic data as a case study In Harvard Papers on GIS Vo 7 edited G Dutton Addison Wesley Sp ry 1999 Sp ry L Historique et mise jour de donn es g ographiques application au cadastre fran ais Th se de doctorat s G ographie Universit d Avignon et des Pays de Vaucluse 1999 pp 133 145 Thomas 1996 Thomas I Spatial data aggr gation exploratory analysis of road accidents Accident Analysis and Prevention vol 28 n 2 1996 p 251 264 Tellez et Servigne 1997 Tellez B Servigne S Updating Urban Database with aerial Photographs A common Structuring Methodology Computers Environment and Urban Systems vol 21 n 2 mars 1997 pp 133 145 Timpf 1997 Timpf S Cartographic objects in a multi scale data structure In Geographic Information Research Bridging the Atlantic Edited by M Craglia and H Couclelis London Taylor et Francis 1997 Weber et Hirsch 2000 Weber C Hirsch J Processus de croissance et limite urbaine Cyberg o 5
39. Escher La m tamorphose II 1940 extrait de Ernst 1994 B 3 1 1 2 Caract ristiques d une observation temporelle La caract risation des objets g ographiques pr pare la d finition des composantes des objets informatiques Dans la perspective d un suivi avec un SIG il est important que la formalisation technique puisse int grer au mieux cette caract risation Cette tape constitue en effet l tude pr alable la mod lisation en donn es g ographiques Elle assure une information de pouvoir tre observ e directement dans le SIG cf chapitre B 1 Il s agit ici de saisir les informations essentielles mais aussi les d tails utiles au suivi des objets tudi s La caract risation doit donc tre faite avec des niveaux de d tails suffisants pour saisir des changements insensibles et pas seulement des transformations ou des changements Toutefois pour observer des volutions 1l ne suffit pas de disposer de niveaux de d tails importants Il faut galement que les param tres temporels de l observation pas et date l origine soient adapt s En effet par d finition l volution est graduelle Cependant entre l tat initialement consid r et l tat final l objet peut tre devenu totalement autre La figure B 3 3 illustre ainsi deux tats tr s diff rents pouvant correspondre aux tats avant apr s un changement Rien ne permet de savoir s il s agit d une volution lente ou si l
40. La m thode de cr ation d informations multi niveaux de Boffet 2001 Nous avons vu qu il existe d j une m thode de cr ation d informations multi niveaux p 124 il s agit de la m thode d velopp e par la g ographe A Boffet Cependant son objet tant diff rent du notre nous avons d d velopper une m thode de cr ation d informations sp cifique pour disposer des propri t s qui nous taient n cessaires Nous nous situons toutefois dans le prolongement de ces travaux en particulier nous partageons le constat que La description num rique de l espace est trop pauvre compar e la description g ographique Les r sultats de traitements sur SIG restent trop loign s des besoins des utilisateurs en partie parce que les descriptions num riques de l espace sont souvent peu adapt es Nous avons pour objectif de proposer une m thode de cr ation d informations adapt es c est dire plus proche des besoins des utilisateurs et de leurs applications Boffet 2001 p 67 nous reprenons l id e de d duire des informations sur le niveau d observation principal partir d agr gation d informations un niveau plus fin 125 PARTIE B M thode d observation multi niveaux nous distinguons trois niveaux d observation micro m so macro La m thode d velopp e dans cette th se peut pr senter des similitudes avec celle de Boffet 2001 dans certains cas particulier
41. Nous partons pour cela d une hypoth se la technicit des SIG les tient trop loign s des th maticiens Pour la plupart des utilisateurs le chemin qui les conduirait vers les solutions informatiques pour le suivi des ph nom nes dans un SIG est en dehors de leurs domaines de comp tences centr s autour des ph nom nes qu ils analysent Il en r sulte g n ralement des difficult s mettre en uvre un suivi des ph nom nes adapt les observations sur les volutions sont alors souvent trop sommaires pour alimenter efficacement les mod les d analyses th matiques d velopp s par ailleurs par les utilisateurs Nous stipulons que ce ne doit pas tre aux utilisateurs d aller vers les solutions techniques c est aux SIG de venir aux utilisateurs et de les conduire petit petit vers des solutions de plus en plus INTRODUCTION L Technique art ici entendre au sens de qui appartient un domaine particulier sp cialis de l activit ou de la connaissance Cette origine technicienne a profond ment marqu le d veloppement des technologies de l information g ographique non seulement en termes de domaines d utilisation mais galement dans l ergonomie et dans la conception m me des logiciels et des mod les de donn es Feyt 2004 17 INTRODUCTION techniques certes mais galement de plus en plus performantes Nous proposons pour cela une solution alternative au probl me de suivi avec
42. Regnault et al 1999 Regnault N Edwards A Barrault M Strategies in building generalisation 79th International Workshop on Automated Map Generalization Ottawa Canada 1999 Regnault 1998 Regnault N G n ralisation du b ti Structure spatiale de type graphe et repr sentation cartographique Th se de doctorat s Informatique Universit de Provence 1998 Reuchlin 1990 Reuchlin M Psychologie PUF huiti me dition 1977 679p Rey 1998 Les territoires centre europ ens Dilemmes et d fis L Europe m diane en question Lectio g ographie Eds V Rey 1998 pp 14 19 Rey 1996 Rey V Un espace entre deux in Europes orientales G ographie Eds R Brunet Belin Reclus 1996 pp 10 28 Ribardi re 2005 Ribardi re A Pr carit sociale quand les mailles s en m lent Th se de doctorat s G ographie Universit de Paris I 15 12 2005 Ruas et Musti re 2005 Ruas A Musti re S Bases de donn es g ographiques et cartographiques diff rents niveaux de d tails Le monde des cartes Revue du Comit Fran ais de Cartographie n 185 2005 pp 5 14 Ruas et Bianchin 2002 Ruas A Bianchin A Echelle et niveau de d tail in A Ruas Ed g n ralisation International Journal on GIS vol 12 n08 p 789 803 Ruas 2002 Ruas A G n ralisation et repr sentation multiple Information g ographique et am nagement du territoire Herm s Lavoisier 2002 247 BIBLIOGRAPHIE
43. University of Glamorgan 5 8 9 2005 Wales UK 2 Dans une formulation proche de celle de Couclelis 1998 qui note que Though treated separatly Aristote time and space are intimaly connected through motion nous dirions que Though time and space are intimately connected through motion they are treated separatly 3 Le premier mod le de mise jour dit par snapshots s inspire ainsi directement de la mise jour des cartes ou des photographies a riennes une nouvelle version ou clich pour chaque mise jour le temps ne sert qu estampiller les diff rentes versions ind pendantes de la m me base de donn es Le lien originel des SIG avec la carte est aujourd hui encore tr s fort Il continue influencer beaucoup d utilisateurs dans leur fa on d appr hender les SIG de concevoir leurs applications et ce m me si la cartographie n est pas leur objectif principal Cette analogie qui soutient l utilisateur d butant dans le domaine de la g omatique l accompagne parfois lorsqu il est plus exp riment Ainsi Langran 1993 dans son ouvrage de r f rence sur le temps dans les SIG Time in Geographic Information Systems s appuie galement sur la m taphore cartographique et fait r f rence la cartographic time 4 ll est a noter d s pr sent que la plupart des mod les utilis s dans les SIG n int gre pas les v nements en tant que tels Les v nements sont les faits temp
44. ZHP se faisant par ann e la composante g om trique d une parcelle peut tre duplhiqu e plusieurs fois autant de fois qu il existe d ann es de r f rence o la parcelle est ZHP Les parcelles de type pavillonnaire depuis 1982 engendreront ainsi cinq ZHT diff rentes une pour chacune des dates qui n auront aucun lien informatique entre elles Contrairement aux parcelles dans le MOS que l utilisateur peut suivre facilement gr ce la structure sp cifique de cette base le suivi automatique des ZHP ainsi construites ne pourra se faire qu l aide de d veloppements sp cifiques composante s mantique 14 Ces d veloppements peuvent porter sur la mise en place d outils d appariement Mais il existe une alternative plus simple qui consiste attribuer un identifiant chaque parcelle elles n en poss dent pas puis de cr er un attribut identifiant de la parcelle d origine lors de la duplication de la composante g om trique L identi fiant de la parcelle associ e la date de r f rence des ZHI permet alors de suivre la parcelle au travers des ZHI successives sauf si l une des dates la parcelle change d occupation des sols Dans ce cas le suivi de la parcelle est interrompu 109 PARTIE B Entre donn es et ph nom ne observ EXEMPLE 2 Les zones d accidents routiers La gestion des accidents est une application qui donne lieu des recherches
45. affichage cartographique cf figure a 2 3 et surtout a 2 4 L affichage cartographique papier participe probablement aussi au maintien de la notion de couche En effet au moment d imprimer on constate qu un th me correspond souvent une couche couleur ex le bleu pour le th me hydrographie le bistre pour les courbes de niveaux le vert pour la v g tation cf figure a 2 1 Configurateur Hz Types E Champs 5 Fiche Valeurs O Minifiche fi Commune Al gil Limite Nouveau Type MH Voie ferr e Nouveau Sous type Carrefour Complexe j w Nouvelle couche Autoroute Quasi utoroute R m m Bretelle enommer Route 2 Chauss es cr Route 1 Chauss e S Chemin Escalier ou Passerelle Sii gt M F Cr er des objets locauy amp pparences aux chelles logiques F Interdire la cr ation d objet Choisir un Sous type dans un Type pour afficher ses apparences chaque chelle Couches R organiser Ajouter Enlever Descendre Annuler F villes F ocean F dept Carte BEE Conf le des Couches E F ocean Annuler A A Affichage Etiquettes UFPA r T T Couches r R organiser HatLink Ajouter Enlever Monter Descendre Aide Figure a 2 4 La couche dans Mapinfo quivalente un calque Cet exemple illustre jusqu o l organisation par couche th me peut devenir te
46. aider les utilisateurs mettre en uvre des CONCLUSION ET PERSPECTIVES 239 CONCLUSION ET PERSPECTIVES m thodes d observation qui comme pour le MOS conviennent au suivi des ph nom nes particuliers qu ils tudient et comme pour le NHGIS permettent d int grer des caract ristiques nombreuses et vari es Enfin envisageant par ailleurs l int gration des SIG dans le processus d aide la d cision nous voulions que les SIG soient capables ult rieurement de d couvrir des informations nouvelles qu ils ne se contentent pas de restituer de fa on labor e les informations qui ont t confi es sa gestion Nous avons ainsi d s le d but de la th se chapitre A 1 situ s les SIG par rapport aux outils d cisionnels Nous avons alors constat que dans ces outils les fonctions de gestion des donn es de restitution de ces donn es et de d couverte de donn es nouvelles taient assur es par des noyaux logiciels diff rents Reprenant l id e de cette modularit nous avons con u la m thode pour qu elle reste ouverte Sur les techniques d analyses de donn es en datamining en tant qu outils de fouille de donn es par excellence mais galement sur les m thodes et les outils d analyses g om triques la caract risation de la morphologie et de la topologie constituant par ailleurs un apport singulier des SIG L analyse de ces deux composantes leur permet en effet de produire des caract ri
47. ambiance urbaine par exemple le tron on de rue s anime de plus en plus le soir de plus en 226 Figure C 25 Parmi les commerces les cellules vides sont des objets symptomatiques pour l ambiance l CA Figure C 26 L animation par le d cor au travers des rideaux de fermeture 20 probablement influenc en cela par les d lais de production et d int gration des donn es g ographiques plus le dimanche de moins en moins t t etc Ce genre d observation journali re ou hebdomadaire rappelle les tudes en Time geography Des travaux dans ce domaine apporteraient probablement des l ments pour approfondir cette partie de notre tude Par ailleurs on pourrait introduire d autres crit res d observation portant sur des indicateurs du m me type relatif d autres temps cycliques par exemple le temps des saisons Pradel 2005b C 4 3 Mise en uvre de l observation de l ambiance urbaine C 4 3 1 Propri t s d un indicateur Une tape importante pour observer des ph nom nes g ographiques dans un SIG consiste construire des indicateurs de suivi Pour que ces indicateurs soient exploitables 1ls doivent poss der certaines propri t s fig C 28 ils doivent tre transposables dans le temps pour observer diff rentes poques et dans l espace pour consid rer diff rents sites soumis au ph nom ne l existence d un indicateur ne doit d pendre ni du lieu ni de la
48. celle des supports g om triques celle des supports d observations temporelles n introduisent des erreurs trop importantes dans les observations 11 Certains logiciels SIG offrent la possibilit de mod liser dynami quement certains attributs elle assure la continuelle actualit de l attribut automatiquement au prix cependant de l crasement syst matique des anciennes valeurs Cela consiste mod liser un attribut sous forme de fonction utiliser des formules plut t que des valeurs constantes Typiquement les indicateurs que nous construisons seraient susceptibles d une telle mod lisation sous r serve d une observation uniquement statique ou sinon d un mod le d archivage sp cifique 12 La mise jour en continu qui consiste mettre en place des structures de veille pour identifier au plus t t les changements intervenus sur le terrain et les entrer en temps r el dans les bases de donn es convient particuli rement bien aux utilisateurs En effet elle assure une plus grande homog n it de l actualit de la base au cours du temps et elle permet l utilisateur d adopter un pas d observation adapt ses besoins Le pas de collecte des informations pouvant tre consid r comme nul l utilisateur n est pas contraint d adopter un pas coincident avec un pas d observation qui ne lui conviendrait pas En fait l introduction des changements en temps r el devrait perme
49. changement changement suppression g om trique identit s mantique et cr ation Identification des changements Reconstitution de la s rie des tats c1 Versonnement d objet sans description totale Une s rie des tats partiels d un objet peut tre reconstitu e automatiquement en s lectionnant identificateur constant les objets par ordre croissant de num ro de version La description changement it ati one n Pb a U a E Crete de chaque tat ne comporte que les valeurs d attributs qui ont t g om trique s mantique 2 modifi s Les objets cr s sont ceux dont le num ro de version est 1 Les Id V1 objets d truits sont ceux dont pour lesquels la date de suppression est non vide et le num ro de version est maximal gt N f A P 4 a Aa Es Pour un tat d objet fix on acc de directement sa p riode de 0 9 s 5 nr A 5 6 pate A objet B validit par requ te sur le couple date de cr ation date de ROUE ARS ERP PDO LR E En PEER EE RES D CEES CN PRE E ER EEEI SE E ERP ER Ci Es DEN EE Et LE LR CR CEE CEE ES Ctrl P suppression d d2 d d d A chaque changement de version l objet subi un changement ou une destruction pour conna tre sa nature il suffit de regarder la les composantes et attributs concern s La s rie des tats d un objet peut tre reconstitu e automatiquement en s lectionnan
50. de la repr sentation l ann e enti re Elle correspond une date un ponctuel 48 5 Remarque Dans l espace temporel la dur e repr sente l emprise temporelle des v nements quivalent de l emprise au sol des objets g ographiques tandis que la date qui est un ponctuel dans l espace temps est l quivalent de la localisation par exemple par le centroide des objets g ographiques 6 Le temps incompressible n cessaire la collecte des informations de mise jour soul ve des probl mes sp cifiques pour les producteurs de donn es En particulier certains v nements participant l volution du territoire ont une dur e telle qu ils n cessitent des sp cifications propres Il s agit par exemple d v nements dont la dur e de vie est inf rieure au temps des mises jour ils ne sont alors pas pris en compte Par exemple l information sur la pr sence d un chantier par essence temporaire peut tre devenue obsol te la sortie de la nouvelle version des donn es Cette remarque peut conduire d finir une autre granularit temporelle con ue comme la dur e minimale que doit durer un fait pour tre saisissable Cette granularit simple d finir dans le cas de mises jour r guli res ex l v nement doit durer au moins un cycle de mise jour demande une r flexion th matique plus importante dans le cas d une mise jour dite en continue o tout changement signi
51. de la surface totale et que la pente du terrain ne soit pas trop importante elle doit tre inf rieure 5 Sinon les surfaces perm ables se comportent quasiment comme des surfaces imperm ables la pluie n a pas le temps de p n trer dans le sol 1l devient alors n cessaire de prendre en compte leur contribution au ruissellement Cette approximation Cra C revient ne consid rer que la contribution des zones imperm abilis es au ruissellement et supposer que cette contribution s effectue avec des pertes n gligeables En se pla ant dans les conditions de validit du mod le de Caquot une m thode de suivi du coefficient d imperm abilisation dans un SIG constituerait alors un outil d aide la gestion voire d aide la d cision pour les hydrologues et les am nageurs C 3 1 2 Observation de l imperm abilisation des sols L observation de l imperm abilisation des sols dans un SIG ne soul ve a priori pas de probl me conceptuel En effet 1l est ais de mod liser les zones imperm abilis es en information g ographique et de construire des donn es pour les repr senter leur emprise sur le terrain s identifie facilement partir d une photographie a rienne ce qui permet de les obtenir sous forme de donn es g ographiques par simple num risation cf figure C 12 De plus visuellement il est simple de suivre leurs volutions en comparant deux tats diff rents cf figure C 13 La p
52. diaires l 0 PE d comme mauvais indicateur de rectilignit Ex1 NV ammm Faz Fe Ex2 EDS ZTN 4 N m me tron on num ris par deux personnes diff rentes Figure B 2 54 Un bon et un mauvais indicateur de la rectilignit 158 Indicateur de complexit des formes C p rim tre surface Q C ILR LR a day C l16 a2 LI 6a 18 2 a2 12a 144 5 5 a2 AgueB2 55 Exemples d indicateurs de complexit de forme PARTIE B M thode d observation multi niveaux Si ces premiers indicateurs sont insuffisants pour r pondre aux besoins l utilisateur pourra alors se tourner vers des indicateurs plus labor s qu il trouvera pr sent s dans les travaux de recherches d di es par exemple les travaux en g n ralisation de Regnault 1998 ceux de Duch ne et al 2003 sur l orientation des b timents Fritsch 1997 sur la sinuosit des tron ons de routes etc Objets l mentaires pertinents pour le D termination de l information m so structurelle ph nom ne Analyses Analyses morphologiques morphologiques Information m so structurelle composante Objets micros composante s mantique enrichie d indicateurs morphologiques s mantique enrichie d indicateurs morphologiques construire extraire Caract risation de objet m so g ographique Emprise au sol du ph nom ne
53. diverses certaines travaillent identifier les sites dangereux Huguenin Richard 2000 d autres cherchent tablir des liens entre les accidents et leur contexte Millot 2003 Sch matiquement elle repose sur la volont d identifier les sites dangereux et d en comprendre l origine Par exemple on cherche conna tre les tron ons dangereux avec des tudes de localisation relative des accidents par rapport aux tron ons faisant appel la topologie et la g om trie et tudier les causes des accidents avec des tudes statistiques sur les horaires le type de v hicule le taux d alcool mie etc Il ne s agit donc pas seulement de les visualiser et de les localiser gr ce une repr sentation cartographique mais bien d effectuer des analyses r f rence spatiale Cependant partant du besoin de repr sentation visuelle la mod lisation du probl me est souvent influenc par l exp rience cartographique En particulier le nombre de variables tant limit en cartographie entre autre pour des raisons de lisibilit il arrive que l on choisisse d agr ger certaines informations alors que ce choix ne s impose pas dans les SIG Ainsi dans le cas des accidents on peut d crire les tron ons de route par le nombre d accidents survenus en un an sur la portion de route cf la carte fournie en 1992 par la DDE de Haute Garonne pour illustrer les r sultats obtenus gr ce au SIG fig B 1 21 C
54. e pas de primitive g om trique A Q information support Y caract ristiques dont l information localis e information localis e Information localis e e aract ristiques s mantiques d une information support information support caract ristiques dont l information localis e est associ e L information localis e n a pas de composante g om trique propre c est L primitive g om trique l information support qui op re la localisation primitive g om trique Y caract ristiques attributs information g ographique par nature composante s mantique composante g om trique information par nature information par nature caract ristiques est associ e L primitive g om trique FigureB 1 17 Mod lisations conceptuelles compar es des diff rents types d informations g ographiques primitive g om trique L information par nature poss de sa propre composante g om trique EXEMPLES Les donn es de l INSEE sur les flots ont t con ues comme des informations localisables En effet les donn es s mantiques peuvent tre livr es ind pendamment de la composante g om trique En revanche lorsque l on joint les deux composantes de l information g ographique lot l aide de l identifiant fourni l lot devient une information par nature Dans le MOS les zones d habitat individuel sont des informations localis es voir
55. e r elle la p riode de temps s parant deux versions de la base peut tre d un an alors que le changement s est effectu sur un mois sur deux ans etc L introduction de m tadonn es peut pallier ce manque Les m tadonn es qualifi es souvent de donn es sur les donn es regroupent g n ralement sous forme d un fichier compl mentaire des donn es contenant des informations utiles la description de la base de donn es ou des donn es qu elle contient Il existe plusieurs niveaux de m tadonn es fig A 3 13 Au niveau d taill on peut introduire des informations sur les changements effectu s sur les donn es pour pr ciser leurs causes ou leur dur e mais aussi qui a collect l information ou qui l a introduit dans la base de donn e etc Niveau d taill Niveau des objets ex information f ex description des K les valeurs Avenier ieme objets mesures qualit s d attributs sur ex description des etc leurs sources etc th mes de leur contenu T de leurs sources etc Niveau g n ral ex emprise syst me de r f rence gamme d chelles mesures de qualit etc Figure A 3 13 Diff rents niveaux de m tadonn es extrait de Bordin 2002 p 179 A 3 3 Deux approches pour r aliser une observation temporelle dans un SIG Les mod les d impl mentation des mises jour les outils et m thodes pour reconstituer des informations sur les changements et
56. et donc par la suite les moyens mettre en uvre pour le faire Certes 1l existe des cas simples o une m me information peut servir la fois pour la localisation du ph nom ne l agr gation des informations l mentaires l enrichissement des informations descriptives 138 PARTIE B M thode d observation multi niveaux Par exemple l enceinte industrielle qui existe dans la BD TOPO sous forme d information par nature surfacique peut servir la localisation directe et l observation du ph nom ne de d veloppement conomique agr gation des entreprises l enrichissement des informations descriptives en apportant ses propres caract ristiques ex superficie pour d crire le ph nom ne Dans ces cas particuliers l observation statique du ph nom ne tudi ne soul ve alors pas de difficult s avec un SIG Cependant la m thode doit permettre de r pondre des cas plus complexes o chacune de ces fonctions peut faire appel une information diff rente parfois inexistante Nous distinguons cinq situations fig B 2 29 oui Cas a 6 Aea L objet m so oui gt Cas b1 existe On peut utiliser pore oui Cas b2 non gt un autre D autres objets objet m so m so g ographiques g ographique Don existent qui On peut construire 4 Cas cl forment une partition un objet m so de l emprise structurel Cas c2
57. figure B 3 19a et dans une approche technique nous d finissons 5 cat gories de changements en fonction des changements l mentaires pouvant intervenir sur ces composantes cf figure B 3 19b La cr ation une nouvelle information est introduite La destruction une information existante est supprim e L identit une information existante reste la m me en tout point sur l ensemble de ses caract ristiques comme dans la figure B 3 19b o rien ne semble avoir chang sur les quais depuis le d but du si cle La modification s mantique une information existante subit des modifications sur sa composante s mantique ex changement de la valeur de l attribut fonction du b timent qui de gare devient mus e La modification g om trique une information existante subit des changements sur sa composante g om trique ex changement de forme d un b timent La figure B 3 6 pr sente un cas limite de modification g om trique o l ensemble du b timent est d truit sauf la fa ade ser 17 On retrouve ici les deux repr sentations duales pouvant tre utilis es pour une observation cin matique partir des tats partir des mutations cf A 2 P 44 2 E gt et s mantique wi M s mantique maas LEE LE 2 Se modification modification s mantique s mantique r NAE j C o o t Me d 8 de 2 E a E i Figure B 3 18 Expl
58. la courbe C t est d crite par les coordonn es de ses points en fonction dun param te u ind pendant du temps fig a CO X X X U 1 Les caract ristiques g om triques de la courbe s expriment en fonction des d riv es partielles de X par rapport u Dans un contexte discret une repr sentation explicite implique un chantillonnage de la courbe Une repr sentation implicite o tout instant t la courbe C t est d crite comme la ligne de niveau z ro dune fonction scalaire f sufisammentr guli re fig b C U X HX D 0 PARTIE Etudes de ph nom nes g ographiques L approche discr te pr sente les ph nom nes comme une succession de faits distincts les uns des autres d crits individuellement fig A 2 3 La s rie des mises jour d une carte donne un exemple d une telle description La figure A 2 4 pr sente ainsi l volution de l occupation des sols entre 1982 et 1990 partir de trois repr sentations d tats du territoire obtenues partir de la base MOS Mode d Occupation des Sol de PIAURIF habitat individuel Figure A 2 4 Le ph nom ne repr sent comme une successions de faits l exemple de l occupation des sols repr sent e par une s rie de cartes La d finition de Janet peut s entendre avec des faits temporels qui concernent des v nements Cependant la pr sentation g n rale s appuiera sur des faits spatiaux appel s tats comme dans l e
59. leur support g om trique commun tant alors la composante g om trique servant repr senter la portion de territoire utilis e comme emprise de r f rence Par exemple si l on consid re comme dans la figure B 2 17a l emprise d une zone de r f rence repr sent e par le polygone en hachures et deux ensembles d objets micro diff rents alors la figure B 2 17b montre comment l emprise en hachures permet de s lectionner ind pendamment deux sous ensembles d objets micro les b timents dans la premi re colonne et les tron ons de route dans la seconde auxquels on peut associer une composante g om trique commune celle de l emprise ayant servis les agr ger 130 agr gation d objets micro se regroupent dans compos s mantique compos g om trique FigueB2I4 Agr gation partant des objets micro FigueB215 l agr gation spatiale par emprise FigueB216P rincipe de l emporte pi ce On notera ici que dans un emporte pi ce ce qui est donn n est pas une surface mais un contour et celui ci permet ensuite de s lectionner une surface Dans la m thode d agr gation propos e nous partons indif f remment d un contour ou d une surface car dans le SIG lemporte pi ce sera de toute fa on traduit sous forme d une surface En effet la plupart des SIG raisonnant sur des objets l int rieur de surface et non sur des objets
60. mantique objet micro compos s mantique compos g om trique z Y compos g om trique Figure B 2 48 Sch ma des op rations composant la m thode d observation multi niveaux dans le cas on l on souhaite effectuer une analyse plusieurs niveaux Cette mise en uvre diff renci e de la m thode d observation multi niveaux pour le cas o l information m so structurelle est donn e sous forme d une partition permet d obtenir les m mes indicateurs au niveau m so 1 que l application standard d laborer des indicateurs suppl mentaires issus de la caract risation des agr gations du niveau 2 En particulier elle offre la possibilit de conserver l information d une homog n it des parties au sein d un tout qui ne le serait pas Par exemple si une zone pavillonnaire r unit plusieurs lots on peut tudier de fa on ind pendante les groupes de b timent situ s dans chacun de ces lots voir figure B 2 49 Cela peut nous permettre d extraire les structures que l on perd dans le passage d un niveau l autre Mathian Piron 2001 p 72 De plus cela nous permettra par la suite d observer de fa on diff renci e l volution de chaque partie et d tudier leur participation l volution globale du ph nom ne par exemple est ce que l ensemble est homog ne Figure B 249 E tude de lots participant une zone pavillonnaire
61. maticiens prendre de meilleures d cisions car fond e sur une connaissance plus d taill e les prendre au bon moment gr ce un suivi en temps r el et les suivre dans le cadre d un processus de feed back pour les corriger Le SIG serait con u comme un outil de veille sur le territoire 1l fournirait des indicateurs pour suivre les volutions pour mesurer les carts entre les r sultats attendus et ceux obtenus pour observer les ventuels effets secondaires de ces d cisions et en r gime stationnaire pour voir appara tre des informations aberrantes comme d ventuels signes pr curseurs de ph nom nes mergents Cette fonction de veille ne se confond pas avec celles de gestion et de restitution des informations g ographiques dans les outils d cisionnels ces fonctions de gestion sont d ailleurs assur es par un autre syst me que PEIS le datawarehouse La fonction de veille implique de mettre en uvre des fonctionnalit s d analyses morphologiques topologiques statistiques pour construire les indicateurs Mais surtout elle requiert des capacit s de gestion temporelle plus labor es que celles disponibles en standards dans les logiciels de SIG Objectifs fix s pour la th se Dans cette th se nous proposons de construire une m thode g n rique pour permettre aux utilisateurs de d cliner des m thodes sp cifiques de veille pour suivre les ph nom nes particuliers qu ils tudient
62. objet g ographique observ la dimension s mantique est une variable mesur e qui prendra la forme des indicateurs produits par la m thode pour caract riser l objet observ Une fois l objet g ographique observer d termin par le th maticien nous consid rons son emprise au sol comme une entit g ographique portion de territoire et nous la prenons alors comme variable fixe Nous montrerons que de fa on fondamentale cela nous permettra d assurer le suivi automatique des mutations En effet d une certaine fa on la m thode que nous proposons g n ralise le principe des observations temporelles th matiques classiques celui ci consiste s appuyer sur la stabilit dans le temps d une partition de r f rence pour lui attribuer les diff rentes valeurs prises par une caract ristique comme la ligne d un tableau dans lequel on a cr e des colonnes pour accueillir les diff rentes dates de valeur Un exemple typique est l observation des volutions du recensement par commune la partition stable est le d coupage communale auquel on attribut les diff rentes valeurs des variables recens es Cependant les donn es d crivant les partitions classiques ne sont pas forc ment adapt es pour observer les ph nom nes Ribardi re 2005 Par exemple le nombre de pavillons dans une commune ne permet pas de savoir combien il y en a dans une zone pavillonnaire particuli re et les donn es d crivan
63. rents niveaux mais galement des observations temporelles de comparer des tats diff rents Comme pour le MOS cette base de donn es est con ue d s l origine pour observer des volutions Si les derniers recensements am ricains s appuient sur une partition commune situation traditionnelle des bases de recensements ce n est plus le cas lorsque l on remonte plus avant dans le temps les territoires anciens tant trop diff rents des territoires actuels Le travaux de MacMaster 2006 consistent profiter du fait que les modifications sont essentiellement des densifications pour r troactivement tel le MOS propager les sous parttionnements de la partition support la plus riche la plus r cente vers les donn es les plus anciennes Apr s une r allocation des donn es attributaires au sein des sous partitions l utilisateur disposera alors d un support unique qui lui permettra d effectuer des suivis d volutions au travers des trois derniers si cles Cependant dans cet exemple comme pour les autres recensements les unit s g ographiques observ s sont des unit s administratives qui conviennent des donn es de recensement mais pas forc ment n importe quel ph nom ne g ographique 65 PARTIE Etudes de ph nom nes g ographiques 66 AS A 3 1 1 Observation de la dimension temporelle Pour observer la dimension temporelle dans un SIG les utilisateurs op rent souvent comme avec des car
64. resser Vmz et ainsi de suite jusqu la premi re version Vi En reprenant en sens inverse la suite des tats ainsi reconstitu s on obtient alors les tats successifs de l objet observ Cette reconstitution demeure toutefois assez lourde Ainsi bien que ce mod le permette de reconstituer automatiquement des volutions d objets g ographiques les utilisateurs lui pr f rent souvent le mod le par snapshots plus sommaire Ils trouvent plus simple d effectuer des analyses visuelles car ce mod le est con u pour limiter le volume de donn es stock es mais au d triment de la facilit d acc s aux diff rents tats des donn es PARTIE Observation temporelle dans les SIG Les quatre pages suivantes constituent les quatre parties de la figure A 3 9 Figure A 3 9 Comparaisons de mod les de gestion des mises jour et saisie des changements Cette figure tente de r sumer dans une pr sentation unifi e les avantages et inconv nients des quatre mod les pr sent s La pr sentation du mod le par historique lui fait suite 717 PARTIE Observation temporelle dans les SIG Mod les et variations Donn es et tats des donn es al Snapshot sans attribution de la date d estampillage g n rale aux donn es Plusieurs versions de la m me base cree nominal COOKIIE ose ocean KOOT P d d d d d5 Une date est affect e chaque ensemble de donn es Rien ne permet
65. s mantique compos s mantique n compos g om trique compos s mantique compos g om trique compos g om trique d finir compos g om trique sert de support sert de support transfert ses caract ristiques agr gation d objets micro agr gation d objets micro r unit r unit sert LE compos s mantique compos s mantique compos s mantique compos g om trique compos g om trique compos g om trique Figure B 2 43 Traduction sur les donn es du principe g n ral de la m thode d observation multi niveaux dans le cas o l emprise est donn e par l union de composantes g om triques d informations g ographiques Dans le cas b2 on agr ge les objets micro sur la base d une seule emprise qui correspond l emprise au sol du ph nom ne donn e sous la forme d une union de composantes g om triques d informations g ographiques dites m so structurelles Niveaux Exemples d objets d analyse g ographiques Au lieu de se ramener au cas g n ral il peut tre plus judicieux d exploiter niveau m so 1 Ex autrement cette situation particuli re nous proposons de ne pas consid rer celui E les informations m so structurelles uniquement comme des objets o5 m thodologiques et de ne pas les exploiter seulement pour d finir pei e Sa AT l emporte pi ce Nous sugg rons de les consid rer comme des objets LE AH m so structurels m so g ographiques part enti re
66. s de Marne la Vall e sont satisfaisants Il ne peuvent cependant pas tre g n ralis s aux zones dens ment urbanis es car les constructions de nouveaux b timents correspondent alors plus souvent des op rations de renouvellement urbain destruction puis cr ation qu de v ritables cr ations Dans le second cas nous utilisons des donn es issues de techniques d appariement Ces techniques qui restent en grande partie du domaine de la recherche ouvrent des perspectives concernant des observations de ph nom nes plus dynamiques Elles nous ont permis de 1c1 de disposer de donn es d volutions d taill es sur la nature de chaque changement de 210 PARTIE C Cas de mise en uvre et d application donn es cr ation destruction mais aussi mutation g om trique et ou s mantique En parall le nous exploitons le mod le temporel du MOS pour tester une m thode d analyse statistique sur les mutations ou couples d tats successifs qui nous a permis ici de d gager des tendances g n rales sur l volution du ph nom ne d urbanisation tudi Cette m thode d analyse pourrait tre reproduite pour d autres ph nom nes recens s dans le MOS ex suivi des grandes emprises d activit s des surfaces commerciales C 2 2 3 Donn es utilis es l ments techniques Pour caract riser les zones pavillonnaires nous avons utilis deux bases de donn es diff rentes La premi re la
67. utiisation en l occurrence les utilisateurs principaux du syst me sont les op rateurs charg s de mettre jour les donn es sur le terrain Cependant la mise en uvre d un tel PARTIE Observation temporelle dans les SIG 16 Il s agit du projet Unification des bases de donn es men par F Fuchs 87 PARTIE Observation temporelle dans les SIG syst me requiert de nombreuses comp tences informatiques en mod lisation en conception en programmation etc Elle implique une expertise sp cifique en information g ographique pour mobiliser organiser et d velopper les ressources des logiciels SIG et autres syst mes L ensemble de ces comp tences n est pas toujours la disposition des utilisateurs th maticiens C est pourquoi pour proposer une solution pour observer des ph nom nes g ographiques dans les SIG nous avons choisi une autre approche qui ne repose pas sur l exploitation des capacit s informatique des SIG une approche m thodologique A 3 3 2 Approche m thodologique vers une m thode pour laborer des donn es de suivi dans un SIG Pour proposer une solution au probl me de suivi de ph nom nes g ographiques dans un SIG nous proposons de revenir au principe de base qu il faut des donn es pour utiliser des SIG Il s agit donc ici de disposer de donn es d crivant le ph nom ne que puissent tre observ es et suivies dans le temps avec un SIG Pour r pondre ce besoin no
68. y opposer En revanche si le positionnement choisi pour ces recherches est l entre deux la m thode propos e quant elle se situe r solument dans le domaine technique il s agit de travailler sur la mod lisation des objets g ographiques dans les SIG pour une meilleure exploitation la fois des fonctionnalit s d analyses et des informations contenues dans les composantes g om triques s mantiques et topologiques L objectif final est de permettre aux utilisateurs de disposer d informations nombreuses et facilement exploitables pour suivre des ph nom nes g ographiques La d finition de l analyse spatiale ou plut t de l analyse r f rence spatiale pour r server le terme d analyse spatiale la g ographie qui l emploie d j dans un sens pr cis doit s appuyer sur celle des g ographes par exemple celle de D Pumain En effet cette d finition existe et elle est op rationnelle elle est la r f rence commune de nombreux utilisateurs contrairement une analyse spatiale plus technique qui semble d pendre des domaines techniques dont sont issus les outils et m thodes employ s cette d finition constitue un point d entr e vers de nombreux domaines th matiques l analyse spatiale est employ e par bien d autres disciplines que la g ographie en conomie spatiale ou science r gionale histoire agronomie arch ologie sciences de l en
69. 1984 1990 1994 1999 lui a permis d tablir le graphique de la figure a 7 1 Ce graphique distingue les types d occupations des sol en fonction d une part de leur stabilit instabilit qui mesure la tendance rester du m me type ou au contraire se transformer en un type d occupation des sols diff rent et d autre part de leur attractivit r pulsivit qui mesure le fait que de nombreux types d occupation des sols tendent se transformer en un type particulier o au contraire tendance d un type particulier se transformer en de nombreux autres types r sultats non publi s On remarque alors la tr s grande stabilit de deux occupations des sols particuli res 150 et 600 les parcelles ayant ce type d occupation des sols restent avec cette occupation des sols m attractives n1 r pulsives c est dire aucun autre type d occupation n est devenu 150 ou 600 il s agit des cimeti res 600 et des berges 150 Le type 30 en revanche est instable et tend se transformer en diff rents types d occupation des sols il s agit des surfaces en herbes agricoles terres labour es tandis que le 340 est quant lui plut t stable et attractif il peut provenir de divers types d occupation il s agit de l habitat collectif continu haut Les zones d habitat individuel sont cod es 300 lorsqu il s agit d habitat individuel et 310 pour l habitat individuel identique On constat
70. 1984 ou d individuel group UNCMI Par la suite nous d signerons par l expression maisons en rang e tout ensemble de maisons individuelles accol es regroupant au moins deux maisons IS1O GI De fa on g n rale la maison individuelle d signe une habitation de type pavillon ou une maison int gr e un groupe de maisons en rang e 209 PARTIE C Cas de mise en uvre et d application 1 type d sordonn 2 type ordonn Dans les zones de type d sordonn une grande partie des pavillons ont t construits entre 1894 et 1954 Leur forme est vari e et leur agencement dans l ilot n est pas organis Le r seau routier est rectiligne m mm 0 Les zones de type ordonn 1954 1970 sont g n ralement tr s uniformes compos es de pavillons de forme rectangulaire desservis par un r seau routier rectiligne uooahoog AC ao coa nHn00o0An0nn n n a a a G a G G E Co om me Lo Lo Eu Von aqaa o O0 00 0080 00 De Le eo me me om mm oA o o m D copi Tp gannan 4 type group Les zones de type en grappe depuis les ann es 70 se caract risent par des rues sinueuses ou en impasse Il existe plusieurs versions de zone en grappe les zones en raquette en arborescence LUE Dans les zones de type group les maisons en rang e dominent Remarque Un autre type de zone existe dit ouvrier qui n a pas t pris en compte ici
71. 2 Exploitation d analyses morphologiques La composante g om trique contient implicitement de nombreuses informations sur la forme des objets g ographiques fig B 2 53 Les analyses morphologiques permettent de les extraire Regnault et al 1999 Ruas 19991 Duch ne 2004 Surface 12 79 Largeur minimale 0 64 Nombre de points 32 Concavit 0 564 Compacit 0 241 longation 0 882 Figure B 2 53 Description d un polygone b timent Regnauld et al 1999 Leur explicitation n cessite g n ralement des d veloppements De fait les analyses morphologiques restent souvent sous employ es et le potentiel de la composante g om trique sous exploit par les utilisateurs de SIG Pourtant 1l existe des analyses simples mettre en uvre Par exemple fig B 2 54 et fig B 2 55 On peut quantifier la rectilignit d un tron on de route en utilisant le ratio Distance entre les deux points extr mit s du tron on longueur totale du tron on donn e par le SIG Indicateur de rectilignit I d 1 1 0 9 En revanche le nombre de points interm diaires dans le trac de la ligne qui pourrait sembler un bon indicateur ne convient pas il d pend de la longueur de la polyligne et m me en introduisant une pond ration par cette longueur la pratique montre qu un m me objet selon l op rateur qui le num rise peut avoir une r solution spatiale assez variable Le nombre de points interm
72. 2 23 The representation of geographic data in various formats extended from Sinton 1978 and from Langran 1993 Exemple Dans une carte topographique la dimension temporelle est fixe la date retenue correspond la mise jour les attributs la composante s mantique sont contraints par les sp cifications en revanche l emprise au sol et la localisation des entit s topographiques sont mesur es sur le terrain par des proc d s photogramm triques pour d finir la composante g om trique Exemple Dans une image raster la dimension temporelle est fix e elle correspond la date de prise de vue de l image La localisation est contrainte par le maillage de l image en revanche la valeur attribu e chaque pixel varie en fonction du niveau de couleur mesur Dernier exemple Dans les rapports m t orologiques la localisation est fix e elle correspond la station m t o la dimension temporelle est contrainte elle d pend des relev s en revanche la valeur de temp rature ou de la pression peuvent varier dans un intervalle de valeurs Remarque Dans la figure les donn es d occupations du sols Soils data sont caract ris es par un temps fixe correspondant la date de mise jour une localisation mesur e les parcelles d occupations des sols ne sont pas d termin e et des attributs contr l s ils prennent g n ralement leur valeur parmi un nombre fini de codes sp cifi s par la l gende
73. 2 56 la caract risation suppl mentaire issue de l analyse morphologique vient directement enrichir la description 159 PARTIE B M thode d observation multi niveaux du ph nom ne Si ce sont des objets micro fig B 2 57 alors par agr gation ces indicateurs serviront construire des informations de tendance ex longation moyenne concavit moyenne rectilignit moyenne et des informations d homog n it Introduire des analyses morphologiques en compl mentarit avec l application de la m thode d observation multi niveaux revient travailler avec des donn es initiales plus riches Exploiter ces analyses dans la phase de caract risation de l agr gat permet d obtenir par ailleurs une gamme plus large d indicateurs cf figure B 2 57 en particulier des indicateurs sur la r partition de l agr gation dans son emprise En effet ces indicateurs tant par d finition essentiellement g om triques les analyses morphologiques sont les moyens sp cifiques pour les construire ex la qualification des espaces vides cf fig B 2 58 Figure B 2 58 D termination des espaces non construits 1 S lection de tous les b timents l int rieur de la zone 2 Construction d un buffer autour de chacun des b timents valeur prise ici 10 cette valeur fait partie des param tres qu il faut d terminer avec l aide d un th maticien 3 Construction de la surface
74. 5 non gt 2 du ph nom ne dans le SIG Construction d un ind pendamment objet m so structurel non gt dans le SIG partir d un type d objets micro des objets micros Figure B 2 29 Diff rents cas pour d finir l information m so structurelle 139 PARTIE B M thode d observation multi niveaux a Il existe une repr sentation de l objet d observation principal sous forme d information par nature objet m so Ce cas est le plus simple fig B 2 30 c est celui qui nous a servi expliquer le principe g n ral de la m thode L information m so g ographique objet m so sert galement d information m so structurelle sa composante g om trique devient un support naturel pour agr ger les objets micro utilis s pour caract riser le ph nom ne Quand il existe une repr sentation de l objet observ sous forme d information g ographique par nature gt Information Information g ographique m so structurelle zone pavillonnaire zone pavillonnaire alors sa composante g om trique peut servir d information m so structurelle o E informations micro E E i g o b EA Gp amp atiments g E Ea g 2 E g A O cou o D Int gration des objets micro extraction de la utilisation de composante l information constitution de EA m so structurelle hi l agr gation aa S E E M L objet observ Information
75. Figure A 1 4 De l entit aux codes informatiques diff rentes repr sentations Dans le processus de conceptualisation n cessaire la mise uvre d une observation d entit s g ographiques avec un SIG nous proposons de distinguer plusieurs tapes fig A 1 4 la formalisation th matique part des entit s elle s lectionne caract rise formalise des objets g ographiques Cette tape est celle qui permet au th maticien de mod liser les entit s en objets g ographiques caract ristiques en fonction des observations et analyses qu il veut r aliser la formalisation technique consiste mod liser des objets g ographiques en objets informatiques qui correspondent aux mod les utilis s dans les SIG Cette tape s appuie sur des comp tences en g omatique elle permet de d finir des objets informatiques composantes o les composantes comprennent des caract ristiques s mantiques d une part et des caract ristiques sur la localisation des objets d autre part l impl mentation adapte la mod lisation des objets informatiques aux particularit s du mod le du logiciel SIG retenu pour effectuer les traitements ex codage explicite de la topologie dans ArcInfo pas mod lisation de la 3D dans MapInfo types d attributs g r s Cette tape s appuie sur des comp tences en informatique et sur la connaissance du logiciel SIG utilis apr s l instanc
76. Historical Geographic Information System http wWww pop umn edu about brochures nhgis pdf consult le 17 10 2006 Les observatoires du territoire http wWww 1et1 fr obsterri_accueil htm consult le 6 6 2006 Introduction l informatique d cisionnelle http www commentcamarche net entreprise business intelligence php3 consult 10 10 2006 EDP et volution de forme 2D Yoann Juge et Nicolas Rougon 1998 http www eph int evry fr horain atelvir Segmentation EvolutionContours index html consult 4 7 2006 L oc an sous toutes ses facettes wwwW Jason oceanobs com html kiosque dossiers alti facettes_fr html consult le 18 10 2006 G osimulation hypergeo free fr article php3 1id_article 3 11 consult le 18 10 2006 Analyse spatiale g n ralit s http hypergeo free fr article php3 1d_article 38 consult le 18 10 2006 De l ordre dans le d sordre http crits vains com doxa tri01 htm consult le 15 10 2006 Les scientifiques et les proph tes http www larevuedesressources org article php3 1d_article 465 consult le 18 10 2006 Yann Artus Bertrand La France vue du ciel http wWww yannarthusbertrand com yann2 affichage php reference T VDCZ 20FR_27 amp pais Francevueduciel consult le 24 9 2006 PLU le projet www lacub com projets plu Fichiers rapport_de_presentation PLU_B3_ _ arrete 07 01 05 _zone_u_42a65 pdf consult le 19 10 2006 Variation de l imperm abilisation entre 1982 et 1999 env
77. Par exemple f o Nombre de b timents dans la portion de territoire peut tre utilis e dans le cadre d une observation cin matique d une zone pavillonnaire pour obtenir la valeur de la caract ristique surface moyenne des b timents de la zone Dans un deuxi me temps Pour chaque date t nous calculons la valeur fk opt de chaque caract ristique fk pour l ensemble des objets micro o t r sultant de l agr gation par emprise la date t Les fk tant consid r es comme des attributs de la portion de territoire associ e l objet m so g ographique les valeurs fk 0i t correspondent alors aux tats de ces attributs aux dates t fig B 3 9 1v Enfin apr s identification de l objet m so g ographique la portion de territoire qu il occupe fig B 3 9 v les caract ristiques sont int gr es aux attributs de l objet m so g ographique et leur valeur aux diff rentes dates t sont alors consid r es comme les tats de ces attributs pour les diff rents tats de l objet m so g ographique fig B 3 9 vi Au final nous obtenons diff rents tats temporels de l objet g ographique tudi o chaque tat est d fini par l ensemble des valeurs prises par les indicateurs la date correspondante 180 9 Dans l Annexe 6 nous pr sentons cette tape en utilisant une formulation math matique d taill e plus rigoureuse qui int gre sous forme
78. SIG Ph nom nes g ographiques M thode g n rique ai pour observer 2 des ph nom nes g ographiques Q Paide dle donn es dans wun SIG SIG Bases de donn es an an i Bases de donn es sur les commerces instanciation ph nom ne Ambiance urbaine H et niveau de fonctionnalit s standards a g ographique a Donn es de la BDtopo M thode sp cifique Imperm abilisation des sols Fonctionnalit s labor es K adapt e pour observer un ph nom ne g ographique particulier D i Donn es d occupation des sols MOS l aide de domn es sp cifi es Urbanisation pavillonnaire et Donn es de la BDtopo dans un SIG Fonctionnalit s standards et labor es SIG Cas d une Jeu de donn es application zone g ographique logiciel de SIG et soumise un fonctionnalit s sp cifiques ph nom ne g ographique Donn es produite par la CCI de Lilles Application Lo SION donn e Deux tron ons de rue w et donn es recueillies sur le terrain E de la m thodle d velopp e Lille rue Esquermoise 2 Fonctionnalit s du logiciel Maplnfo pori observer n lieu Jon G nes Italie via Madalena a un ph nom ne g ographique particulier qu Fonctionnalit du logiciel G oconcept dans un SIG Logiciel de statistiques R Donn es BDtopo Lagny Ouest 1993 et 1999 Base Mos sur Marne la Vall e de 1982 1999 Fonctionnalit s standards et d velopp es dans le logiciel G oconcept Donn es BDTopo Lagny Oue
79. Sous r serve d un nombre d objets O observ s suffisant on pourra alors tudier les corr lations entre les j On cherchera partir des vecteurs f k o k varie s il existe des corr lations entre les caract ristiques fz a 6 3 Principe d une observation multi niveaux cin matique formul sur un objet unique Pour une observation cin matique sur un objet unique on consid re les diff rents tats O de cet objet O aux diff rentes dates f On note F l emprise de O c est dire l emprise de O la date 262 Par hypoth se nous avons pos que tait constante On la notera donc par E Soit 0 les objets micro contenus dans la version la date de la base des donn es micro utilis es pour effectuer l observation multi niveaux On d finit alors de mani re analogue aux cas pr c dents les agr gations A des objets micros contenus la date t dans l emprise E de O A Oi wi pE E Contrairement aux F les A n ont pas de raison d tre constantes dans le temps Ainsi pour chaque date et chaque A correspondant on calculera la valeurs des indicateurs fonctions jf On les notera alors LE f A f loi oipe E et de E Par construction on peut alors consid rer la suite f ff p variant comme une s rie temporelle et tudier pour l objet O l volution dans le temps de chaque indicateur fx sur O ou encore l volution des vale
80. Telle un emporte pi ce Agr gation d l ments existe sous forme m so structurelle l information m so structurelle participant l observation d information par nature est utilis e pour multi niveaux objet m so agr ger les objets micro Figure B 2 30 M thode d observation multi niveaux quand l objet m so existe 140 PARTIE B M thode d observation multi niveaux b La repr sentation de l objet m so n existe pas b1 On peut parfois trouver dans les bases de donn es un autre objet g ographique pour jouer le r le d information m so structurelle N ayant pas de repr sentation sous forme d information par nature on ne dispose pas non plus de la composante g om trique n cessaire pour agr ger les objets micro Dans certains cas cependant avec l aide d un th maticien on peut trouver un objet g ographique qui poss de une emprise compatible avec l objet d observation principal et qui dispose d une repr sentation sous forme d information par nature La compatibilit des emprises permet alors apr s identification des emprises d utiliser la composante g om trique de ces nouveaux objets pour construire les agr gations d objets micro utiles la caract risation du ph nom ne tudi fig B 2 31 Par exemple l emprise de certains quartiers correspond celle d une zone pavillonnaire Le quartier peut alors servir d informati
81. adaptative les fabricants d ORACLE syst me de gestion de bases de donn es emploi le terme de scalibility la place de l adaptabilit 213 PARTIE C Cas de mise en uvre et d application C 3 Le ph nom ne d imperm abilisation des sols Le ph nom ne d imperm abilisation des sols participe d un ph nom ne plus g n ral le ph nom ne d urbanisation Les am nageurs s y int ressent en particulier lorsqu il s agit de dimensionner les syst mes de drainages en pr vision des risques d inondation et de pollution des eaux pluviales cf figure C 10 Dans cette application nous l appr hendons sous cet angle et nous proposons de le suivre l aide d un indicateur principal le coefficient d imperm abilisation Cet exemple d application apporte un clairage sur l une des tapes principales de la m thode d observation propos e la construction des indicateurs de suivi Il montre qu il est possible d effectuer des analyses qui ne se r duisent pas des simples requ tes spatiales en exploitant les fonctionnalit s des SIG et en int grant des fonctionnalit s externes provenant par exemple d outils statistiques Dans le cadre de ces recherches cette application forme avec la suivante deux illustrations contrast es prouvant que la m thode peut s adapter des profils d utilisateurs diff rents Pour un suivi bureautique de ph nom nes g ographiques ou pour des utilisateurs
82. agr gation d informations micro b timents Figure B 2 28 Information m so g ographique m so structurelle Par exemple les informations g ographiques zones pavillonnaires sont m so g ographiques lorsqu on s int resse la superficie des zones pavillonnaires Elles sont m so structurelles lorsque leur composante g om trique est utilis e pour agr ger un ensemble de pavillons fig B 2 28 La zone industrielle est une information m so g ographique quand on recherche la date de cr ation de la zone industrielle et une information m so structurelle quand on utilise sa composante g om trique pour agr ger les zones imperm ables l mentaires Il importe que l information m so structurelle soit appr hend e au niveau m so ind pendamment des objets micro Sa composante g om trique doit permettre d agr ger les objets micro mais elle doit viter de r sulter d une telle agr gation pour pouvoir assurer la compatibilit avec les autres agr gations d objets micro possibles B 2 5 2 3 Types d informations m so structurelles suivant les conditions de l application Si nous avons choisi d attribuer un terme sp cifique chaque fonction de l information au sein de la m thode d observation c est pour lui permettre d tre g n rique la sp cification des fonctions permet en effet de d composer le processus et de mieux identifier les probl mes r soudre
83. avons alors ainsi pu identifier un certain nombre de b timents nouveaux identifi s en rouge dans l extrait de carte de la figure a 7 10 Cette hypoth se ne serait videmment pas valide en milieu urbain dense o la cr ation de nouveaux b timents est essentiellement de type renouvellement urbain En revanche dans le cas qui nous int ressait elle s est av r e tout fait pertinente comme lont montr les r sultats d une tude comparative avec des donn es fournies par Arnaud Braun issues d une m thode d extraction des volutions plus labor e et plus performante Seulement 7 des b timents quelconques nouveaux n ont pas t identifi s par la m thode l mentaire mise en uvre Les figures qui suivent pr sentent deux exemples de cr ation non identifi e par la m thode l mentaire propos e que la m thode d appariement Braun 2004 a permis de r v ler Elles montrent les limites de la m thode d appariement utilis e qui repose sur une hypoth se de d veloppement urbain tr s sp cifique 22 ANNEXES a Ajouter la s lection Remplacer la s lection is l oi Figure a 7 11 M thode d appariement pour l identification des changements sur le b ti La m thode et les outils d appariement mis en uvre par Arnaud Braun ont permis d identifier des cr ations de b timent que la m thode par superposition ne permettait pas de d celer en raison de la su
84. ce qui contribue une animation th matique et notamment les types de commerces pr sents dans le tron on de rue tudi Certaines activit s marquent en effet en terme de standing et ou de sp cialisation une banque ou un bijoutier n ont pas la m me connotation qu une centrale de t l phonie ou un sex shop de fa on moins marqu e des commerces d alimentation n ont pas le m me sens que des commerces vestimentaires Cette approche similaire celles du g omarketing utilise des r f rences semblables pour d finir des indicateurs En particulier nous exploitons une typologie proche de celle employ e par l INSEE entre autres pour cat goriser les commerces les codes NAF Nomenclature des Activit s Fran aises Elle permet de caract riser le tron on de rue en fonction de l activit commerciale Par exemple elle permet de recenser le nombre de marchands de meubles codes 36 1 et de pr ciser s il y a des restaurants code 55 3 Elle permet de regarder s il existe une grande diversit de magasins ou au contraire si PARTIE C Cas de mise en uvre et d application 19 En fait la d finition de l objet m so structurel demand un travail suppl mentaire de mod lisation En effet le voisinage a d abord t envisag sous forme de buffer cf p 143 mais pour mieux correspondre l emprise r elle des boutiques dans les parcelles nous avons d cid de construire un voisinage plus
85. ces emprises objets m so structurels pertinents Figure B 2 45 Premi re partie de la m thode d observation multi niveaux dans le cas o il existe une information m so structurelle sous la forme d une partition application de la m thode g n rale la partition Dans un second temps les objets m so structurels jouent alors le r le d informations micro et sont agr g s selon l emprise du ph nom ne donn e par l union de leur composante g om trique cf figure B 2 47 Cette agr gation est son tour caract ris e pour fournir des indicateurs au niveau d observation principal le niveau m so 1 cf figure B 2 48 ba E Informations micro Int gration des objets micro M thode d observation multi niveaux objets micro Les objets m so agr g s de niveau 2 deviennent des objets d observation par exemple dans des cartes th matiques L objet m so agr g de niveau 1 peut servir l observation synth tique et la localisation du ph nom ne B246 Trois niveaux d analyses enrichissement des compatibilit s lection individuelle des constitution des caract ristiques r P 2 NS des emprises informations a A agr gations d observation au m so structurelles D m m amem E niveau m so2 J gt i M S s SU HT D gt 6 r Partition d informations Chaque information Chaque objet m so de
86. chacune des versions consid r es puis de comparer les deux listes de cl s On sait alors que les objets g ographiques dont la clef MDS a chang ont t modifi s entre les deux versons de la base A l inverse tout objet g ographique dont on retrouve la clef dans les deux listes est rest strictement identique dans les deux versions de la base On obtient ainsi facilement les non changements ou changements de type identit La journalisation La journalisation consiste enregistrer au fur et mesure l ensemble des commandes informatiques qui sont effectu es sur une base pour en modifier des donn es Partant de l tat initial de cette base il suffit de lancer la suite des commandes enregistr es dans le journal pour reproduire la suite des op rations qu elle a subie et obtenir ainsi au final l tat le plus r cent de la base La mise en uvre d un tel journal implique certains d veloppements pour saisir inscrire et g rer les transactions dans un fichier d di ou table de stockage Le syst me peut tre sophistiqu par exemple en s lectionnant les interventions enregistr es ex on n enregistre pas les op rations de zoom sur la carte qui ne correspondent pas une modification vraie de la base mais plut t une op ration de confort de visualisation Le journal donne un acc s direct tous les changements op r s sur la base mais il reste factuel 1l les d crit mais ne donne pa
87. choisir de caract riser un zone pavillonnaire partir des b timents mais aussi partir des tron ons de routes des parcelles des habitants autant d agr gations qui peuvent servir pour produire des descripteurs suppl mentaires Ainsi pour proposer une m thode g n rique d observation statique de ph nom nes g ographiques avec un SIG qui puisse produire des informations observer et qui soit proche de l observation des th maticiens il ne reste plus qu trouver une solution simple impl menter pour les utilisateurs qui leur permette de g rer conjointement deux repr sentations du m me objet dans un SIG B 2 2 1 La gestion de multiples repr sentations dans les SIG De leur origine cartographique les SIG ont h rit une mod lisation discr te des repr sentations en fonction des chelles les repr sentations correspondant des chelles d observation diff rentes existent ind pendamment les unes des autres dans un mod le quivalent pour l espace au snapshots pour le temps Ainsi si les outils de zoom avant arri re donnent l impression d un passage continu d une repr sentation une chelle une repr sentation une chelle proche dans les faits 1l s agit toujours de la m me base de donn es et un changement d chelle plus marqu implique alors une rupture sous forme d un changement de base de donn es Il existe trois fa ons de concevoir
88. comme l voque Brunet et al 1992 le regard sur un ph nom ne et son tude prennent des formes diff rentes si l on cherche identifier des formes ou structures comme Kant ou si l on tente de d couvrir des lois comme Lautr amont Pour Brunet et al 1992 l objet de la g ographie englobe l ensemble de ces tudes La g ographe tudie des ph nom nes des syst mes et des processus En nous inspirant des sciences physiques et des diff rentes approches du mouvement nous proposons avec Durand Dast s 2005 de distinguer trois types d tude de ph nom nes en fonction de l interpr tation de la dimension temporelle l tude statique comparative reposant sur des instantan s l tude cin matique qui d crive le mouvement l tude dynamique qui tente d expliquer le mouvement 13 Dans le chapitre B 2 nous montrerons que les SIG peuvent pr senter toutes les donn es lorsqu elles sont dans le m me syst me de coordonn es mais que cela n implique pas que la pr sentation soit pertinente En effet il faut galement que les chelles de repr sentations soient compatibles des donn es au 1 100me ne peuvent s afficher avec des donn es au 1 1 000 000 C est le probl me du multi chelle en cartographie num rique qui ne se confond pas avec le probl me de l chelle d observation en g ographie Plus pr cis ment il importe que les donn es soient coh rentes entre elles q
89. d attributs pour ces objets Ainsi pour le r seau routier de l exemple pr c dent pour identifier les changements s mantiques l utilisateur devra r aliser x couples de cartes pour pouvoir observer les changements sur les x attributs ex le nombre de voies le classement de la route le sens de circulation d crivant le r seau routier dans la BD TOPO fig A 3 3 Figure A 3 3 Identification visuelle des changements s mantiques intervenus sur les tron ons de routes de la BD TOPO 69 PARTIE Observation temporelle dans les SIG A 3 1 2 Observation de ph nom nes g ographiques Le suivi d un ph nom ne g ographique implique de pouvoir prendre en compte la dimension temporelle dans l observation cf paragraphe 2 1 3 La qualit d une observation de ph nom nes g ographiques dans un SIG d pend donc de sa capacit int grer cette dimension Or les SIG d di s aux informations spatiales sont mal adapt s la gestion et l analyse des informations spatio temporelles Ainsi Langran 1993 p 4 note Some aspects applications are impossible stricly because they can be perform only by temporal GIS which does not currently exist tandis que Peuquet 2002 constate Part of this issue the spatio temporality involves the representation of space time dynamics something that historically has been ignored in GIS but has always been integrated in proces
90. d objets math matiques 2D fig D 1 il est d licat d effectuer des analyses dynamiques dans un SIG car elles requi rent de pouvoir faire le lien entre les causes et les effets entre les v nements objets temporels et les objets spatiaux et entre leurs caract ristiques respectives Apr s avoir distingu plusieurs types de suivi de ph nom nes chapitre A2 nous avons propos de d velopper une m thode de suivi qui ne porte pas sur la r alisation d analyses dynamiques du moins pas directement concevant le suivi comme une surveillance attentive et continue dans son cours nous avons cherch une m thodologie pour laborer des outils SIG qui puissent servir la fois de base de connaissances et de tableaux de bords d outils de comparaisons et de veille Nous avons vis l laboration d applications pour produire des informations utiles la construction aux tests puis la validation des mod les explicatifs et ensuite pour mettre en vidence les sp cificit s locales dans une perspective spatiale l apparition de faits nouveaux dans une perspective temporelle AgueDL Comment concevoir la 3D dans un univers 2D www math ttu edu current tetc2002 CONCLUSION ET PERSPECTIVES Int gration des SIG dans les processus d acquisition de connaissances sur les ph nom nes g ographiques Ainsi d s l origine de ces travaux de recherches il nous a paru important de f
91. d observation suffisamment fin pour saisir des changements Ce qui sera int gr dans le chapitre B 3 sous la forme L introduction d un niveau d observation plus fin peut aider saisir des volutions de d tails A 2 2 Etude de ph nom nes T t dans ce chapitre nous r v lons la nature et la forme de l observation d velopp e dans ces travaux une observation partir d tats qui permette un Suivi automatique des mutations pour d crire des ph nom nes Dans ce paragraphe nous situons cette observation parmi les tudes temporelles et spatiales de ph nom nes pour montrer comment elle peut participer aux analyses de ces ph nom nes Dans un premier temps nous introduisons la notion de syst me de r f rence pour voquer les diff rents regards port s sur les ph nom nes Elle nous sert galement introduire une typologie des tudes de ph nom nes proche des sciences physiques centr e autour du statut du mouvement Nous nous appuyons ensuite sur cette typologie pour pr ciser la m thode d observation propos e Dans un second temps nous justifions a posteriori le mod le temporel implicitement retenu pour les observations la ligne orient e Puis nous nous situons parmi les tudes temporelles en confortant la proposition d une observation descriptive des volutions pass es 2 2 1 Etudes de la dimension spatiale L observation d un ph nom ne s inscrit g n ralement da
92. d un ph nom ne g ographique devient alors l tude de la dimension s mantique et de la dimension spatiale en fonction de la variable temps l objet tant fix 64 1Q CK AgueA22 L objet etles trois dimensions d observation d un ph nom ne g ographique PARTIE Etudes de ph nom nes g ographiques A2 3 Vers une m thode d observation des ph nom nes g ographiques l aide de SIG Dans le chapitre suivant nous posons les limites des mod les temporels dans les SIG en particulier nous constatons la difficult de suivre des mutations et l impossibilit de saisir des v nements avec les mod les utilis s en standard par les logiciels SIG Partant de ce constant et en nous inspirant de m thode d observation en g ographie nous proposerons dans la deuxi me partie de construire une m thode d observation dont les objectifs sont enrichir les observations statiques des volutions pass es du ph nom ne chapitre B 2 et surtout permettre ces observations statiques de devenir cin matiques en Ssimplifiant le calcul automatique des mutations chapitre B 3 cette m thode devant ainsi permettre d effectuer des tudes d volutions de ph nom nes g ographiques o le temps est une variable contr l e qui d pendra des dates de mises jour des bases de donn s utilis es la dimension spatiale est une variable mesur e dans la mesure o le th maticien choisira l
93. d Urbanisme de la R gion lle de France Nous l avons exploit e pour mettre en uvre nos travaux Elle illustrera ainsi un certain nombre de points tout au long de cette th se 3 Nous d finissions un v nement comme un objet temporel Il se caract rise par Sa localisation dans le temps son emprise temporelle sa dur e ses caract ristiques s mantiques ex sa nature son amplitude son nom etc Sa localisation spatiale Il se pr sente comme le pendant dans l espace temps des objets dans l espace g ographique Par exemple l v nement caract ris par date 2005 emprise temporelle 24 8 05 1 9 05 caract ristique s mantiques type cyclone nom Katrina cat gorie 5 localisation spatiale Louisiane Mississippi Alabama et ouest des Etats Unis 43 PARTIE Etudes de ph nom nes g ographiques m habitat individuel EI autre 1982 Figure A 2 6 Le film une repr sentation discr te du mouvement sous forme d une succession d tats 2 1 3 Repr sentation discr te du mouvement suivi d volutions l aide de mutations La repr sentation discr te par mutations consiste introduire explicitement les informations concernant les changements entre deux faits gurauan eion cf figure A 2 7 S N S N m t1 t2 t3 temps FigueA27 Le ph nom ne repr sent par la s rie des mutations op rants sur les tats Etat 1 4 Une mutation
94. d indices diff rents les variations du temps tp de caract ristique consid r e fk des objets micros agr g s oi ainsi que de l objet m so observ 0 PARTIE B Suivi de ph nom nes g ographiques avec un SIG l La portion de territoire l associ e l objet est pos e comme constante constante Il Il Soient les versions vi de la base de donn es micro t t 1 t 2 temps Il les donn es sont agr g es en fonction de l emprise de l objet m so IV On calcule la valeur des caract ristiques fk pour chaque ensemble agr g d entit s V Apr s identification la portion de territoire commune VI on transfert les caract ristiques calcul es sur les agr gations l objet m so g ographiques observ dans le SIG t t 1 t 2 temps Figure B 3 9 Mise en uvre de la m thode multi niveaux pour une observation cin matique 181 PARTIE B Suivi de ph nom nes g ographiques avec un SIG Nous allons maintenant constater que sans intervention suppl mentaire la s rie des observations statiques obtenue par cette m thode permet d effectuer une observation d taill e des volutions de l objet suivi dans un SIG Il existe un lien simple exploiter et automatisable entre les diff rents tats tats d objet ef tats de caract ristiques qui permet ainsi une observation cin matique fine dans un SIG Un lien im
95. dans ces donn es au risque sinon pour les bases de donn e de devenir obsol tes L int gration de la dimension temporelle est alors principalement une op ration de maintenance temporelle sur les bases de donn es Cette op ration est appel e la mise jour D un point de vue technique la mise jour permet d tablir un lien entre l observation des donn es et celle du ph nom ne g ographique tudi Cependant elle n quivaut pas l introduction de la dimension temporelle elle demeure fondamentalement technique Des d finitions mettent en avant cet aspect Ainsi Dell Erba et Libourel 19971 Sp ry 1999 p 77 80 la pr sente sous forme d volutions de sch mas et ou de donn es rappelant que les changements introduits dans les donn es ne r sultent pas uniquement d volutions sur le terrain Ils peuvent galement correspondre des aspects techniques de maintenance et de gestion des donn es Il existe plusieurs types de mises jour de PARTIE Observation temporelle dans les SIG Technicien Th maticien Donn e Objet g ographique Changements volutions Le temps Le temps comme comme source param tre d tude d obsolescence comme composante FigueA34 Diff rences de points de vue entre techniciens etth maticiens 5 L actualit fait partie des crit res servant qualifier la qualit d une base de donn es tout comme la pr cision g om trique ou s mantique l exhausti
96. dant elle m me une composante g om trique explicite Le chapitre B 2 nous permet d envisager diff rentes solutions pour pallier ce manque de donn es utilisation des lots routiers comme autres donn es supports pour agr ger les b timents utilisation des relations de voisinage pour construire des clusters d objets g ographiques auxquels associer les indicateurs C 2 2 2 Exploitation d velopp e de la m thode g n rique La seconde mise en uvre introduit des l ments de sophistication au sein des deux tapes principales de la m thode qui consistent respectivement construire de nouveaux indicateurs d observation statique suivre l volution de ces indicateurs dans une observation cin matique Dans cette application nous introduisons de nouveaux indicateurs nous utilisons pour cela des analyses d velopp es qui int grent en particulier des aspects morphologiques relevant du b ti et du r seau routier Pour laborer ces indicateurs nous exploitons des donn es suppl mentaires sur le r seau routier et nous proc dons des analyses g om triques qui n existent pas dans les logiciels de SIG Les indicateurs calcul s sur la forme du b ti concavit longation et sur le type des tron ons de route rectiligne impasse nous servent ainsi r aliser une typologie des zones pavillonnaires en fonction de leur style architectural d sordonn ordonn en
97. de changements respectivement un changement g om trique la date d2 pas de changement d3 un changement s mantique d4 une destruction avec cr ation d un nouvel objet d5 a Mod le par snapshot FigueA37 Diff rents mod les pour int grer les mises jour 73 PARTIE Observation temporelle dans les SIG faciliter les requ tes temporelles l mentaires telles que Quels sont les objets pr sents la date d Quels sont ceux supprim s apr s d etc Le mod le par snapshots ou par estampillage de la base de donn es Le mod le par snapshots qui reprend la m taphore de la prise de vue instantan e est le mod le le plus l mentaire cf figure A 3 8 Dans ce mod le la mise jour d une base de donn es est con ue comme un processus ponctuel pendant lequel l ensemble des donn es est mis jour avec pour r sultat une base de donn es jour Cette base sorte de repr sentation statique ou d instantan une date d fix e dite date de mise jour est archiv e en tant que version de la base la date d La livraison des mises jour consiste alors fournir des duplicata de cette base archiv e Les diff rentes versions de la base se succ dent alors sans qu il existe de lien automatique entre les diff rentes versions celles ci tant con ues comme des jeux de donn es autonomes La simplicit du mod le expl
98. de cr ation de b timents est n cessaire pour qu un espace agricole soit consid r comme espace urbanis Ces solutions ne permettent pas d observer des nuances de saisir les subtilit s utiles la prise de d cisions Une autre application des SIG de type observation est toutefois envisageable qui pourrait galement accompagner l utiisateur dans le processus d aide la d cision Elle ne n cessite pas de d velopper les capacit s d analyses dynamiques des SIG mais seulement de d velopper leurs capacit s restituer aux utilisateurs les informations dont ils ont besoin pour les r aliser Elle d l gue l utiisateur l identification et l analyse dynamique des processus mais elle lui fournit plus d informations et des informations adapt es pour le faire Cette application qui ressemble celle d un tableau de bord est essentielle aux outils d aide la d cision dans les outils d cisionnels cette fonction est d ailleurs assur e par PEIS executive information system Permettre aux SIG d assurer cette fonction les aiderait voluer du statut de structure informatique de gestion des informations g ographique vers le r le plus strat gique d outils de suivi de ph nom nes g ographiques Par ailleurs en d veloppant leur capacit fournir la fois des informations plus nombreuses et plus d taill es sous forme d indicateurs simples suivre dans le temps ils pourraient aider les th
99. doive d velopper une solution technique de suivi d volutions sophistiqu e 1l est d licat pour lui d tablir les sp cifications n cessaires l interpr tation des modifications Ceci est particuli rement vrai lorsque les donn es produites sont g n riques destin es un grand nombre d utilisateurs et d applications Une interpr tation pr suppose d une part d tre capable de statuer sur la continuit de l objet g ographique tel qu observ par le th maticien il faut donc dans certains cas tre tr s proche de l utilisateur final et d autre part d tre capable de suivre cet objet au travers du filtre de la formalisation technique de l objet g ographique l objet informatique Une interpr tation g n rique des donn es d volutions par le producteur non utilisateur peut d s lors dans certains cas non pas r duire le gap mais au contraire l accentuer en rigidifiant le cadre d interpr tation rendant plus d licate pour l utilisateur l interpr tation automatique des changements en terme d volutions En conclusion les solutions techniques pour l utilisateur consistent soit se lancer dans la production initiale des donn es qu il souhaite observer Cela lui permet de sp cifier le mod le temporel qui lui convient mais demeure une solution longue co teuse et en partie redondante par rapport aux bases de donn es d j existantes w soit d
100. dont les tapes s inscrivent dans des domaines diff rents fig B 1 10b voir les diff rents sens pris par l objet g ographique Le double terme analyse spatiale consid r l entre deux nous semble proc der des deux cas Domaine de comp tences D1 ERT fait r f rence D finition 1 POPR fait r f rence D finition 2 gt a F d ration des d finitions Domaine de comp tences D2 Domaine de E ait r f rence 5 D finition 1 U OR comp tences D1 2 ait r f rence D finition 2 RUES ER Domaine de D1 Domaine de comp tences D2 Jait mue 7 comp tences D finition 1 D finition 2 r f rence b Mise en compl mentarit des d finitions Domaine de comp tences D2 processus Etape A Etape B gt requiert des dans yan Domaine de comp tences D3 gt D1 o D2 r f rence comp tences D finition 2 D finition 1 D fiiion 2 D finition 3 Domaine de fait comp tences r f rence D1 requiert des D finition 1 D finition 2 comp tences dans DNS Domaine de r f rence comp tences D2 Figure B 1 10 D finition l entre deux d un terme con u par ailleurs de fa ons vari es Approche technique Dans le domaine technique des logiciels SIG le terme d analyse spatiale est souvent employ pour d signer un traitement
101. e uniquement la portion de territoire fig B 2 67 Les objets g ographiques deviendraient alors des caract ristiques de la portion de territoire des informations localis es cf p 106 ayant pour support la portion de territoire Ainsi des objets qui partageraient la m me portion de territoire seraient assur s de partager la m me composante g om trique Leur repr sentation serait ainsi compatible ce qui r duirait certains probl mes de repr sentations multiples fig B 2 68 Sur la base d une portion de territoire commune on pourraient transf rer des caract ristiques d un de ces objets vers un autre chaque objet tant alors consid r comme la m me portion de territoire vue d un point de vue th matique particulier cf p 94 par exemple si la m me portion de territoire est support la fois d une unit de recensement d une zone de PLU d une zone topographique l urbaniste pourra int grer l ensemble des caract ristiques pour disposer d une vision plus riche de cette unit urbaine Tel est conceptuellement le principe mis en uvre dans la m thode d observation multi niveaux Le fait d introduire la portion de territoire entre l objet g ographique et sa composante g om trique apporterait par ailleurs un l ment de souplesse suppl mentaire dans la formalisation technique En effet si l introduction de l o
102. emprise du ph nom ne ou l une de ses parties qui ait du sens par rapport au ph nom ne tudi int grer La m me sgi z m i portion de territoire B 2 5 2 2 Utilisation du concept d information m so d crite par des structurelle caract ristiques issues de sources diff rentes Lorsque l on ne poss de pas de donn es directes pour d crire le ph nom ne 1l peut tre int ressant de choisir pour information m so structurelle des informations g ographiques existantes ex un lot pour l urbanisation pavillonnaire une zone industrielle pour l imperm abilisation des sols voir Partie C qui m me si elles ne sont pas directement li es l objet d observation souhait peuvent correspondre un niveau d observation compatible L aide d un th maticien est requise pour d terminer des objets pertinents pour le ph nom ne tudi leurs caract ristiques propres peuvent alors servir caract riser le ph nom ne Par exemple si on s int resse une zone pavillonnaire mais que l on ne dispose pas de donn es sur cet objet on peut choisir d utiliser des lots pour d finir son emprise et utiliser ensuite les caract ristiques de ces flots d crivant leurs habitants pour caract riser la zone pavillonnaire Ainsi une m me information g ographique peut avoir plusieurs fonctions au sein de cette m thode tre une information g ographiq
103. enrichir la description des ph nom nes tudi s En contre partie toutefois elle implique souvent des investissements compl mentaires sous forme de donn es de d veloppements ou d acquisition de comp tences en analyses r f rence spatiale L utilisateur suivant son profil son contexte et ses ressources privil giera certains modes d enrichissement plut t que d autres tous cependant ne poss dent pas le m me potentiel Au final le produit de la caract risation d pendra beaucoup de l utilisateur et des moyens dont 1l dispose pour calculer des caract ristiques additionnelles ou int grer des donn es suppl mentaires enrichissement de la description de l objet m so par int gration dans la composante s mantique de donn es suppl mentaires cf B 2 6 1 exploitation d analyses morphologiques cf B 2 6 2 exploitation d analyses topologiques cf B 2 6 3 exploitation d analyses statistiques et prise en compte d un niveau d observation interm diaire cf B 2 6 4 construction de plusieurs agr gations d objets micro cf B 2 6 5 B 2 6 1 Enrichissement de la composante s mantique des objets utilis s Une fa on simple d enrichir la description du ph nom ne observ consiste int grer de nouveaux attributs la composante s mantique des objets g ographiques tudi s Cet enrichissement peut s appliquer l information g ographique qu
104. es de Donn es sur Donn es production la concurrence commerciales Figure A 1 17 Le SIAD au sein de l outil d cisionnel 15 ou informatique d cisionnelle ou encore intelligence d affaire Notion apparue dans les ann es 70 avec les premiers info centres syst mes qui envoyaient des requ tes directement aux serveurs de production Dans les ann es 80 le mode client serveur a permis d isoler la production de donn es et les dispositifs d cisionnels Dans la foul e des acteurs sp cialis s se sont lanc s dans la d finition de couche d analyse m tiers avec des masques de donn es Aujourd hui les BI ne sont plus seulement r serv s aux quipes techniques ils sont aussi accessibles aux responsables op rationnels ETL extract transform and load outil charg d extraire les donn es des diff rentes sources de les nettoyer de les charger dans l entrep t de donn es ou datawarehouse sorte de collection de donn es orient es sujet 1 e tri es par th mes int gr es nettoy es et normalis es non volatiles une fois dans le syst me elles n ont pas vocation sortir historis es dat es Ainsi d fini le concept de datawarehouse semble proche de l ensemble des donn es que peut contenir un SIG sur un territoire class souvent par th me ou couche ex administratif population etc r seau routier occupation du sol Datamarts ou magasins de donn es sous ensembles du datawarehous
105. essentiellement d une observation statique de type inventaire o l enjeu est de disposer d un tat des lieux jour Il ne s agit pas encore d observer l volution de ces tats pour d gager des tendances dans une d marche plus prospective dans une vision plus cin matique voire dynamique pour tudier les causes de changements Pourtant l analyse de la rotation des commerces quel est le turn over des commerces en fonction de leur localisation et de leur activit fournit des l ments de tendance int ressants qui pourraient tre utiles pour la mise en place de politiques d di es Ainsi nous proposons aux collectivit s une m thode pour mettre en place un outil de suivi de l ambiance des centres villes ainsi que des l ments pour sp cifier les bases de donn es associ es Cet outil peut servir comparer des situations diff rentes L appropriation de cette application par les utilisateurs permettra de disposer du recul temporel pour effectuer des analyses temporelles plus pertinentes pour un m me site ou entre sites diff rents C 4 4 Vers un outil op rationnel d observation de l ambiance urbaine au service des collectivit s Depuis une dizaine d ann es des op rations de gestion de centre ville sont mises en uvre Elles visent faire voluer l activit conomique dans certains p rim tres urbains limit s en transformant le cadre pour le rendre plus attractif pour les chalands L
106. f rence peut permettre de d passer les contraintes les limites que posent habituellement la multi repr sentations dans les SIG Si l on consid re l objet m so en tant que repr sentation sous forme d information par nature surfacique 1l poss de une composante g om trique de type polygone pour caract riser son emprise au sol Nous proposons alors d adopter pr cis ment cette emprise au sol comme surface de r f rence et ce polygone comme emporte pi ce pour la m thode d agr gation Par exemple dans la figure B 2 18 colonne de gauche nous agr gerons les b timents selon l emprise de la zone pavillonnaire repr sent e en hachures FHgueB21 La compatibilit entre agr gations l mentaires par la m thode par emprise FigueB 28 Lorsque l on consid re des objets l mentaires distincts l agr gation par buffer peut conduire des repr sentations sous forme d agr gation d objets micro non compatibles 131 PARTIE B M thode d observation multi niveaux zone pavillonnaire Figure B 2 18 Compatibilit entre la repr sentation de l objet m so et les agr gations Nous avons vu pr c demment que le choix de la m thode d agr gation par emprise nous assure la compatibilit entre agr ations d objets micro diff rents En d signant sp cifiquement l emprise de l objet m so comme surface d agr gation de r f rence nous
107. figure A 2 12 En revanche la repr sentation des granularit s hebdomadaire et annuelle introduit un nouvel l ment la dur e d observation Jusqu pr sent nous avons pr sent l observation comme ponctuelle mais elle peut poss der une paisseur sorte d quivalent du temps de pose ou d exposition en photographie qui se distingue de la p riode ou dur e s parant deux prises de vue lors d une prise en rafale Cette diff rence entre date et dur e de l observation se retrouve et s enrichit encore de variantes suppl mentaires lorsque l on s int resse une observation des ph nom nes au travers des donn es g ographiques En effet les processus dans la production des donn es la collecte des donn es l int gration ne sont pas instantan s Le producteur cherche r duire au minimum les d lais de production Souvent incompressibles 1ls n cessitent cependant un intervalle de temps minimum La note 6 voque ces granularit s temporelles suppl mentaires qui interviennent dans l observation d un ph nom ne partir de donn es en pr sentant certains aspects sp cifiques de la production des donn es Elle montre comment la mod lisation des ph nom nes en donn es g ographiques introduit de fait des d calages temporels Par exemple lorsque la date de mise jour associ e un objet une donn e est une ann e elle ne renseigne pas sur la dur e intervalle temporel de validit
108. gation de b timents la surface d finie par cette agr gation attributs attributs D finition de la surface b tie par identification des agr gations de b ti ments la surface qui aor cati Prag leur l e agr gation aree bie eur est associ e de b timents agr gation OA de b timents D esti ASSOCI identification des emprises D finition des zones r Ag F 1 des surfaces b ties et urbanis es par identi des zones urbanis es et fication des zones urbanis es aux zones b ties Cela permet alors d attribuer la composante g om trique de la surface b tie la zone urbanis e attributs surface OA urbanis e Pe d finit L primitive g om trique surface b tie zone urbanis e La composante g om trique une fois cr e on peut lui associer une composante s mantique On dispose alors d une repr sentation sous forme d information g ographique par nature pour des objets zones urbanis es on lui associe 7 attributs _ attributs zone urbanis e zone urbanis e urbanis e d finit est associ primitive L primitive L observation conjointe des deux repr sentations par nature et comme agr gation est simple puisqu il y a identit de la primitive g om trique En particulier en s appuyant sur cette identit on peut
109. grappe group cf figure C 9 cf Annexe 7 PARTIE C Cas de mise en uvre et d application 8 Il serait en fait plus rigoureux de parler de zone d habitat individuel plut t que de zone pavillonnaire cf annexe 7 Dans le MOS en particulier il s agit bien de donn es sur les zones d habitat individuel et non sur les zones pavillonnaires Cependant dans cette pr sentation nous avons pr f r le terme de pavillonnaire pour rester proche de la perception de beaucoup de non sp cialistes de l habitat et de la perception collective on entend plus souvent je r ve d habiter un pavilon que je r ve d habiter une maison d habitat individuel Nous esp rons ainsi conserver l exemple sa valeur illustrative g n rale et l ouvrir des th matiques qui ne soient pas uniquement du registre sp cifique de l habitat ou de la construction m me si en toute rigueur Un pavillon est une habitation individuelle recul e par rapport la rue avec un jardin devant un terrain derri re et une absence de contrainte mitoyenne dans la construction Raymond et al 2002 Des maisons jumel es forment un groupe align de deux maisons individuelles Mangin et al 1999 Plus g n ralement lorsque les maisons sont construites sans espace entre elles formant un b timent unique on parle de maisons en rang e ou de maisons individuelles construites en bandes Garnier
110. habillement Figure B 3 21 Exploitation des changements micro dans Cae cena niao la description des changements m so 1 autre vers habillement L exploitation des changements micro permet de distinguer des volutions plus subtiles Lorsque aucun changement au niveau m so n est observable elle sert pr ciser s il s agit d une vraie identit ou seulement d une identit apparente et d tailler le cas ch ant les volutions micro Ces observations suppl mentaires permises par l utilisation conjointe de la m thode propos e et de moyens techniques de suivi temporel ouvrent des perspectives pour l observation de ph nom nes mergents Elles donnent galement des l ments pour des tudes plus dynamiques En effet non seulement ces observations aident d terminer s il y eu volution et pr ciser son type mais elles permettent galement d introduire d autres informations descriptives sur ces volutions sur le comment elles se sont produites 196 PARTIE B Suivi de ph nom nes g ographiques avec un SIG Consid rons l ensemble des changements micro ayant affect l objet m so observ sur une p riode fix e Pour obtenir cet ensemble il faut s lectionner les objets micros contenus dans l emprise de l objet et r cup rer les changements micro intervenus sur ces objets pendant la p riode de temps consid r e gr ce aux moyens de gestion temporelle labor s On peut alors car
111. identit changement suppression s mantique et cr ation PARTIE Observation temporelle dans les SIG Identification des changements Reconstitution de la s rie des tats a1 Snapshot sans attribution de la date d estampillage g n rale aux donn es gt Plusieurs versions de la m me base La s rie des tats d un objet ne peut pas tre reconstitu e automatiquement Les donn es sont ind pendantes les unes des autres On ne peut pas saisir les changement Si on int gre toutes les donn es dans une m me base on ne distingue pas de quelles versions ces donn es sont issues Ce mod le ne peut servir que pour une observation visuelle manuelle ou pour des applications o la dimension temporelle n importe pas a2 Snapshot avec attribution de la date d estampillage g n rale aux donn es a3 Snapshot avec signature nouvel nouvel Ce nouvel gt identit i objet objet objet no de oc ot ES 2 d d d d b1 Time stamp nouvel nouvel Annie nouvel objet objet objet b2 Time stamp avec identificateur changement nouvel objet d nouvel objet destruction et cr ation identit changement J m oo fa a nr a La s rie des tats d un objet ne peut pas tre reconstitu e automatiquement Les donn es sont ind pendantes les unes des autres Pour une date correspondant une version on a facilem
112. l explication d taill e page suivante Les informations sur les b timents dans la BD TOPO ont t con ues comme des informations par nature et leur composante g om trique est d crite sous forme de polygone Toutefois on note ici que leur composante s mantique ne contient pas beaucoup d attributs 107 PARTIE B Entre donn es et ph nom ne observ Dans les SIG la mod lisation sous forme d information g ographique par nature est la plus compl te et la plus riche Il est essentiel qu elle soit retenue pour les objets principaux de l observation En effet le fait de disposer d une composante g om trique explicite permet d effectuer des analyses de type morphologique et ou topologique qui peuvent contribuer une plus grande connaissance de l objet le fait de disposer d une composante g om trique directe permet de localiser les informations de fa on imm diate avec la requ te l mentaire o la visualisation des informations localisables implique quant elle une tape de g ocodage pr alable qui peut tre longue et laborieuse en fonction de la qualit des donn es exploit es permet d associer l objet une composante s mantique propre que l on peut ensuite enrichir linfini ce qui n est pas le cas des informations g ographiques localis es comme nous allons le voir maintenant sur le cas des zones d habitat individuel dans le MOS Ce qui
113. l objet d observation principal sous forme d agr gation et ce quelque soit les objets l mentaires consid r s Prise en compte de la dimension temporelle Enfin Boffet 2001 n aborde pas l aspect temporel de l observation qui est au c ur de cette th se La m thode d velopp e dans ces travaux doit permettre un suivi commode des objets observ s Pour une m thode de cr ation d informations multi niveaux pour l observation de ph nom nes g ographiques Pour construire une observation plusieurs niveaux de d tails dans un SIG nous somme partis du mod le trois niveaux d observation micro m so macro de Boffet 2001 p 70 repris de Ruas 1999 employ galement par Bard 2004 Le niveau micro d crit les objets g ographiques de pr cision s mantique et spatiale maximale ce qui correspond la granularit des objets initiaux Le niveau m so est le niveau interm diaire d fini par une composante spatiale et une composante s mantique Un objet m so est compos d objets micro ou m so Il peut poss der sa propre s mantique Par exemple un quartier est un objet m so compos de b timents et de rues Un groupe de maisons est un autre objet m so sans poss der une d nomination particuli re autre que groupe de b timents Le niveau macro permet de d crire les connaissances et les contraintes sur les populations d informations telles que toutes le
114. l utilisateur int ress pourra int grer certains de ces r sultats pour ajouter son SIG quelques fonctionnalit s fig B 2 61 L investissement initial doit tre envisag en tenant compte du caract re g n rique de ces indicateurs ils peuvent s appliquer des objets th matiques diff rents D termination de l information m so structurelle Analyses topologiques Information m so structurelle composante effectuer des analyses r f rences spatiales s mantique enrichie d indicateurs topologiques extraire Caract risation de r objet m so g ographique Emprise au sol du ph nom ne Portion de territoire associ e au ph nom ne int grer La m me portion de territoire d crite par des caract ristiques issues de sources diff rentes PARTIE B M thode d observation multi niveaux Figure B 260 Caract risation des lots en fonction de la dispersion de l agr gation dans son emprise Objets l mentaires pertinents pour le ph nom ne Analyses topologiques Objets micros composante s mantique enrichie d indicateurs topologiques construire construire Agr gation M thodes d objets micros d analyses morphologiques effectuer des analyses r f rences spatiales Caract risation de l agr gation Figure B 2 61 Enrichissement de la m thode par int gration d analyses topolog
115. l ments d applications pour v rifier que les m thodes sp cifiques permettaient bien d aboutir des r sultats int ressants pour ceux qui tudiaient ces ph nom nes Cependant pour disposer d une pr sentation de la m thode plus aboutie 1l faudrait int grer ces r sultats ponctuels dans des tudes th matiques grandeur r elle sur ces ph nom nes Ces mises en oeuvre pourraient tre l occasion d exp riences nouvelles portant en particulier sur l int gration de donn es vari es comme des donn es sur le parcellaire des donn es INSEE sur la population sur les activit s commerciales etc des donn es de PLU plan local d urbanisme etc l int gration de moyens d analyses suppl mentaires Notamment nous n avons pas exp riment l apport des analyses topologiques Or elles nous paraissent particuli rement int ressantes car elles tablissent un lien entre les objets g ographiques elles pourraient permettre de d velopper un nouveau type d indicateurs les indicateurs de voisinage pour caract riser les objets en fonction de leurs voisins et en fonction de relations de proximit d autres objets par exemple un pavillon est s par de plus de 300 m des ses voisins une parcelle est entour e par deux parcelles appartenant au m me propri taire ou encore le pavillon est moins de 1 km pied d une cole et le trajet ne n cessite pas de traverser de rue Le d veloppement de
116. l application sur l ambiance urbaine pourrait galement tre l occasion de faire un lien avec les m thodes et le savoir faire d velopp s pour le g omarketing et dans une perspective syst mique on pourra exp rimenter l int gration de ces exp riences pour aider l observation d autres ph nom nes le calcul du coefficient d imperm abilisation des sols partir du b ti pourraient en particulier b n ficier d une caract risation morphologique fine des zones pavillonnaires Les l ments d exp riences tir s de ces mises en uvre pourraient alors servir am liorer la m thode elle m me CONCLUSION ET PERSPECTIVES 241 CONCLUSION ET PERSPECTIVES Am lioration de la m thode et d veloppements vers des analyses plus dynamiques Nous avons insist sur l importance de proposer une m thode ouverte en particulier ouverte sur les m thodes et outils d analyses r f rences spatiales Une piste d am liorations consisterait int grer dans la m thode des l ments d exp riences extraits de ces autres domaines en particulier nous venons d voquer l id e de d velopper des indicateurs sur les relations topologiques entre les objets Ces caract ristiques suppl mentaires viendraient s aouter la gamme de celles pouvant tre suivi avec la m thode d observation Mais l int r t principal nous semble surtout dans le fait d introduire une notion d observation du voisinag
117. la r union ventuellement D termination des Objets micro informations m so pertinents pour le g ographique pertinentes ph nom ne R union des informations m so g ographiques pertinentes construire extraire l ments de Composante caract risation g om trique de la r union de la r union construire Agr gation d objets micro effectuer des analyses r f rence spatiale Caract risation de l agr gation Portion de territoire associ e au ph nom ne int grer ventuellement La m me portion de territoire d crite par des caract ristiques issues de sources diff rentes c il n existe pas d information m so g ographique pour servir d information m so structurelle cl Il existe une objet g ographique au niveau m so partir duquel on peut construire une information m so structurelle de type portion de territoire gr ce des fonctionnalit s SIG buffer pour servir d emporte pi ce CCECEELEEE EEE EE EEE EEE CEE EEE ETES TETE EEE TETE CEE ETES EEE EEE CEE ETC EST ET EE SET CE EEE CEE EE EEE CCE EEE CEE CEE CE CEE EEE CEE EE ETES CEE EL EEE EEE EC EE EEE CEE EE EEE CESSE TE EEE CE CCE CEE CEE EEE TE EEE CEE CEE ET CE ET EEE CES ESC EEE CEE SE EEE EEE EEE CE CEE EEE CE EEE EE EEE EEE CETTE Construction d une information m so structurelle de type portion de territoire infor
118. la voirie des secteurs scolaires etc Des travaux divers sont conduits pour appr hender l ambiance Certains privil gient l approche technique et l abordent au travers de mesures instrumentales ex nombre de lux de d cibels Elles aboutissent des techniques de simulations sophistiqu es int grant de nombreux param tres et peuvent produire des repr sentations tr s proches du r el Par exemple le logiciel SOLENE d velopp au sem du CERMA int gre diff rentes variables trajectoire apparente du soleil clairage directe et indirect etc pour proposer une promenade virtuelle diff rentes heures de la journ e et dans des p riodes de l ann e vari es Cette approche principalement math matique ne pr sente qu une partie de l ambiance Elle restitue une repr sentation de l environnement physique partag par tous D autres approches du registre des sciences humaines par exemple sur la dimension sociale des comportements dans l espace ou sur les th ories de la psychologie de la perception l appr hendent de fa on plus globale Elles consid rent des caract ristiques plus qualitatives on jugera de la convivialit de l animation de la s curit d un quartier ou d une rue 222 16 Dans l ouvrage collectif du Laboratoire CRESSON Amphoux Thibaud Chelkoff 2004 p 18 Jean Fran ois Augoyard pr sente cette d finition comme l une des plus utilis es 17 Cit par Basile 2006
119. les chelles appropri es l utilisation de la base Cette notion repr sente pour les bases de donn es un quivalent de l chelle pour une carte Cependant sa d finition empirique ne peut tre aussi rigoureuse que celle de l chelle 121 PARTIE B M thode d observation multi niveaux Echelles multiples d duction de repr sentations multiples Dans une autre approche cartographique la g n ralisation propose de faire cohabiter des repr sentations diff rentes mais en tablissant un lien entre elles Il ne s agit pas ici de g rer l affichage de repr sentations ind pendantes Il s agit de d duire d une m me base de donn es d autres base de donn es avec des niveaux de d tails moins importants c est dire comportant moins d informations moins de th mes et ou moins d objets dans les th mes s lectionn s et ou des objets d crits moins pr cis ment On parle de multi chelles Multi repr sentations Dans une approche plus analytique d autres travaux font coexister des repr sentations vari es du territoire Ils cherchent mettre en relation les diverses repr sentations d une m me entit con ues de mani re ind pendante pour des applications diff rentes ex applications strat giques tactiques ou op rationnelles s appuyant sur des repr sentations plus ou moins synth tiques du territoire On parle alors de repr sentations multiples ou de multi
120. les couples d objets servant repr senter un m me objet g ographique dans chacun des jeux Appliqu deux bases de donn es diff rentes cela permet d tablir des relations entre leurs repr sentations pour faire par exemple de la multi repr sentation dans un SIG Utilis sur deux jeux d une m me base de donn es mais dans des versions diff rentes l appariement permet de s lectionner les objets qui n ont pas la m me repr sentation dans les deux jeux de donn es et d identifier ainsi ceux qui ont chang Pour pouvoir comparer deux donn es les outils d appariement utilisent des outils de calculs de diff rentiels Le calcul du diff rentiel entre deux donn es consiste expliciter la diff rence existant entre les deux et la qualifier Si ces donn es repr sentent deux tats diff rents d un m me objet le calcul du diff rentiel caract rise alors la diff rence existant entre l tat avant et l tat apr s Il sert ainsi obtenir des l ments explicites sur les changements intervenus sur les donn es Typologie des changements Les changements identifi s d pendent des conditions pos es dans les programmes de calcul et entre autre de la typologie des changements impl ment e dans ces programmes Certains outils ne proposent d identifier que des changements l mentaires cr ation suppression d autres proposent de saisir des changements plus subtils Ainsi Badard 2000 p
121. les m tadonn es constituent un ensemble de moyens compl mentaires pour mieux g rer les volutions d une base de donn es Introduits d s la conception des bases ils permettent de saisir des informations sur la dimension temporelle plus nombreuses et plus labor es Leur mise en uvre associ e augmente les capacit s des outils SIG int grer le temps dans les analyses et le traiter de fa on automatique L exemple d velopp dans ce qui suit montre que l ensemble de ces moyens permet de construire des solutions fechniques au probl me de suivi d informations spatio temporelle dans les SIG Toutefois il illustre galement le degr de technicit requis pour les d velopper 86 AgueA312 Transformation d un carrefour en rond point changement ou volution A 3 3 1 Approche technique un exemple de configuration pour g rer la dimension temporelle Une exp rience r cente d velopp e l IGN offre un exemple de configuration labor e permettant un suivi op rationnel des changements Elle atteste des capacit s techniques des SIG devenir des outils d analyses plus performants Cette application est b tie autour d un mod le qui s inspire la fois du mod le par versionnement par objet avec description totale on y retrouve la notion de version et du mod le par historique il propose une date de modification Ce mod le associe chaque donn e Un identifiant d objet qui corres
122. liorer l analyse spatiale dans un SIG 7 rencontre de Th oQuant 2005 Besan on 24 26 1 2005 BIBLIOGRAPHIE Bordin et al 2005 Bordin P Mayeux M Bonin O Deutsch J C Linking imperviousness coefficient to urbanism feature through GIS 10th International Conference on Urban Drainage Copenhagen Denmark 21 26 8 2005 Bordin 2002 Bordin P SIG concepts outils et donn es Herm s Lavoisier Paris 2002 256p Bouill 1977 Bouill F Structuring cartographic data and spatial processes with the Hypergraph Based Data Structure Advanced Study Symposium on Topological Data Structures in Geographic Information Systems MIT October 17 21 22p in Proceedings Vol Braun 2004 Braun A From the schema matching to the integration of updating information into user geographic databases Proceedings of the 12 International Conference on Geomatics University of G vle Sweden 7 9 june 2004 Brunet et al 1992 Brunet R Ferras R Th ry H Les mots de la g ographie dictionnaire collection dynamiques du territoire Reclus critique La documentation fran aise 1992 Bucaille 1996 Bucaille O Mise jour d une base de donn es g ographiques Exemple de la BDCarto M moire d ing nieur CN AM France 1996 119p Bullock et al 1974 Bullock N Dickens P Shapcott M Steadman P Time budgets and models of urban activity patterns Social Trends 5 pp 45 63 Bura et al 1996 Bura S Gueri
123. m me de discriminer plus de situations Par exemple alors que chacune des zones pr sent es dans la figure B 2 40 comportent au total 20 entit s l mentaires d une surface moyenne gale 100 m elles traduisent des situations tr s diff rentes 20 m Surface moyenne 100 m2 i a LS ne ES H F EMIEMPAE gt 100 m2 25 175 m2 100 m2 100 m2 100 m2 Figure B 2 40 Une plus grande discrimination pour une observation plus d taill e Nous introduirons galement un troisi me groupe d indicateurs plus sp cifiques aux outils SIG qui exploitent principalement la composante g om trique des objets g ographiques Ces indicateurs que nous pourrions qualifier d indicateurs d insertion territoriale caract risent la relation entre la surface de sol strictement occup e par l agr gation et son emprise telle que nous l avons d finie Comme nous construisons l agr gation partir d une emprise cela a du sens d tudier la relation entre cette emprise et le territoire strictement occup par l ensemble des objets micro En revanche cela n en aurait pas eu autant si la strat gie d agr gation adopt e tait partie des objets micro sans faire r f rence une emprise m so ind pendante particuli re En effet quelle emprise doit on prendre dans ce cas comme support de r f rence pour effectuer les tudes d insertion Enfin si certains de ces ind
124. m thodologiques et techniques Ainsi lorsque les outils de gestion de bases de donn es relationnelles classiques ont t capables d int gr la dimension spatiale ex Oracle avec sa cartouche spatiale les SIG ont tir profit de leur capacit de traitements en particulier en terme de volume de donn es d int grit et de s curit Cependant si le probl me originel de gestion des donn es g ographiques est pris en charge aujourd hui par des outils informatiques g n ralistes d autres besoins d analyse ou de repr sentations de ces informations restent encore sp cialis s A l inverse les outils d aide la d cision pr sentent des capacit s qu il serait utile de d velopper dans les SIG Les SIAD appartiennent au domaine du Business Intelligence BI c est dire de l informatique appliqu e l aide la d cision Ils participent aux outils d cisionnels dont le but est l exploitation des donn es des entreprises afin de faciliter la prise de d cision par les d cideurs par une meilleure compr hension du fonctionnement de l organisation et une anticipation des actions par un pilotage clair de cette organisation ccm fr La structure g n rale de ces outils fig A 1 17 fait appara tre trois fonctions principales abstraction int gration fig gestion archivage 12 analyse distribution f1g gt PS EIS Datawarehouse m NS SIAD ETL Donn
125. me si elles correspondent dans la r alit deux tats d un m me objet il n existe pas de lien formalis entre elles fig A 3 7b Le mod le par versionnement d objet qui archive diff rentes versions d objets Ce mod le consid re qu un m me objet peut avoir plusieurs tats et formalise un lien par le biais d un num ro de version entre les diff rentes versions de cet objet En revanche pour viter les informations redondantes chaque version ne comporte qu une description partielle de l tat de la donn e correspondant aux caract ristiques modifi es fig A 3 7c Le mod le par historique qui introduit le concept de successeur Chaque objet g ographique est d crit dans sa totalit S il change d tat 1l existe alors un lien formalis par le biais d un identifiant pour sp cifier l tat qui lui succ de fig A 3 7d Dans le d tail de ces diff rents mod les nous montrerons en particulier comment les am liorer pour obtenir des informations sur la s rie temporelle des tats d un m me objet Nous verrons aussi comment PARTIE Observation temporelle dans les SIG changement changement suppression g om trique identit s mantique et cr ation d d d d m M FigueA36G Exemple de s rie temporelle de donn es g ographiques ds Cet exemple monte les diff rents tats d un objet cr la date d1 suite une s rie
126. mesures dans la perspective de trouver des lois qui fonctionnent bien fonctionner sur les donn es Il s agit donc d j de disposer de donn es L observation du pass peut aussi servir dans une d marche de veille sur les pr dictions Les situations observ es sont alors des situations du futur proche devenues pr sent puis pass L observation tablit des indicateurs de type tableaux de bord pour confronter les r sultats des pr dictions imm diates la r alit Il s agit moins ici de saisir des r gularit s que de d celer des irr gularit s Les observations servent alors 60 19 o l on suppose que tout le futur est enti rement contenu d termin par le pr sent connaissant les lois du mouvement et les conditions initiales nous d terminons avec certitude le mouvement futur pour un avenir aussi lointain que nous le souhaitons cit par TRI http crits vains com doxa tri01 htm compl ter la m thode de pr diction dans un mouvement de feed back qui introduit de nouvelles informations on suppose que le contexte temporel et spatial ne change pas et que les d calages observ s ne sont dus qu aux imperfections du mod le Ce cheminement analytique en boucle tablit le lien entre les analyses descriptives et pr dictives suivre l volution du ph nom ne on suppose ici que les mod les peuvent tre fiables mais que la d marche de pr diction elle m me est incertain
127. n ral l ments de connaissance sur la r alit ou dans un sens plus sp cifique informations issues du traitement de donn es Par ailleurs le terme information g ographique qui 26 g ographique informatique 6 Cette adaptation pose le probl me de savoir o introduire le caract re g ographique Par exemple faits et connaissances g ographiques d duits des donn es g ographiques L ordinateur manipule et g re des donn es La signification d duite des donn es est l information g ographique SRE analyse traitements T objet objet donn es ii hs et ses et ses caract ristiques composantes AgueAL amp Ge processus de traitements des donn es PARTIE Les SIG des outils d di s Aux informations g ographiques englobe plusieurs informations sur les objets g ographiques informations descriptives et information sur la localisation est galement fr quemment utilis pour d signer objet informatique dans un abus de langage courant dans le domaine des SIG La figure A 1 7 r capitule l ensemble des l ments terminologiques retenus Entit objet r el ex un pont objet g ographique en italique r sultat d une formalisation par un th maticien ex pont objet informatique entre cote r sultat de la formalisation par un g omaticien ex pont donn es r sultat de l impl mentation sous forme num rique Dans cette th
128. non g omaticiens on appliquera la m thode partir d outils standards Pour des suivis plus techniques et ou pour des utilisateurs plus exp riment s en SIG l exploitation fera intervenir des outils des techniques plus sophistiqu es portant sur des analyses d informations s mantiques topologiques et ou g om triques FA http pedagogie ac montpellier frdisciplines http photos linternaute com photo 593010 6 i i i 509973407 193 intemperies_dans_le_gard Figure C 11 Pollutions des eaux pluviales et inondations sont deux risques li s au ruissellement sur les zones imperm abilis es C 3 1 Suivi de l imperm abilisation des sols pour r duire les risques li s au ruissellement C 3 1 1 Introduction au coefficient d imperm abilisation des sols Avec l urbanisation les surfaces imperm ables s tendent Les eaux pluviales qui ne peuvent p n trer dans les sols ruissellent en augmentant les risques d inondation et de pollution des eaux pluviales fig C 11 Les catastrophes qui ont eu lieu N mes 1988 et dans d autres villes ont fait prendre conscience de fa on plus marqu e de la n cessit d une bonne gestion de ces risques A l occasion d urbanisations nouvelles ou d extensions d urbanisations existantes 1l importe de pouvoir suivre et de pr voir les surfaces imperm abilis es pour dimensionner au mieux les 214 mi ire LUE http Mww febe febelco be febelco images Figur
129. nous envisageons g n ralement des chelles de temps longues il s agit de suivre les grands mouvements d volution d observer des transformations Cependant en appr hendant l ambiance urbaine au travers de l animation d un tron on de rue il est galement pertinent d introduire une observation temporelle sur des laps de temps plus courts l animation d une rue variant parfois norm ment d un moment de la journ e l autre ex d but de matin e soir midi apr s midi semaine week end Les variations temporelles deviennent alors une caract ristique de l ambiance une rue anim e jour et nuit n quivaut pas une rue d serte en dehors des heures de bureau Il s agit ici d observer ces variations d animation pour tirer des caract ristiques sur le tron on de rue Nous avons donc construit des indicateurs partir des heures d ouverture des boutiques cf annexe 7 Le suivi des changements d animation l chelle de la journ e ou la semaine fig C 27 dans un mod le de temps cyclique cf paragraphe A 2 2 2 2 permet de caract riser l animation et de qualifier ainsi le tron on d ambiance urbaine Par exemple le tron on de rue est anim le soir ou le midi il ne l est pas le week end etc Ce sont en revanche les variations de cette caract risation dans un temps long et selon un mod le de temps lin aire qui servent au suivi du ph nom ne de l
130. nous pr ciserions les objets macro observ s avant de les d signer comme objets m so et de d finir un nouveau niveau macro PARTIE B M thode d observation multi niveaux Il s agit ici de d velopper une m thode pour construire une agr gation d objets micro de fa on ce que les informations caract risant cette agr gation puissent tre utilis es facilement pour enrichir la description de l objet m so fig B 2 11 Ayant la repr sentation du ph nom ne sous forme d objet m so compos s mantiq enrichie compos g om trique Qf agr gation d objets micro se comment construire une agr gation d objets micro en ayant pr alablement identifi des objets micro pertinents lt compos s mantique compos g om trique Figure B 2 11 La probl matique de lagr gation ou comment construire lagr gation des objets micro Le niveau m so et le niveau micro tant respectivement d termin s par la repr sentation sous forme d information par nature de l objet d observation principal dit objet m so et par la repr sentation des objets l mentaires dits objets micro il s agit ici de d velopper une m thode pour construire une agr gation d objets micro permettant d enrichir la caract risation de l objet m so B 2 4 2 Caract risation des m thodes d agr gations d objets l mentaires Ayant un
131. observations Il d signe l intervalle minimal entre deux observations et permet alors de parler de granularit temporelle et de granularit spatiale 47 PARTIE Etudes de ph nom nes g ographiques habitat individuel EI autre Figure A 2 12 Une augmentation de granularit temporelle dans la description de l occupation des sols Dans une approche g n rale La granularit temporelle d signe le pas temporel soit l intervalle de temps minimal s parant deux observations La figure A 2 12 par exemple pr sente les donn es du MOS avec deux granularit s temporelles diff rentes tous les 8 9 ans en haut tous les 4 5 ans en bas La granularit spatiale caract rise les objets l mentaires observ s par exemple le pas ou taille du pixel en mode raster Toutefois d autres types d intervalles spatiaux ou temporels existent dont la distance minimale participe galement la caract risation d une observation Ainsi le terme granularit prend parfois des sens diff rents lorsqu il ne c de pas la place d autres notions cf annexe 1 Granularit temporelle Frank 1998 p 53 donne par exemple une autre illustration de la granularit temporelle cf figure A 2 13 qu il intitule time with difjering granularity Dans cette figure la repr sentation de la granularit journali re se pr sente sous forme d cart entre deux ponctuels comme dans la repr sentation de la
132. on voit un b timent en grande partie d truit seule sa fa ade sur rue a t conserv e Les changements op r s sur la primitive g om trique ont de grandes chances d tre interpr t s comme une destruction du b timent correspondant Or en gardant cette fa ade ce b timent reste suffisamment lui m me pour que d un point de vue l gal il puisse conserver le coefficient d occupation des sols associ au b timent initial alors qu une construction nouvelle aurait d respecter un coefficient moindre Ainsi d un certain point de vue ce b timent est rest le m me 1l n a pas t d truit ha CN Et Nas 2 A PRE Figure B 3 6 Modification g om trique ou destruction cr ation Sauf sp cifications particuli res le fait de ne conserver que la fa ade sur rue d un b timent sera interpr t comme une destruction du b timent pour la cr ation d un nouveau Cependant suivant le point de vue th matique l interpr tation peut tre diff rente D un point de vue l gal en particulier le b timent reste suffisamment lui m me pour que le droit de garder l ancien coefficient d occupation des sols lui soit accord au lieu de devoir adopter un nouveau coefficient plus petit En revanche d un point de vue fonctionnel il s agira d un nouveau b timent Ainsi outre le fait que pour proposer aux utilisateurs une typologie enrichie des volutions le producteur de donn es
133. one can not express the problem in the terms of the tool language As corollary when the language in the tool is not sufficiently developed then the tool prohibits a user from expressing what is known about the problem to carry out problem solving Nyerges 1995 p 72 C est le cas par exemple avec le temps les SIG ont du mal int grer la dimension temporelle cf chapitre A 3 C est galement le cas avec les objets poss dant des limites floues car les SIG mod lisent les objets l aide des primitives g om triques polygone polyligne et point dont les limites sont strictement d finies Girard 2004 Saint Joan 19961 soit parce le probl me g ographique n est pas formul de fa on suffisamment proche des mod les utilis s dans les SIG pour pouvoir tre impl ment sous forme de donn es When basic knowledge constructs in the problem domain are not sufficiently developed then one does not know how to express problems in a particular setting Nyerges 1995 p 72 C est le cas par exemple lorsque l on veut observer le ph nom ne de l ambiance urbaine qui demande de saisir une information localis e laquelle il est difficile d associer une composante g om trique cf Partie C Le cas de la qualit de vie implique de m me un travail sp cifique pour le d finir en terme d informations g ographiques observables dans un SIG Bararino 2005 Entit s Informations Donn es
134. pend galement la capacit r aliser certains traitements par exemple si l on code la date sous forme de cha ne de caract re 1l sera difficile d ordonner les objets par ordre chronologique Le cas de l ambiance urbaine nous sert illustrer ces difficult s sp cifiques o la collaboration entre th maticien et technicien est indispensable pour savoir ce qui est recherch et choisir un codage ad quat la formalisation des heures d ouverture des magasins a demand un travail particulier pour permettre une analyse ult rieure de type time g ographie de m me la codification des types de rideau de fermeture pour observer des aspects d esth tique cf Partie C Mais la formalisation technique ne porte pas seulement sur la configuration des l ments participant chacune des composantes Dans ce qui suit nous montrons qu avant m me de pr ciser ces aspects de configuration il s agit de r fl chir l laboration de l objet sous forme d objet g ographique la forme de ses composantes car 1l existe plusieurs formes d information g ographique et toutes ne permettent pas de r aliser les m mes analyses r f rence spatiale B 1 2 1 2 La formalisation technique apr s la formalisation th matique La formalisation technique ne se confond pas avec l tape de formalisation th matique conceptuelle Dans cette derni re le th maticien sp cifie les objets g ographiqu
135. ph nom nes A 1 2 4 2 La composante s mantique La composante s mantique regroupe toutes les informations descriptives 11 Certains chercheurs travaillent sur des th matiques cod es sous forme de caract res ex nombre de b timents cartes pour de o les mots et autres sens de circulation taux de pollution nom etc mais aussi d images ex SL D EDS DRE Se E les informations exprim es habituellement photo de la fa ade de sons de films cf figure A 1 13 Par exemple un sous forme graphique Coupl es un bien immobilier peut tre d crit par toute une liste d l ments classiques GPS elles pourraient aider la navigation nombre de pi ces superficie tage etc mais galement par un plan des pi ces une photo de sa fa ade et m me par une visite guid e sous forme de film Il existe ainsi des bornes informatiques usage touristique qui donnent vocalement le nom des sites lorsque l on balaye un lieu avec la souris 32 PARTIE Les SIG des outils d di s Aux informations g ographiques pages aunes Le Adresse cha ne de caract re 5 rue Voltaire Nombre de pi ces entier 4 Visite guid e film num ris avi visite _94 avi Image Fa ade image scann e image_106 jpg etc Figure A 1 14 Exemples d informations s mantiques La composante g om trique et la composante s mantique associ es chaque information g ographique n ont pas toutes la m me imp
136. plus unifi e Mapinfo Professional Fichier Editon Outils Objets S lection Table Affichage Donn es Fen tre Aide E Donn es Es lt T n es ve lt lt fees eee vs COX 2 RIV COMP PT EAU ei ane AA 7 Cette position entre les deux cultures permet aux SIG d occuper encore aujourd hui une place particuli re parmi les SI Ils utilisent des outils et m thodes sp cifiques tout en profitant des d veloppements des deux domaines informatique ex g o mining introduction de programmes multi agent d automates cellulaires et cartographie cartographie dynamique cartographie du temps Figure A 1 8 Une distinction entre les donn es et les cartes dans Mapinfo Ind pendamment de ces choix d impl mentation de fa on th orique la plupart des logiciels SIG con oivent l information g ographique sur un objet g ographique autour des trois m me aspects l ensemble des caract ristiques s mantiques de l objet ex sa nature ses propri t s sa localisation ses relations spatiales avec les autres objets En revanche le mod le pour structurer les informations g ographiques peut varier 1 2 3 L approche par champ et l approche par objet Il existe deux fa ons d appr hender les informations g ographiques l approche par champ ou domaine ou zone Bonin 2002 et l approche par objet Elles conduisent des mod les distin
137. qui a chang ensuite ou au contraire un tat en fin d ann e voire un tat anticip sur l ann e suivante cf le cas de l autoroute on 1903 1904 S J Dec 1903 13 Jan 1904 Figure A 2 13 granularit temporelle Time with differing granularity figure extraite de Frank 1996 Caract risation spatiale L exemple du pixel en photographie a introduit la granularit spatiale comme un terme fechnique dans le contexte d une repr sentation raster On retrouve galement le terme de granularit en repr sentation vecteur il se confond parfois avec deux autres caract ristiques spatiales la pr cision et la r solution Ruas et Bianchin 2002 cf annexe AA I pour une pr sentation compar e de ces trois notions Mais on peut galement d finir une granularit plus th matique avec un grain qui ne soit pas une caract ristique de la repr sentation mais de ce qui est repr sent Hernandez 1995 p 49 Ainsi la granularit spatiale qui caract rise l objet l mentaire observ peut renvoyer soit l objet en tant que donn e repr sentant La caract risation de l observation renvoie alors des param tres de qualit des donn es granularit technique Elle sert qualifier la repr sentation sous forme de donn es de l objet r el ou plut t de l objet nominal tel que d crit par les sp cifications La granularit s agoute alors la pr c
138. retient dans la base de donn es et sur la forme que doit prendre cette s lection 2 L Annexe 1 pr sente les trois crit res participant aux niveaux de d tails g om triques d une base de donn es 117 PARTIE B M thode d observation multi niveaux La granularit th matique d pend de l observateur et du ph nom ne et ne peut donc pas tre g n rique non plus Des principes g n raux peuvent en revanche servir l impl menter dans les SIG En particulier apr s avoir pris pour principe de repr senter sous forme d information g ographique par nature l objet principal d observation pour b n ficier d une commodit d acc s l information on peut poser le principe de formaliser sous forme d information par nature les objets d sign s par la granularit th matique pour profiter du potentiel d analyse offert par les fonctionnalit s des SIG cf p 111 De fa on th orique ces deux principes assurent l observateur de disposer de deux niveaux de d tails pour effectuer des analyses dans le SIG celui de l objet d observation principal et celui des objets qui participent principalement aux analyses Toutefois 1l ne suffit pas d effectuer des analyses deux niveaux de d tails pour pouvoir observer deux repr sentations d un objet simultan ment l une comme entit g ographique sous forme d information par nature et l autre comme agr gat d objets plus petits E
139. ristiques fx Sans difficult technique suppl mentaire nous pouvons galement suivre individuellement les tats de chacun des indicateurs 1 que nous avons construit partir des s ries fk 0i to fkloDti 5 fk Oi t fK oi t41 Nous disposons donc ainsi d un lien entre les tats des caract ristiques Une formulation cin matique des caract ristiques observ es La m thode d observation multi niveaux exprime les caract ristiques observ es sous forme d une formule math matique fonction du temps Elle les pr sente ainsi directement sous une forme cin matique cf A 2 p 54 Conceptuellement 1l est alors possible d effectuer une observation de ces indicateurs toute date t 1l suffit pour cela de disposer pour cette date t des tats des objets micros utilis s comme param tres dans les fk Il en r sulte surtout la possibilit de d duire le lien entre les diff rents tats de ces indicateurs partir du lien temporel entre les dates d observation Ayant un ensemble d observation fx Oi t pour tablir la s rie temporelle 1l suffit de les ordonner en fonction des dates tp Nous venons de voir comment la mod lisation des indicateurs sous la forme cin matique d une fonction du temps nous permet de disposer d un lien temporel entre les donn es Nous allons maintenant montrer que cette mod lisation peut galement permettre d assouplir le pas d observation B 3 2 1 3 Un p
140. s mantique compos g om trique agr gation d objets micro compos s mantique compos g om trique Figure B 2 20 Construction de l agr gation par emprise partir de la composante g om trique de l objet B 2 4 4 La m thode d agr gation par emprise pour une m thode d observation multi niveaux dans les SIG Pour effectuer une observation multi niveaux dans un SIG nous proposons de construire les agr gations d objets micro en utilisant une m thode d agr gation sp cifique aux SIG car fond e sur l exploitation de la composante g om trique et sur la repr sentation sous forme d information par nature la m thode d agr gation par emprise Nous proposons d agr ger les objets micro sur la base d une emprise au sol cette emprise tant choisie gale celle d finie par la composante g om trique de l objet m so cf figure B 2 19 et B 2 20 La surface d agr gation tant ind pendante des objets micro nous nous assurons ainsi la compatibilit des agr gations entre elles Cette premi re propri t nous permet d envisager l exploitation d objets micro de types diff rents par exemple pour caract riser les zones pavillonnaires on peut utiliser les b timents mais aussi les tron ons de routes les parcelles etc cf figure B 2 et ce faisant de pouvoir construire plus d informations compl mentaires Par ailleurs
141. situation critique cadre urbain d grad ou probl mes socio conomiques Elles sont parfois d crites par des informations vari es ex dur e de l inactivit activit avant fermeture etc Ces informations sont alors autant d l ments sur l animation du tron on de rue sur son dynamisme conomique Par leur apparence ces cellules influent aussi sur les perceptions visuelles des passants et sur leur ressenti de la rue Dans la continuit du parcours elles apparaissent comme des trous noirs des coins sombres Elles nous ont ainsi servi galement appr hender l animation par le d cor L animation par le d cor L animation par le d cor regroupe ce qui contribue aux perceptions sensorielles et qui concourt fa onner une impression globale de l ambiance plut t qualitative ex tranquille agr able conviviale etc Dans ce registre nous nous int ressons aux boutiques elles m mes et non leur activit au contenant et plus au contenu leur mode d insertion dans les b timents leur fa ade etc Notamment nous qualifions l agencement de leur vitrine au travers de leur syst me de fermeture plus ou moins opaque fig C 26 Les cellules vides r apparaissent 1c1 comme le cas de fermeture de plus grande opacit L animation temporelle Lorsque nous r fl chissons l observation temporelle de ph nom nes g ographiques pour proposer une m thode de suivi dans les SIG
142. solution g n rique formelle fond e sur une m thode d observation multi niveaux Elle travaille pour cela sur une tape particuli re du processus de mod lisation des ph nom nes g ographiques l aide de donn es g ographiques cette tape se situe entre la formalisation th matique et la formalisation technique La m thode d observation multi niveaux propose de concevoir des indicateurs d taill s simples suivre dans un SIG et compatibles avec des informations existantes Elle s appuie sur une m thode d agr gation originale qui lui permet d int grer des donn es de sources multiples pour cr er des indicateurs relevant de niveaux diff rents et de domaines de caract risation vari s L objectif de la m thode d observation multi niveaux est de permettre aux utilisateurs de profiter des fonctionnalit s d analyses des SIG pour construire des informations utiles au suivi des ph nom nes qu ils tudient leur analyse voire dans une d marche plus prospective leur anticipation La m thode est une proposition pour des outils SIG de type tableau de bord et outils de veille qui pourraient ainsi aider dans les d cisions Mots cl s SIG observation mutli niveaux suivi d volutions ph nom nes g ographiques aide la d cision Abstract The follow up report of geographical phenomena by use of a geographical information system GIS confronts the user with the problem of time management There are
143. souhait es et recommencer pour celles deux voies et ainsi de suite L informatisation permet d automatiser seulement l dition r p t e d une m me carte mais le travail manuel de s lection reste important En introduisant la composante s mantique comme interm diaire entre la composante g om trique et la composante graphique les SIG a consid rablement assoupli le processus de r daction cartographique En effet il suffit d associer une fois les caract ristiques graphiques aux valeurs d attributs correspondants Le SIG utilise alors cette l gende pour repr senter automatiquement de la bonne fa on les primitives des diff rents objets en fonction de leur composante s mantique Si L utilisateur veut ensuite changer de carte il lui suffit de d finir une autre l gende 165 PARTIE B M thode d observation multi niveaux L introduction de l objet portion de territoire entre l objet g ographique et sa repr sentation sous forme de donn es nous para t apporter une souplesse du m me genre Formellement au lieu de d crire directement chaque objet g ographique par nature par une composante g om trique et une composante s mantique propre fig B 2 66 on pourrait introduire un objet portion de territoire chaque objet g ographique seraient alors associ s un objet portion de territoire et une composante s mantique la composante g om trique tant associ
144. spatial objects First International Conference on Geographic Information Science GIScience 2000 Savannah Georgia October 2000 Cuenin 1972 Cuenin L Notions g n rales et principes d laborations Cartographie g n rale Tome 1 Eyrolles Collection scientifique de l IGN 1972 Dargemond 1984 Dargemond J A classification of soft ware components commonly used in geographic information systems in Proceedings of the US Australia Workshop on Design and implementation of Computer Based Geographic Information Systems 1984 244 BIBLIOGRAPHIE David et Fasquel 1997 David B Fasquel P Qualit d une base de donn es g ographique concepts et terminologie BI de IGN n 67 1997 Davis et Wallbridge 1992 Davis M Wallbridge D Winnicott introduction son uvre PUF 2005 192p De Blomac 2004 De Blomac F Faut il mettre les SIG en observation SIG la lettre d cembre 2004 Decrop 2001 Decrop J Mod lisation spatio temporelle de la progression des surfaces r sidentielles Vi me rencontre de Th oQuant F vrier 2001 Besan on Dell Erba et Libourel 1997 Dell Erba E Libourel T Evolution d entit s g or f renc es Actes des 73i mes journ es Bases de Donn es Avanc es BDA 97 Grenoble France Septembre 1997 pp 89 110 Den gre et Salg 1996 Den gre J Salg F Les syst mes d information g ographique PUF collection Que sais je n
145. spatiaux Au contraire les m thodes de la g ostatistique et de la morphologie math matique regroup es dans la statistique spatiale analysent directement les informations g ocod es B 1 1 3 3 Analyse r f rence spatiale Dans le cadre de ces recherches qui tablissent un lien entre l observation de ph nom nes g ographiques et l tude de donn es dans un SIG nous proposons de consid rer l analyse spatiale l entre deux pour tenter de f d rer les diff rentes approches techniques f d ration des d finitions cf figure B 1 10a pour inciter utiliser une gamme plus large d analyses et ainsi mieux exploiter le potentiel d informations contenu dans les donn es int grer les diff rentes approches techniques l analyse th matique pour mieux traiter le probl me de l observation de ph nom ne avec un SIG mise en compl mentarit des deux approches technique et th matique cf figure B 1 10b 98 PARTIE B Entre donn es et ph nom nes observ Cette conception de l analyse spatiale a contribu au d veloppement de la m thode propos e pour observer des ph nom nes g ographiques avec un SIG En effet elle permet de construire une caract risation plus riche des objets pour une observation plus d taill e Elle permet galement d envisager une observation multiniveaux dans les SIG alors que le probl me technique des repr sentations multiples semble s
146. sur les bassins versants aupr s des agences de bassins etc Les th mes peuvent alors correspondre une structuration des modes d acquisition et de mise jour des donn es Ces th mes qui restent con us dans une approche technique s identifient souvent aux th matiques g n riques ex les voies de communication l hydrographie etc qui int ressent les utilisateurs C est autour de ces th mes g n riques proches du concept de type dans G oconcept cf figure a 2 5 que producteurs de donn es et utilisateurs se retrouvent En effet le th me pour les utilisateurs prend un sens diff rent li des probl mes diff rents de s lection LONTIQUrAL Eur Fe Types Champs Fiche LE Valeurs o Minifiche EM Commune x gil Limite ouveau Type EN Voie ferr e Nouveau Sous type EM Carrefour Complese lt El i Tron on de Route Mouvelle couche Renommer Supprimer Bu Interdire la cr ation d objet i F 5 F Cr er des objets locaus Apparences aus chelles logiques Choizir un Sous type dans un Type pour afficher ses apparences chaque chelle Figure a 2 5 La notion de type dans G oconcept proche de la notion de th me pour les utilisateurs Sur la figure on notera la pr sence de l objet de type carrefour complexe Cela montre que les types con us pour tre proches des objets g ographiques th matiques tels que con us par les th maticiens peuven
147. thode d estimation des surfaces imperm abilis es l mentaires nous avons retenus deux grands th mes d objets topographiques les routes et le b ti Pour chacun nous avons repris des cat gories propos es par la BD TOPO Pour les routes les cat gories correspondent au classement autoroute nationale d partementale autre route Pour les b timents les cat gories sont B timent mdustriel agricole B timent quelconque Les r sultats obtenus sont particuli rement int ressants pour les routes les relations R trouv es donnent de bonnes approximations des surfaces imperm abilis es g n r es par les diff rents types de voie Pour les b timents les r sultats sont moins satisfaisants Il faudrait affiner les cat gories En effet comme l illustre la figure C 18 dans la BD TOPO deux b timents quelconques ayant une emprise au sol identique peuvent correspondre des r alit s tr s diff rentes et donc tre associ s des surfaces imperm ables galement distinctes La composante g om trique de certains pavillons peut se confondre avec celle d une petit collectif de 218 m me celle de certains petits collectifs avec des immeubles plus importants Or dans les deux cas les besoins en infrastructures annexes de circulation de stationnement de jeux de jardins etc ne sont pas les m mes Il en r sulte une imperm abilisation
148. transf rer les caract ristiques calcul es sur lagr gation ex surface moyenne du b ti la zone urbanis e pour les observer comme l une des caract ristiques de cette zone Figure B 2 4 Construction de la zone urbanis e partir d une agr gation de zones b ties Quand l objet principal n a pas de repr sentation sous forme d information g ographique par nature on peut alors tenter de lui en d finir une sous la forme d une agr gation d objets d un niveau plus fin ce qui facilite l observation multi niveaux 119 PARTIE B M thode d observation multi niveaux B 2 2 Vers une observation multi niveaux avec des SIG Supposons r solu le probl me de la gestion des repr sentations multiples dans les SIG On pourrait alors effectuer des analyses multi niveaux partir de repr sentations plusieurs niveaux de d tails dans un SIG Les caract ristiques calcul es sur des agr gations pourraient tre utilis es pour d crire des objets un niveau plus g n ral pour une observation plus d taill es de ces objets par exemple on pourrait d crire une zone pavillonnaire l aide du nombre de b timents de la surface moyenne de ces b timents de leur forme de leur date de cr ation On pourrait galement introduire plusieurs types d objets l mentaires pour b n ficier d une description plus vari e Par exemple on peut
149. travers de ses effets sur cette portion de territoire Figure B 2 50 Pr sentation des diff rentes tapes de la m thode sous forme d op rations sur des donn es dans un SIG Nous avons veill ce que chacune des tapes du processus d observation puisse tre effectu e avec des fonctionnalit s standards d un SIG Cela lui assure d tre simple mettre en uvre mais cette simplicit n implique pas pour autant de renoncer au potentiel d analyse des SIG La m thode peut galement mettre profit des comp tences outils et donn es suppl mentaires dont b n ficierait l utilisateur par ailleurs En effet nous visions l laboration d une m thode la fois ouverte pour tirer parti de l existant et satisfaire des utilisateurs aux profils vari s et volutive pour accompagner les utilisateurs dans le d veloppement de leurs observations En la concevant ouverte sur l existant existant en donn es mais aussi en mod les de mise jour plus d velopp s en m thodes et outils d analyses r f rence spatiale plus sp cialis s la m thode devient de fait adaptative il lui suffit pour cela d int grer des moyens et comp tences 155 PARTIE B M thode d observation multi niveaux suppl mentaires Ainsi la m thode est facile mettre en uvre mais n est pas limit e par ou l exploitation de requ tes l mentaires La m thode d observation peut tirer parti des moyens disponibles pour
150. un SIG une solution m thodologique et formelle Cette th se labore ainsi une m thode qui permette aux utilisateurs de s affranchir de fa on g n rique des contraintes pos es par les SIG pour observer des ph nom nes g ographiques Le caract re g n rique de la m thode n est pas la seule condition que nous imposons a priori ces recherches En effet nous voulons galement que les m thodes sp cifiques d duites de la m thode g n rique aient la capacit d accompagner les th maticiens dans le double processus d acquisition de connaissances acquisition de connaissance sur les ph nom nes qu ils tudient et sur les outils SIG qu ils utilisent Pour r pondre ce besoin nous avons cherch construire une m thode adaptative c est dire une m thode qui s adapte des utilisateurs ayant des niveaux de comp tences SIG diff rents Cette qualit en retour assure aux m thodes sp cifiques de pouvoir tre volutives dans la dur e de l application et donc de pouvoir effectivement accompagner l utilisateur dans ses avanc s En effet si la m thode g n rique peut s adapter des niveaux de comp tences diff rents elles peut alors l inverse utiliser cette capacit pour proposer aux th maticiens d int grer des mod les et des outils plus labor s pour faire voluer leur m thode d observation ils disposeront alors de moyens suppl mentaires pour acqu rir d
151. un utilisateur superpose dans un SIG des donn es issues de bases diff rentes il est g n ralement confront aux probl mes d incoh rences des supports g om tiques Les trac s des limites et des axes des objets g ographiques ne sont pas exactement identiques dans les deux bases 211 PARTIE C Cas de mise en uvre et d application C 2 3 Vers un outil d observation et d analyse de l urbanisation de type habitat individuel C 2 3 1 Enjeux d une m thode de suivi de l urbanisation pavillonnaire dans le domaine de l am nagement du territoire Les enjeux de cette application sont d abord th matiques La mise en uvre d une observation de l urbanisation pavillonnaire semble en effet r pondre un r el besoin des am nageurs des urbanistes des sociologues des experts en transports Cornaut 2000 Petit 2000 Millot 2003 Il s agit ici de leur fournir des moyens pour observer les zones pavillonnaires soit pour tudier le ph nom ne d urbanisation pavillonnaires lui m me soit pour tudier d autres ph nom nes ayant trait ce type d urbanisation De l avis m me des th maticiens il existe peu de donn es g ographiques sur les zones pavillonnaires en tant que telles Celles qui existent permettent de d gager des tendances g n rales sur le ph nom ne ex d veloppement r gression stagnation localisation et concernent uniquement une partie du territoire national Or au del
152. une pr interpr tation B 3 2 1 2 Un lien temporel entre les donn es Condition initiale d application de la m thode multi niveaux pour une observation cin matique Le chapitre B 2 a d velopp la mise en uvre de la m thode pour observer statiquement un objet En supposant maintenant que l emprise au sol de cet objet puisse tre consid r e comme stable sur la p riode d observation que le support d agr gation portion de territoire soit le m me pour toutes les bases de donn es micro nous allons voir ici que la m thode d observation multi niveaux permet de suivre facilement les indicateurs produits sans impliquer l utilisation d un mod le sp cifique de gestion des mises jour ni le d veloppement d outils d appariement Rappel des principes de l observation multi niveaux statique Le principe de la m thode d observation multi niveaux consiste d crire la portion de territoire couverte par l objet g ographique tudi l aide de caract ristiques pertinentes pour le ph nom ne suivi puis transf rer l objet g ographique les caract ristiques du territoire qu il occupe par identification de l objet g ographique son emprise La mise en uvre de la m thode exploite des donn es sur des objets micro pour caract riser la portion de territoire associ e l objet m so g ographique Elle utilise une agr gation par emprise pou
153. velopper les outils d appariement et de calculs diff rentiels adapt s son besoin n cessaires l extraction des mutations partir de 175 PARTIE B Suivi de ph nom nes g ographiques avec un SIG donn es existantes Cela demande des comp tences sp cifiques en programmation et en logiciels SIG soit profiter de d veloppements effectu s par le producteur de donn es qui lui permettent d acc der directement des donn es d volutions Cependant 1l doit tre conscient que les informations sur les volutions fournies par ces donn es d volutions peuvent lui appara tre d form es par rapport l observation libre qu il aurait pu en faire directement sur les objets g ographiques et donc mal adapt es l observation du ph nom ne qu il souhaite tudier En effet les donn es d volutions d crivent des objets informatiques objets observ s par le producteur et non les objets g ographiques et par ailleurs pour les interpr ter le producteur s appuie sur des sp cifications qui agissent comme un filtre sur les informations initiales B 3 1 2 3 Une approche m thodologique l entre deux Dans cette th se nous avons pos l entre deux pour proposer une solution alternative au probl me du suivi d volutions dans un SIG Cette solution n implique pas de produire de nouvelles bases de donn es mais propose d exploiter les bases existantes Centr e sur les informations g og
154. voquons le cas des zones construites r cemment dun coup qui se caract risent par une tr s grande homog n it elles offrent souvent des d clinaisons d un unique produit et qui attire en cons quence des profils familiaux tr s proches L volution de ces zones se fera probablement par mutations massives Ces vagues correspondront des p riodes o toutes les familles se trouveront en m me temps traverser des tapes particuli res de leur vie favorables aux changements Pour identifier ces tapes on pourra s int resser aux travaux en sociologie portant sur les parcours individuels Est ce pour amortir les pics de changement que certains programmes r cents offrent une plus grande vari t de logements m langeant parfois m me collectif et pavillonnaire En effet sans l ment de la part des am nageurs nous avons cependant constat dans cette application que l h t rog n it morphologique semblait tre un param tre favorable la densification contrairement l homog n it d di e au suivi de l urbanisation pavillonnaire Adoptant deux approches de complexit croissante nous proposons deux mises en uvre diff rentes C 2 2 1 Exploitation l mentaire de la m thode g n rique La premi re mise en uvre correspond une exploitation basique de la m thode Elle utilise des donn es g ographiques existantes sur les objets zones pavillonnaires en tant que tels et exp
155. 000 habitants desservies par une infrastructure ferroviaire et situ e moins de 10 km d un changeur d autoroute pr sentant une population active de plus de 20 Elles devront tre reli es syst matiquement au r seau repr sentant les infrastructures de transport etc Le niveau de d tails des sp cifications du mod le volue en fonction du niveau d analyse du probl me et du degr d int gration des contraintes m thodologiques et techniques qui influent sur la solution La mod lisation est souvent un processus graduel r cursif Ainsi certaines mod lisations conceptuelles se limitent s lectionner parmi les objets r els et leurs attributs ceux qui contribuent au ph nom ne tudi il s agit plus d une formalisation th matique D autres anticipent d j sur le processus de mod lisation logique ils commencent sp cifier certains d tails utiles en vue d une impl mentation ult rieure pour s assurer de pouvoir ensuite r aliser certaines analyses sp cifiques La mod lisation conceptuelle pr sente alors les objets g ographiques sous une forme proche de leur impl mentation logicielle venir la mod lisation int gre d j la formalisation technique Par exemple si l analyse implique de disposer d une repr sentation en vraie 3D pour structurer la composante g om trique des informations g ographiques on peut d s le d part anticiper le recours un mod le diff rent de celui utili
156. 2 2 2 Int gration de donn es suppl mentaires utilisant un support d agr gation diff rent Respectant les conditions initiales d application de la m thode nous avons seulement envisag des cas o les bases de donn es micro taient compatibles avec une m me emprise d agr gation cf fig B 3 13 ex les b timents et les tron ons de route de la BD TOPO Dans ce paragraphe nous consid rerons le cas de bases de donn es micro compatibles avec des portions de territoires diff rentes c a d des repr sentations de l emprise de l objet observ diff rentes cf figure B 3 14 par exemple les donn es de la BD TOPO de l IGN et celles de BASE ILOT de l INSEE contiennent chacune une repr sentation Figure B 3 13 Exemple de donn es distincte des lots routiers Pour simplifier nous supposerons leurs dates micro compatibles avec une m me de versions semblables emprise 189 PARTIE B Suivi de ph nom nes g ographiques avec un SIG Nous d finissons un syst me de donn es comme un ensemble de donn es micro compatibles avec une m me repr sentation de la portion de territoire Nous proposons alors d appliquer la m thode d observation cin matique de fa on autonome et ind pendante chaque syst me de donn es et de d duire des indicateurs pour d crire les agr gations d objets micro obtenues avec la repr sentation de l emprise corresponda
157. 268 ANNEXES sn CE LE a kl fi i E po a f SEAN 5 JEN peim tes 9 er 11 IL 255 A TEE cal aiea a S IDUT si d em Cal 269 ANNEXES Hot routier fu courtier Lu Sy Bd O 18 E rs E un o wii E ii 1888 i E TRS e oaae e e E x ARE Len ir i F2 Een i iloi routier fu courtier wbi iut E ANNEXES extrait 1 extrait 2 2 ie o Ai ak F2 3 w PA s Fe x a X A 5 C7 gt L N J J T i i a 5 a E l 1 I l w d il a LS Ve PHONE 2va mgpamursn NS 7 L IOo00CO0o 0 a 00CC GE 0 i L gende Classe 1 ZHI de type d sordonn Classe 2 ZHI de type ordonn Classe 3 ZHI en grappe Classe 4 ZHI de type group Figure a 7 8 Caract risation des zones d habitat individuel en fonction de la caract risations des lots qui les constituent Ces deux extraits de Raimond 2005 montrent les premiers r sultats obtenus par la mise en application de la m thode d observation multi niveaux pour l observation des zones pavillonnaires partir des b timents et des tron ons de routes de la BD TOPO et de l utilisation des lots routiers comme objets m so structurels On notera des espaces blancs au sein des zones pavillonnaires Ils correspondent l introduction d
158. 3 17 Int gration d informations produites avec des syst mes de donn es diff rents On peut exploiter dans une m me observation des informations produites avec la m thode multi niveaux partir de donn es appartenant des syst mes de donn es diff rents En revanche pour les int grer dans un SIG un travail suppl mentaire de mod lisation doit tre fait pour d finir quel sera le support de cet ensemble de caract ristiques B 3 2 2 2 3 Int gration de moyens de gestion d informations temporelles plus sophistiqu s L introduction d un mod le de gestion des mises jour plus sophistiqu permet de suivre plus commod ment un objet dans le temps Il facilite 192 PARTIE B Suivi de ph nom nes g ographiques avec un SIG l extraction des couples d tats successifs et simplifie ainsi l observation cin matique de l objet tudi cf figure B 3 18a Les outils d appariement et de calculs diff rentiels facilitent quant eux l extraction automatique des changements entre deux tats fig B 3 18b Ils permettent de construire une repr sentation cin matique de l objet partir de mutations en qualifiant les mutations op r es entre les tats successifs de l objet Toutefois la description des mutations ainsi obtenue reste souvent succincte Elle se limite g n ralement aux changements l mentaires recens s dans la typologie des changements utilis e fig B 3 18c d a
159. 3122 1996 Denis 1998 Denis E Croissance urbaine et dynamique socio spatiale Le Caire de 1950 1990 L espace g ographique 2 1998 p129 142 Deutsch 1989 Deutsch J C M mento sur l vacuation des eaux pluviales La documentation fran aise Paris 1989 349p Devogele et al 1998 Devogele T Parent C Spaccapietra S On spatial database integration International Journal of Geographical Information Science IJGIS 12 4 P Fisher M Amstrong et B Lees EDS June 1998 Taylor and Francis London pp 335 352 Devogele 1997 Devogele T Processus d int gration et d appariement de bases de donn es g ographiques Application une base de donn es routi res multi chelles Th se de doctorat s Informatique Universit de Versailles 12 12 1997 207p Didier et Bouveron 1993 Didier M Bouveron C Guide conomique et m thodologique des SIG Herm s 1993 Didier 1990 Didier M Utilit et valeur de l information g ographique Economica 1990 Duch ne 2004 Duch ne C G n ralisation Cartographique par Agents Communicants le mod le Cart ACom Th se de doctorat s Informatique Universit Paris 5 2004 Duch ne et al 2003 Duch ne C Bard S Barillot X Ruas A Tr visan J Holzapfel F Quantitative and qualitative description of building orientation 5th Workshop of ACI Commission a generalization progress in automated map generalization Paris April 2003
160. 49 d finit 8 changements trois l mentaires cr ation destruction et stabilit ou 1dentit deux d taill es modifications g om trique et s mantique trois complexes tablissant des liens informatiques n m entre objets de versions diff rentes scission agr gation fusion fig A 3 11 Il est noter 1c1 que les informations sur les changements tant obtenues de fa on automatique par des programmes informatiques Sur des donn es ne portent de fait que sur des changements sur des donn es Or les changements sur les donn es g ographiques ne sont pas les volutions sur les objets g ographiques En effet les changements ne sont que des repr sentations d volutions lorsqu ils ne correspondent pas par ailleurs des modifications techniques sur la base de donn es assurance qualit changement de sp cifications Cette diff rence introduit de notre point de vue un d calage fondamental dans le processus d analyse de ph nom nes g ographiques avec un SIG Mise en uvre des techniques d appariement et de calculs de diff rentiels Les m thodes et outils d appariement et de calculs diff rentiels sont aujourd hui d velopp s principalement par les producteurs de bases de donn es comme l ments de processus de production processus de mises jour Badard 2000 processus de mesures de qualit des bases de donn es Bard 2004 ou encore de cr ation de bases de donn es d riv
161. 5 2000 Worboys 1998 Worboys M A generic Model for Spatio Bitemporal Geographic Information In Egenhofer M J Golledge R G Eds Spatial and temporal reasoning in geographic information systems Oxford University Press 1998 276p Worboys 1995 Worboys M F GIS A computing perspective Taylor and Francis 1995 Yang Lo 2003 Yang X Lo C P Modelling urban growth and landscape changes in the Atlanta metropolitan area International journal of geographical information Science Vol 17 N 5 July August 2003 p463 488 Taylor and Francis Zaninetti 2005 Zaninetti J M Statistique spatiale Herm s Lavoisier 2005 320p Sites Internet Dictionnaire de l informatique et d internet Dico fr www dicofr com cg1i bin n pl dicofr definition 20010101002600 consult le 20 8 2006 Le serveur ducatif de l Education National sur l Information G ographique 2 Les diff rents types d information g ographiques http seig ensg 1gn fr fichchap php3 NOCONT CONT3 amp NOCHEM CHEMSO002 amp NOFICHE FP7 amp NOLISTE 3 amp N amp RPHP amp RCO amp RCH amp REF amp RPF consult le 11 10 2006 248 BIBLIOGRAPHIE Syst me d information g ographique http fr wikipedia org w1ik1 Syst C3 A8me d 27Information _G XC3 A9ographique consult le 15 10 2006 L information g ographique c est http www quebecseographique gouv qc ca decouvrir introduction introduction asp consult le 18 10 2006 NHGIS National
162. 8 7 O Etude de l aspect temporel L tude des donn es lors de l instanciation fournit les l ments pour l observation statique du ph nom ne Il s agit ici d int grer la dimension temporelle Cette tape clarifie le processus d observation en fonction des mod les de gestion et des dates des mises jour en fonction des syst mes de donn es et d ventuelles fonctions d interpolation des tats Construction des informations supports objet m so structurel et informations micro La construction des informations support est l tape qui pr pare les donn es pour l application de la m thode d observation multi niveaux Elle sp cifie le travail effectuer pour construire l emprise d agr gation Le processus propos peut tre l mentaire ex simple requ te sur la composante g om trique de l objet m so g ographique ou renvoyer des d veloppements compl mentaires Par exemple dans le cas des zones pavillonnaires nous avons test une m thode pour construire des objets m so g ographiques sp cifiques g om triquement plus pr cis que les autres alternatives zone pavillonnaire du MOS et lots routiers Cette tape sert galement configurer les donn es micro Elle op re sur les donn es pour disposer des informations n cessaires au calcul des indicateurs dans le SIG Il peut s agir de modifier le mod le de donn es existantes par exemple transf
163. 977 DE 2 m en 2004 1993 4 E en 1999 16 M en 1993 t non pas date moyenne 1995 09 1993 N Figure B 2 39 La forme prise par les indicateurs d pend de la construction des caract ristiques Construits partir d informations micro ces indicateurs donnent des informations de tendance g n rale sur le niveau m so qui est le niveau auquel on souhaite observer le ph nom ne Toutefois 1l est int ressant que les d tails ne disparaissent pas au profit de formes globales et d tendues plus larges tandis que les niveaux les plus fins r v lent des diff rentiations spatiales locales Mathian et Piron 2001 citant Durand Dast s 1999 p 64 Nous proposons donc d introduire des indicateurs d homog n it La variance par exemple car l analyse de la variance constitue la m thode la plus simple et la plus utilis e sans doute pour mesurer l h t rog n it interne d un ensemble d agr gat Mathian et Piron 2001 p 71 Ce deuxi me type de caract ristiques nous renseigne sur le caract re repr sentatif de l l ment moyen Outre la variance ou l cart type qui servent caract riser la dispersion autour de la valeur centrale nous utiliserons des indicateurs d crivant la forme de cette dispersion comme le 149 PARTIE B M thode d observation multi niveaux facteur d aplatissement et de sym trie Avec l ensemble de ces indicateurs nous seront alors
164. BD TOPO a fourni des donn es sur les b timents et sur le r seau routier La base de donn es topographiques de l IGN propose en effet une repr sentation du territoire dans une gamme d chelle compatible avec le niveau d observation l mentaire que nous souhaitions introduire Par ailleurs elle offre une repr sentation g om trique d taill e des b timents et des tron ons de routes qui permet d effectuer de nombreuses analyses morphologiques La BD TOPO ne contenant pas d objets zones pavillonnaires ou zone d habitat individuel en tant que tels nous avons utilis une deuxi me source de donn es la base MOS pour l exploitation l mentaire de la m thode Pour construire des caract ristiques d observation nous avons proc d de deux fa ons dans un premier temps nous nous sommes appuy s sur le MOS Nous avons pu le faire car nous b n ficions de la compatibilit temporelle des bases de donn es exploit es Les versions de la BD TOPO sur la zone tudi e une portion de territoire autour de Lagny pr s de Marne la Vall e correspondent en effet aux dates de 1993 et de 1999 proches des dates de mise jour du MOS en 1994 et 1999 ensuite dans la mise en uvre labor e pour profiter d une plus grande compatibilit g om trique entre les objets observ s nous avons introduit les objets lots routiers obtenus par num risation manuelle part
165. C 4 Le ph nom ne d ambiance urbaine 221 C 4 1 D finition de la notion d ambiance diff rentes approches 221 C 4 2 Vers une observation globale de l ambiance urbaine 223 C 4 3 Mise en uvre de l observation de l ambiance urbaine 227 C 4 4 Vers un outil op rationnel d observation de l ambiance urbaine au service des collectivit s 229 C 5 Conclusion sur les trois d clinaisons de la m thode d observation g n rique 232 Conclusion et perspectives 237 242 Bibliographie 243 250 Annexes 251 283 Annexe 1 R solution pr cision et granularit pr sentation compar e 252 Annexe 2 Les th mes une approche technique pour sp cifier les informations g ographiques 254 Annexe 3 D finition de l entre deux 257 Annexe 4 Une repr sentation des objets sous forme d information par nature pour une observation simplifi e dans les SIG 258 Annexe 5 El ments de discussion sur l hypoth se d emprise au sol constante 260 Annexe 6 Formulation math matique des indicateurs produits avec la m thode d observation multi niveaux 262 11 12 Annexe 7 El ments d applications sur les cas de ph nom nes retenus Annexe 8 Etapes de mise en uvre d une m thode d observation multi niveaux 265 279 CNE sunmay Li A THe U r eise la ville larue eF le humero tt e TE AF F A A me Dessin J F Gleyze Sc nario P Bordin 2006 INTRODUCTION 14
166. Exp rience issue de l tude sur les zones pavillonnaires cf Partie C Une mise en uvre diff renti e de la m thode visant identifier et caract riser les zones pavillonnaires ou bien chaque partie a telle une description sp cifique pour r pondre ensuite lors du suivi des questions du type Une seule partie porte t elle seule les volutions du tout Enfin le caract re embo t des diff rents niveaux nous place dans un contexte particulier Des travaux ult rieurs pourront chercher mieux l exploiter En particulier il s agira de trouver des indicateurs pour mettre en vidence des diff renciations entre les sous groupes d objets micro d finis par les agr gations de niveau m so 2 au sein de l agr gation de niveau 1 pour tenter de saisir les ventuelles structures induites par les objets m so structurels que nous ne distinguons pas sinon 154 dans la BD TOPO partir des lots routiers a t test e dans le stage d O Raimond que nous avons encadr Son objectif secondaire consistait tablir une typologie des zones pavillonnaires proche de cat gories architecturales l aide d indicateurs morphologiques Cette carte extraite de Raimond 2005 est une illustration des premiers r sultats obtenus B 2 6 Extensions de la m thode d observation multi niveaux Partant du besoin d informations pour observer un ph nom ne nous avons
167. La d termination de ce qui constitue la bonne mod lisation revient au concepteur des donn es Il choisira la fa on de repr senter chaque objet en fonction de sa vision du monde Il d cidera galement quels seront les objets repr sent s et ceux qui ne le seront pas Les choix du concepteur ne se limitant pas la forme il d cidera galement de la composante s mantique de chaque objet c est dire quelles informations attributaires viendront enrichir la description morphologique de l objet 10 La vision du monde inclut galement les contraintes auquel le concepteur des donn es peut tre soumis contrainte de co t de d lais de faisabilit d accessibilit des donn es etc 31 PARTIE Les SIG des outils d di s Aux informations g ographiques Mode raster versus mode vecteur Les deux modes de repr sentation des donn es g ographiques sont compl mentaires Ils ont des qualit s et des utilisations diff rentes Certaines sont r sum es dans la figure A 1 13 Mode vecteur Mode raster Volume de stockage compact Volume de stockage important Structure de donn es complexe Structure de donn es simple Mise en uvre facile de la topologie Mise en uvre difficile de la topologie Saisie possible des objets On ne saisit que des pixels Ne contient que les informations sp cifi es Exhaustivit des photographies raster Collecte des informations de mise jour Rapidit d
168. Les objets m so m so structurelles m so structurelle est utilis e niveau 2 est caract ris agr g s de niveau 2 individuellement pour comme une agr gation deviennent objets agr ger des objets micro d objets micro d observation pour Utilisation de l union comme emprise du ph nom ne au niveau m so 1 constitution de l agr gation bu le ph nom ne observation de pe l agr gation RUE L objet m so agr g de niveau 1 peut servir l observation synth tique et la localisation du ph nom ne Figure B 2 47 Application de la m thode d observation pour une observation plus de deux niveaux Dans une premi re tape l application de la m thode d observation multi niveaux aux objets m so structurels permet d enrichir leurs attributs de caract ristiques relatives au ph nom ne tudi et ainsi de pouvoir effectuer des analyses ce niveau m so interm diaire par exemple sous forme de cartes th matiques cf ligne centrale de la figure Ensuite l union des composantes g om triques de ces objets permet de construire des agr gations d objets micro pour caract riser le niveau m so l qui reste le niveau d observation principal celui qui permet l observation et le suivi direct du ph nom ne dans le SIG cf la ligne inf rieure 153 PARTIE B M thode d observation multi niveaux Deuxi me partie Application de la m thode d o
169. Repr sentation Observation i d Observation Analyse Analyse multi niveaux multi niveaux pee ee Le RE ENE multi niveaux multi niveaux multiniveau de d tails de d tails consid rations techniques ji consid rations th matiques en g omatique RA en g ographie Positionnement de la d marche d observation propos e consid rations techniques en statistique Figure B 2 8 Positionnement d une m thode d observation multi niveaux partir d un SIG au sein d une d marche qui int grerait diff rentes tapes d observations et d analyses multi niveaux Le sch ma montre le glissement s mantique du terme multi niveaux entre le sens pris en g omatique dans la repr sentation multi niveaux et celui qu il a en statistiques dans l analyse multiniveau Ce glissement se fait lors du passage de l observation des donn es g ographiques dans le SIG l observation des objets en g ographie En proposant de mettre au point une m thode d observation multi niveaux dans un SIG nous esp rons aider les utilisateurs analyser les ph nom nes qu ils tudient diff rents niveaux et ainsi am liorer les applications SIG Toutefois ces travaux visent d abord l laboration d une m thode pour produire des informations descriptives sur les ph nom nes que l on puisse suivre ensuite simplement dans un SIG B 2 3 Vers une m thode de cr ation d informations multi niveaux pour l observation de ph nomenes
170. Suivi de ph nom nes g ographiques avec un SIG note 10 Toutefois cette classification qui convient bien aux volutions de parcelles cadastrales peut tre moins bien adapt e aux volutions d autres objets g ographiques Plus g n ralement elle soul ve la question de la pr interpr tation des changements de donn es D un point de vue technique en toute rigueur on devrait consid rer avec B dard 1997 qu il n y a que deux types de changements effectifs sur les donn es la cr ation et la destruction auxquels on peut adjoindre le non changement que l on appelle g n ralement l identit au sens de l identique L exploitation d une cl MDS qui associe automatiquement un identifiant unique toute donn e partir de ses l ments caract ristiques cf p 83 va d ailleurs en ce sens En effet toute modification de la donn e quelque soit sa forme et son ampleur entra ne un changement syst matique d identifiant de signature la donn e num rique en tant que configuration de bits sp cifique n est alors plus la m me Cependant une telle typologie ne permet pas de distinguer des situations g ographiques tr s vari es Par exemple une extension d un b timent une modification d affectation une modification du propri taire une correction d erreur quant la date de construction etc correspondront toutes la destruction du b timent suivie d une cr ation d un nouv
171. TIR ES associ e au de l agr gation d finir PAP ee ph nom ne A spatiales int grer ventuellement Portion de territoire Caract risation associ e au de l agr gation La portion de territoire ph nom ne associ e l objet m so g ographique interm diaire a une composante s mantique enrichie des caract ristiques de int grer La m me portion de territoire d crite par des l agr gation partielle caract ristiques issues de sources diff rentes Figure B 2 63 Enrichissement de la m thode par int gration d un niveau d observation suppl mentaire L introduction d objets m so structurels interm diaires permet de disposer la fois d informations synth tiques utiles au suivi g n ral du ph nom ne et d informations de d tails sur le ph nom ne observ fig B 2 63 Ces informations seront particuli rement utiles dans la seconde phase de l observation lors du suivi car elles permettront de saisir des volutions du ph nom ne plus pr cises Outre les comp tences en analyse spatiale n cessaires Sanders 2001 cet enrichissement soul ve une difficult formelle 1l faut g rer plusieurs niveaux d observations simultan ment Dans le SIG elles r sident surtout dans l identification d objets m so structurels pertinents Les flots les parcelles plus grande chelle les communes plus petite chelle peuvent tre de bons ca
172. TTURER 1 l gt LBADOCCRRSEREE Figure B 3 4 Ph nom nes et conditions d observations La premi re colonne montre deux ph nom nes a et b dont elle pr sente douze tats cons cutifs La seconde colonne montre ce que l on observe en faisant varier les conditions d observation Ainsi sur le ph nom ne a nous constatons les cons quences d un pas mal adapt de 10 et de 5 ans respectivement pour al et a2 Si l on choisit d effectuer une observation avec un pas r gulier alors pour saisir les changements entre la cinqui me et la septi me ann e un pas annuel a3 devient n cessaire Cette r gularit co teuse qui est n cessaire en cours d volution n est cependant plus utile dans la phase de stabilit Sur le ph nom ne b nous constatons galement l influence de la date d origine de l observation En d butant l observation la date 0 on note que ni le pas de 10 ans b1 ni celui de 5 ans b2 ne permettent de d celer le changement interm diaire En revanche avec une autre date d origine le pas de 5 ans peut alors convenir b3 Or il est difficile de conna tre le rythme des changements des objets 4 Il faudrait pouvoir pr voir pour mieux observ s et les dates de leur survenue Ainsi m me en choisissant un pas observer variable pour s adapter au mieux au ph nom ne les observations risquent d tre insatisfaisantes car en retard sur ce qui se produit sur le terra
173. a situation est apparue brusquement Pour cela il aurait fallu disposer d observations interm diaires d un pas d observation plus fin Figure B 3 3 Entre l tat initial et l tat final il peut s tre op r un v ritable changement 171 PARTIE B Suivi de ph nom nes g ographiques avec un SIG Le pas d observation est l intervalle de temps s parant deux observations 3 Il d pend galement du type Il peut tre choisi r gulier par exemple tous les quatre ans tous les ans ou d observation Par exemple pour des rr sulier Le choix d d pend du th ane tudi et d h observations r trospectives on pourra irr guler Le choix du pas d pend du ph nom ne tudi et de son rythme a ne A 1 sasit dedi r dun nsibilit D oe choisir un pas irr gulier correspondant la volution Il s agit de Gir d une sensibilit aux changements survenue d v nements marquants suffisante pour les saisir l utiisateur doit pouvoir discriminer les changements en vitant n anmoins des observations inutiles et redondantes g n ralement co teuses Etats observ s sur dix ans des deux ph nom nes a et b en faisant varier les conditions d observation ECCOCGRRSRNES RERREREENEUNE o 1 Etats sur douze ans de deux ph nom nes a et b a2 0 5 10 dt O as Ta pe ELLES SERRE E T E E E o JONTTIRNNNNNN D20002 eee b2 SRBCODC
174. aces imperm abilis es tr s diff rentes comme nous avons pu le constater sur la seule occupation b ti Jusqu pr sent il n a donc pas t possible d effectuer le suivi du ph nom ne d imperm abilisation des sols partir de donn es vecteurs dans un SIG D autres recherches exploitent des repr sentations raster images et s appuient sur des analyses et traitements d images Les r sultats obtenus semblent meilleurs Cependant dans ces travaux la mod lisation des objets g ographiques repose sur un ensemble de pixels homog nes et n existe pas sous la forme d objets informatiques cf paragraphe A 1 2 1 1 D s lors il devient difficile l utiliser ces m thodes pour travailler en mode prospectif et tester des options d urbanisation en fonction du nombre et des types d am nagement envisag s L enjeu de cette application est donc de fournir la fois un outil de gestion commode pour laborer le coefficient technique d imperm abilisation des sols et un outils d aide la planification d am nagements 220 PARTIE C Cas de mise en uvre et d application C 4 Le ph nom ne d ambiance urbaine L observation de l ambiance urbaine dans un SIG pose de fa on conceptuelle le probl me de l objet principal d observation En effet si les zones pavillonnaires ou les surfaces imperm ables s imposent comme des objets naturels pour suivre les effets de l urbanisation pavillonnaire et de l
175. aciliter l int gration de la m thode dans les processus d acquisition de connaissances sur les ph nom nes g ographiques tudi s Plusieurs raisons justifiaient nos yeux cette importance elles se sont traduites en objectifs sp cifiques dans l laboration de la m thode de suivi nous voulions faciliter l int gration de la m thode dans le processus de traitement des informations il s agissait d j pour nous de fluidifier les changes entre les diff rentes tapes participant aux traitements des informations et entre les diff rents acteurs intervenant dans la mise en place d un SIG d observation Il importe que les informations exploit es dans chaque tape soient au plus pr s de celles attendues par la suivante et de celles fournies par la pr c dente Nous avons donc commenc par identifier plusieurs tapes de formalisation Parmi elles nous avons distingu la formalisation technique Situ e entre la formalisation th matique et l impl mentation dans le SIG l aide de donn es comme une tape strat gique Apr s avoir pr sent les cons quences de cette tape sur les applications nous avons pu proposer des l ments de mod lisation en information g ographique favorables une observation directe des ph nom nes dans les SIG En particulier nous avons montr l importance de disposer d une repr sentation explicite au bon niveau d observation avec une composante g om trique d
176. act riser cet ensemble en calculant l effectif de chaque changement micro l mentaire identit cr ation destruction modifications s mantiques et g om trique en inventoriant les couples d tats d objets micro ayant subis ces changements par exemple nombre d objets micro ayant subis une modification s mantique les transformant de magasin d alimentation en magasin d habillement en exploitant les dates des changements l mentaires micro pour les situer dans le temps et les uns par rapport aux autres Cela permet par exemple de pr ciser la fa on dont les changements micro ont contribu au changement au niveau m so par exemple la densification d une zone pavillonnaire sur dix ans s est elle effectu e de fa on progressive tout au long des dix ann es ou bien a telle eu lieu d un coup les premi res ann es ou les derni res ann es Les informations de changements l mentaires micro permettent ainsi de cr er des informations sur le comment se produisent les changements m so par exemple une zone pavillonnaire peut rester identique par le nombre de b timents qu elle contient soit parce que ses b timents n ont pas t modifi s soit parce que le nombre de cr ations est gal au nombre de destructions Dans ce mode d enrichissement les descriptions d tats restent les m mes aucune caract ristique d objet suppl mentaire n est produite c est la descri
177. aide l observation Le discours des th maticiens r v le en effet un besoin de moyens de m thodes pour tudier les ph nom nes qui les int ressent il s agit d j de trouver le moyen de lire les processus de comprendre les m canismes sous jacents certaines situations d tablir une sorte de protocole d approche temporelle Basile 2005 Dans ce monde qui nous submerge d informations on comprend ais ment pourquoi il est possible de se sentir perdre pied l int rieur de son propre domaine D o le besoin accru de structures de r f rences 15 INTRODUCTION susceptibles de faciliter l int gration de la masse d informations toujours changeantes que l homme doit traiter Hall 19711 Pour les informations g ographiques ne serait ce pas justement l la vocation des SIG La localisation y sert de r f rence pour int grer une masse d informations par g ocodage qui sont structur es en repr sentations des chelles diff rentes Ils offrent des fonctionnalit s de traitement et leur capacit de stockage est quasi illimit e du fait de leur lien avec les syst mes de gestion de bases de donn es En revanche ils peinent effectivement int grer le fait que les informations soient toujours changeante Pourquoi alors ce besoin de moyens d observation alors que les SIG semblent l pour y r pondre Deux raisons peuvent l expliquer les SIG restent des outils inform
178. aintes par les observations par exemple avec un mod le par snapshots les valeurs correspondent aux dates des mises jour la dimension mesur e est la s mantique Les caract ristiques sont donn es sous forme de fonction math matique Toutefois tout en restant dans le cadre d une observation multi niveaux 1l est possible d assouplir les contraintes pos es sur les deux dimensions temps et espace pour permettre de travailler sur une dimension g om trique un peu moins fixe et sur une dimension temporelle un peu moins contr l e Une dimension temporelle un peu moins contr l e La dimension temporelle est contr l e au travers des dates d observation Dans le paragraphe B 3 2 1 3 nous montrons que l on peut assouplir le caract re contr l au sein de la m thode multi niveaux En effet en introduisant des fonctions d interpolation et d extrapolation sur les valeurs de chaque caract ristique obtenue partir des versions v d une base de donn es micro on peut envisager th oriquement disposer d une repr sentation de l tat de l objet n importe quelle date Cela revient prendre la dimension spatiale comme constante et faire varier la dimension s mantique en fonction du temps On peut galement envisager que l emprise ne soit pas constante cela revient alors consid rer que les deux dimensions spatiale ef s mantique sont variables Pratiqueme
179. aire les trames urbaines hi rarchis es les divers types de r seaux ou de territoires etc Elle analyse des processus qui sont l origine de ces structures travers des concepts comme ceux de distance d interaction spatiale de port e spatiale de polarisation de centralit de strat gie ou choix spatial de territorialit Des lois de la spatialit relient ces formes et ces processus et sont int gr es dans des th ories et des mod les du fonctionnement et de l volution des syst mes spatiaux Hyperg o free fr Cette conception est centr e autour des mod les outils et concepts g ographiques mais elle s int resse aussi la mise en uvre technique des analyses Ainsi la d finition de D Pumain dans Hyperg o free fr mentionne la vari t des moyens Les m thodes mobilis es par l analyse spatiale sont tr s diverses lt S appuyant sur des m thodes statistiques et des mod les math matiques utilisant les cartes les syst mes d information g ographique S I G et divers outils de simulation tout en int grant les r sultats d enqu tes sur les comportements dans l espace et ses repr sentations Elle voque galement le statut privil gi des analyses statistiques L emploi de la statistique classique conduit oublier dans un premier temps la localisation des objets et compl t par la cartographie retrouve ensuite dans une analyse en termes de r sidus les effets
180. ait partir de repr sentations cartographiques papier l chelle d observation corres pondait l chelle de repr sentation Avec la repr sentation num rique il est possible avec les outils de zoom d afficher la m me base de donn es diff rentes chelles L chelle d observation correspond alors la gamme d chelle d utilisation de la base 2 Des donn es support aussi appel es donn es de r f rence sont des donn es existantes qui permettent l utilisateur de localiser ses informations pour pouvoir les exploiter dans un SIG Voies de communication 93 PARTIE B Entre donn es et ph nom ne observ pour une m me entit fig B 1 5 plusieurs points de vue sur une m me entit g ographique peuvent cohabiter et les donn es support peuvent aider les int grer ex l INSEE utilise les flots pour porter des attributs sur la population les commerces les entreprises l habitat etc Le SIG th matique tente ainsi de r pondre au besoin d effectuer des r flexions crois es sur les probl matiques par exemple pour mettre en ad quation le PLU Plan Local d Urbanisme avec les besoins en quipements pour tudier les relations entre les accidents et la forme des tissus urbains etc Les organismes comme L APUR ou L IAURIF dont les SIG donn es offrent l observation des informations tr s vari es contribuent ainsi l tude de ph nom nes combinant de nombre
181. al ou encore la somme de tous les carts La pr cision g om trique mesure l cart entre la position r elle et la repr sentation Figure a 1 3 La pr cision la granularit d crit la taille des plus petites formes g om triques d crites dans la base par exemple la taille minimale d un d crochement pour un b timent Elle d pend de la r solution mais ne lui est pas synonyme cf figure a 1 4 Par exemple dans la BD TOPO les d crochements de moins de 2 m ne sont pas saisis pour repr senter les b timents La granularit est fix e par les sp cifications de saisie La granularit n quivaut pas la r solution Du point de vue de la r solution le d crochement en a n est pas compatible avec la disparition des avanc es en b et c b Repr sentations deux r solutions diff rentes La granularit d crit la taille des plus petite forme saisie ip ME TE LE A im CONTE Dans cet exemple on ne saisie ni les bow window ni le d crochement sur la fa ade avant droite Ils sont identifi s respectivement des baies vitr es et un mur droit Figure a 1 4 La granularit Les niveaux de d tails ainsi d finis int ressent plus les donn es g ographiques pour d crire la qualit de leur composante g om trique que les informations g ographiques 253 ANNEXES Annexe 2 Les th mes une approche technique pour sp cifier les informations g o
182. alande 1997 Lalande A Vocabulaire technique et critique de la philosophie Edition PUF 1997 premi re dition 1926 Articles ph nom nes ph nom nalisme ph nom nologie Langran 1993 Langran G Time in geographic information systems Taylor et Francis London 1993 190p Langran et Chrisman 1988 Langran G Chrismann N A framework for temporal geographic information Cartographica 25 3 1988 pp 1 14 Latour et Le Floc h 2001 Latour P Le Floc h J G omarketing Editions d organisation Mai 2001 271p Lemari et Raynal 1996 Lemari C Raynal L Geographic data matching First investigations for a generic tool In Proceedings of GIS LIS 96 Annual Conference and Exposition Denver Colorado USA November 19 21 1996 pp 405 420 Li ef al 1999 Li J Jing N Sun M An object oriented data model integrating field and object Geoinformatics and Socioinformatics the Proceedings of geoinformatics 99 Conference Ann Arbor 19 21 June 1999 p1 10 Mador 2001 Mador F New growth and territories The third congress on proximity 13 14 12 2001 Maguire et al 1991 Maguire D J Goodchild F M Rhind D W Geographical information systems Vol l Principles Longman Scientific and Technical Essex England 1991 Mathian et Piron 2001 Mathian H Piron M Echelles g ographiques et m thodes statistiques multidimensionnelles Chapitre 2 in Mod les en analyse spat
183. am nagements hydrauliques Afin d y r pondre nous proposons une m thode pour tablir des relations entre le coefficient d imperm abilisation et des param tres urbains de fa on calculer ce coefficient pour l urbanisation actuelle et pour simuler sa valeur dans une urbanisation future ou projet e La mise au point d une telle m thode de suivi automatique du coefficient d imperm abilisation repr sente un double enjeu pour les th maticiens un enjeu technique La m thode traditionnelle g n ralement utilis e pour calculer et mettre jour la valeur des surfaces imperm abilis es dans les tudes hydrauliques est longue et donc co teuse Construire une m thode qui permette aux utilisateurs d viter la num risation de ces zones tout en produisant l information dont ils ont besoin la superficie de la surface imperm abilis e jour son emprise et sa localisation ne sont pas n cessaires contribuerait faciliter la gestion et la d cision dans les tudes d am nagements hydrauliques un enjeu strat gique Le coefficient d imperm abilisation intervient l origine d une cha ne d tudes techniques et th matiques concernant des ph nom nes de plus en plus globaux il est un param tre essentiel pour dimensionner les syst mes de drainages ces syst mes sont eux m mes des l ments fondamentaux pour la gestion du ruissellement ph nom ne partiellement responsable des inondations et des
184. ambiance participe ces op rations la fois comme levier de transformation et comme r sultant de ces op rations L objectif de cette application consiste d velopper un outil pour observer le ph nom ne d ambiance l aide d indicateurs factuels pour pouvoir disposer d une base pour comparer les mod les des diff rents acteurs Ces indicateurs envisag s dans une observation temporelle doivent venir en compl ment des indicateurs commerciaux pour valuer ce que la nouvelle approche peut avoir apport pour voir si des changements d ambiance et de perception se sont produits suite l introduction des nouveaux outils et pr ciser le cas ch ant en quoi ils consistent Par exemple comment les changements introduits se sont ils greff s sur la ville pr existante PARTIE C Cas de mise en uvre et d application Figure C 31 Fermeture par une grille semi ferm e qui laisse voir partiellement la vitrine code 3 http www ajcallendreau com serv4 htm 229 PARTIE C Cas de mise en uvre et d application C 4 4 1 Enjeux d un outil de suivi de l ambiance urbaine pour la gestion de centre ville Basile 2005 pr sente l enjeu applicatif d un outil SIG op rationnel pour l observation de l ambiance urbaine Il nous para t double Il est technique et strat gique technique il s agit de transposer des m thodes issues du monde du marketing aux milieux op rant sur la ville Or c
185. angement du visage en 170 1 Esposito 2006 utilise ces trois termes en architecture La rupture est d finie comme une d structuration d une forme existante qui peut aboutir de nouvelles recompositions La permanence correspond la r sistance d un l ment aux mutations qui t moigne de son enracinement dans le territoire sur la longue dur e La continuit est une transformation qui se met en relation avec le patrimoine travers sa r cup ration et ou sa r interpr tation cr ative PARTIE B Suivi de ph nom nes g ographiques avec un SIG silhouette En effet quel moment l objet visage n est 1l plus un visage Est il alors d j devenu l objet silhouette dans un changement ou bien y a til une ambigu t avec l existence d un objet la fois visage ef silhouette ou encore y a til une forme interm diaire qui ne soit ni visage ni silhouette Ces questions portent ainsi sur la forme du changement lui m me s est il op r avec une rupture dans le cheminement ou bien est il une volution qui de fa on graduelle a fait merger un nouvel objet en passant ou non par une forme ind termin e Enfin l objet final apparemment tr s diff rent de l objet initial peut il tre consid r malgr tout comme une volution de ce dernier fig B 3 2 Nous ne souhaitons pas entrer dans des questions philosophiques n1 dans des mod les complexes ou un m me objet pourrait tre deux obj
186. ans un contexte th matique identique il est difficile de d terminer si l objet est modifi ou s il a disparu Par exemple dans le ph nom ne de mitage o dans un mouvement sournois des habitations s installent petit petit dans un espace vert Quand dira t on qu il volue et partir de quand dira ton qu il a disparu au profit d une zone d habitat Ces questions sur le maintien de l identit des objets au cours de leur volution et sous jacent de leur identifiant dans la base rend difficile toute 82 interpr tation des volutions par un autre acteur que l utilisateur th maticien Dans le chapitre B 3 nous d taillons cette probl matique que nous appelons la probl matique de l objet suffisamment lui m me Il s agit en effet de pr ciser dans quelles mesures et dans quelles conditions les volutions d un objet n affectent pas son int grit les r ponses variant en fonction de l utilisateur D s lors le producteur qui introduit dans les donn es une pr interpr tation des volutions des objets ex un b timent est modifi au lieu de d truit peut certes aider certains utilisateurs la saisie des volutions tudi es mais 1l risque galement de proposer des volutions qui ne correspondent pas la r alit de certains autres A 3 2 3 2 M thodes et outils d extraction des changements Nous avons vu plusieurs mod les pour int grer les informati
187. ans un projet SIG peut renvoyer suivant les cas des notions tr s diff rentes un objet physique un objet conceptuel 1 Dans le chapitre 4 Vers une d finition des SIG p 93 110 nous montrons que les diff rentes d finitions correspondent Soit une approche fonctionnelle la d finition est fonction de l utilisation du pour quoi faire soit une approche descriptive la d finition est fonction du contenu ou du fait de quoi Pour cette derni re nous avons identifi plusieurs variantes le SIG comme base de donn es comme chaine de traitements comme logiciel et mat riel et enfin comme organisation ou service PARTIE Les SIG des outils d di s Aux informations g ographiques un objet informatique Nous appuyant sur la distinction faite par Couclelis 1994 entre entit s et objets Entities are things in the real world that can be perceived in our representation our mental model Entities become objects Objects are representation of things in the real world nous distinguons les objets r els les entit s des objets conceptuels Puis nous inspirant de Timpf 1997 Entities refers to the things in the real world whereas the term objects refers to things in the database nous proposons d introduire une troisi me cat gorie d objets en r f rence aux bases de donn es les objets informatiques La notion d objet existe par aille
188. ant comme attributs ceux de objet m so et ceux calcul s pour caract riser l agr gation d objets micro Ayant une repr sentation de l objet m so on extrait sa composante g om trique Cette composante caract rise emprise au sol de l objet m so Elle peut donc formellement tre identifi e l emprise au sol de l objet m so Ayant identifi e l emprise au sol de l objet m so celle du ph nom ne la composante g om trique peut alors galement tre identifi e l emprise au sol du ph nom ne Si on utilise cette composante pour d finir une m thode d agr gation par emprise que l on applique ensuite aux objets micro on obtient alors par construction une agr gation d objets micro qui pour emprise au sol celle du ph nom ne A l aide des fonctionnalit s d analyses r f rence spatiale on caract rise l agr gation des objets micro en tant qu ens emble d objets On peut ainsi obtenir de nombreux indicateurs sur cet ensemble Ces indicateurs qui d crivent l ensemble des objets micro situ s sur la portion de territoire d finie par l emprise de l agr gation peuvent tre consid r comme des caract ristiques de cette portion de territoire Par ailleurs les attributs de l objet m so peuvent tre de la m me fa on consid r s comme des caract ristiques de la portion de territoire qu il occupe
189. ant pour saisir ces caract ristiques les fonctionnalit s standards des SIG ne suffisent pas Il est n cessaire d int grer des analyses propres la composante g om trique Apr s une mise en oeuvre l mentaire de la m thode nous avons choisi d int grer de tels d veloppements pour une application plus sophistiqu e cf Annexe 7 Cette application a valeur illustrative elle montre comment enrichir la m thode d observation en introduisant des indicateurs morphologiques De fa on plus g n rale ce type de d veloppement montre comment am liorer les capacit s d analyses en diversifiant les indicateurs de suivi Par exemple il est int ressant de noter que la structure morphologique des zones d pend g n ralement du style architectural et des principes urbanistiques ayant cours au moment de leur construction les mouvements architecturaux subissant eux aussi des ph nom nes de modes Ainsi sous r serve d avoir tabli un lien entre ces styles architecturaux et les indicateurs morphologiques on pourrait associer aux zones un style en fonction de leurs caract ristiques et donc indirectement une poque de construction probable Dans une observation statique du territoire une telle caract risation morphologique pourrait aider faire une lecture temporelle des espaces pavillonnaires Dans une perspective plus dynamique on peut s int resser aux diff rents types d volutions et chercher en par
190. application possible Par exemple partir d une description du terrain et d un mod le de d crue un utilisateur peut tenter d estimer l tat de l occupation des sols deux jours apr s un pic d inondation Ce genre d applications peut tre consid r comme un mode d enrichissement de la m thode car elles permettent de fournir des informations d tats interm diaires fig B 3 12 Toutefois les donn es observer sont de Figure B 3 12 Int gration de valeurs moins en moins issues de l observation directe du terrain pour venir de de caract ristiques calcul es par plus en plus de la mod lisation de ce terrain interpolation Cette utilisation des valeurs d indicateurs comme jalon pour appliquer des mod les de simulation ouvre le champ d autres usages En effet ces valeurs utilis es comme points de rep re peuvent servir caler les mod les de simulation et calculer ainsi des valeurs interm diaires Mais elles peuvent galement servir dans le cadre d une observation plus dynamique pour tester de tels mod les et ou valider des hypoth ses d volutions Ces applications apparaissent alors comme une extension de l exploitation de la m thode car elles l int grent des analyses de ph nom nes g ographiques plus complexes La m thode participe ainsi de moins en moins d une utilisation des SIG comme observatoire pour s orienter vers une utilisation de type aide la d cision B 3 2
191. artenariats Pour l int gration il lui faut d finir le rythme de la mise jour tous les 5 ans tous les ans en continu etc les unit s d int gration ex un d partement une r gion ou tout autre unit etc Pour la livraison il doit d terminer les formats de livraison le type d informations livr es ex livraison diff rentielle journal des modifications La mise jour est alors l op ration qui tend ajuster les donn es l actualit de la situation sur le terrain Elle prend en compte les volutions des objets g ographiques et les traduit sous forme de changements sur les donn es et fait voluer ainsi la base de donn es pour assurer sa p rennit A 3 2 3 1 Mod les d impl mentation et de gestion des mises jour Il existe plusieurs mod les pour int grer les changements effectu s sur les donn es d une base de donn es Badard 2000 p 23 Ils poss dent des qualit s diff rentes en terme de commodit d acc s aux diff rents tats temporels d un m me objet au sein d une base de donn es d explicitation des liens existant entre ces diff rents tats temporels pour aider tablir la s rie temporelle de ces tats de caract risations de ces liens d crivant les changements op r s 1l s agit ici de poss der des informations sur le changement lui m me comme par exemple son type cr ation destruction modifications ou sa date d occurrence voir
192. articuliers qui sur un graphe n autorisent pas la connexion avec le tron on de route qu ils surplombent Techniquement il importe de d composer l impl mentation en deux tapes une tape de pr impl mentation qui correspond ce que nous proposons d appeler la formalisation technique qui correspond la mod lisation conceptuelle en informatique et l tape d impl mentation proprement dite qui correspond la mod lisation logique en informatique Pour ceux qui ont peu d exp riences pratiques des logiciels de SIG les deux tapes peuvent sembler se confondre le travail pour sp cifier les informations g ographiques peut appara tre comme un simple probl me de codage informatique Pourtant il s agit bien de deux mod lisations diff rentes l une g n rique est fonction de la mod lisation dans les SIG elle produit des objets informatiques l autre sp cifique d pend de la mod lisation dans un logiciel SIG particulier elle aboutit des donn es L tape d impl mentation proprement dite adapte la mod lisation des informations aux sp cificit s du mod le du logiciel SiG utilis En effet bien que tous les SIG travaillent partir d une mod lisation formelle standardis e pr sent e dans le paragraphe A 1 1 chaque logiciel propose des variantes quant son interpr tation ce qui soul ve d ailleurs des probl mes de format d change 101
193. artition les objets m so structurels qui contribuent cette partition peuvent jouer le r le d objets d observation secondaire dans une observation con ue plusieurs niveaux L introduction des objets g ographiques portions de territoire nous para t introduire une articulation conceptuelle suppl mentaire dans la mod lisation des entit s g ographiques en donn es g ographiques fig B 2 65d qui pr sente une analogie avec celle introduite par les SIG par rapport aux outils de cartographie num rique g om trique FigueB2 L objetm so stucturel et les tapes de formalisation L apport conceptuel des SIG par rapport aux outils de cartographie num rique Les outils de cartographie num rique associent les caract ristiques graphiques directement aux primitives g om triques Ainsi si l on veut tablir une carte du r seau routier en fonction du classement fonctionnel il faut s lectionner manuellement toutes les polylignes repr sentant une autoroute et leur associer les diff rentes caract ristiques graphiques correspondant la repr sentation d sir e couleur symbole taille etc puis faire de m me pour les nationales les d partementales etc Si l on veut ensuite tablir une carte du r seau routier en fonction du nombre de voies il faut alors tout recommencer s lectionner manuellement toutes les polylignes correspondant aux routes une voie et leur associer les caract ristiques graphiques
194. as tirer pleinement parti de la dimension temporelle Or le temps est une dimension importante pour observer les ph nom nes g ographiques 1l est la fois un param tre et une dimension d observation Ainsi on peut chercher d terminer la dur e des ph nom nes mais aussi la date de leur survenue pour analyser les ph nom nes g ographiques et prendre des d cisions les concernant Il aide saisir et comprendre les volutions pour tenter de les pr voir pour suivre les effets d une d cision pour les modifier etc Dans cette th se nous proposons une solution m thodologique pour mieux int grer la dimension temporelle dans l observation des ph nom nes avec un SIG Nous laborons une m thode pour construire des indicateurs de suivi Dans une perspective plus large nous imaginons alors que ces indicateurs l ments d analyse descriptive puissent galement devenir des param tres dans des processus d analyse plus dynamiques pour servir ensuite de variables dans des analyses de type g omining Ainsi la m thode d observation pr sent e dans ces travaux pourrait offrir des l ments pour r pondre au besoin mergent de SIG d analyse spatio temporelle et contribuer au d veloppement d outils d aide la d cision g ographique Pour la construire nous sommes partis du besoin en observation de ph nom nes g ographiques chapitre A 2 et du bilan des moyens dispon
195. as d observation plus souple Contraintes sur le choix du pas d observation des donn es Le choix d un pas d observation doit tre adapt au ph nom ne tudi Toutefois pour des raisons techniques 1l est g n ralement contraint par les bases de donn es exploit es Ainsi l observateur s adapte souvent au pas des donn es qu il utilise mais qu il ne produit pas Par exemple pour observer un ph nom ne partir d une base de donn es s appuyant sur le mod le par snapshots l utilisateur peut adopter au mieux un pas d observation correspondant au pas de mise jour de la base En de 1il n y a aucune information nouvelle observer L utilisation de donn es vari es dans une m me application accentue encore le probl me du choix du pas d observation En effet l int gration de bases de donn es diverses pose souvent des probl mes de coh rence coh rence des sp cifications renvoyant l int gration de repr sentations multiples mais aussi coh rence temporelle des dates d observation En effet deux bases de donn es construites ind pendamment par des producteurs diff rents ont une forte probabilit d avoir des dates de versions diff rentes Lorsque c est le cas l utilisateur h site souvent les exploiter simultan ment dans la m me observation craignant peut tre que la double incompatibilit celle des descriptions li es une repr sentation multiple en particulier
196. ases de donn es nombreuses Musti re 2001 Et c est par la multi repr sentations qu ils abordent le th me complexe de la propagation des mises jour d une base l autre et son automatisation Badard et Lemari 2000 Ils envisagent galement d y recourir pour contr ler la qualit des bases de donn es et leur coh rence Sheeren et al 2004 B 2 2 1 3 Du multi niveaux de d tail vers l observation et l analyse multi niveaux De notre point de vue ce qui pr c de illustre l volution des outils SIG Con us initialement comme des outils cartographiques ils tendent depuis int grer un spectre toujours plus large d analyses r f rence spatiale et devenir ainsi des outils de g omatique plus performants La figure B 2 7 montre cette volution dans la fa on de concevoir la multiplicit des repr sentations dans un SIG La premi re d marche fut effectivement cartographique les multiples repr sentations taient envisag es comme des repr sentations cartographiques L approche tait centr e sur la notion d chelle et int grait uniquement des fonctionnalit s d afjichage La carte devenant base de donn es 1l s agissait de d duire d une m me base des donn es pour des chelles d observation diff rentes On parle d ailleurs symptomatiquement de multi chelles Cependant la repr sentation devenant num rique l chelle n a plus suffit la caract riser et 1l a fa
197. ateur b n ficie du format objet de ce mode de repr sentation cf paragraphe A 1 2 4 1 il peut utiliser des requ tes simples pour s lectionner et afficher uniquement les objets c est dire les repr sentations sous forme de donn es des objets qui l int ressent parmi l ensemble des objets contenus dans la base ce qui all ge d autant son observation Dans la figure A 3 2 par exemple l utilisateur concern uniquement par le r seau routier peut choisir de n observer que ce type objet au lieu de comparer deux tats comportant l ensemble des donn es de la BD TOPO Ait de POYA pe ae h i 4 AN FigueA3L mages satellites du port de Banda Aceh Indon sie avant et apr s le tsunami de d cembre 2004 PARTIE Observation temporelle dans les SIG BDT_B_24 Figure A 3 2 Identification par observation visuelle des changements intervenus entre deux tats de la BD TOPO sur la totalit de la base en haut sur un extrait portant uniquement sur le r seau routier en bas Cependant m me dans ces conditions le travail d identification des volutions reste long et fastidieux et sans garantie de qualit d exhaustivit Par ailleurs pour identifier les changements s mantiques intervenus sur un type d objet particulier il est n cessaire d observer 68 PARTIE Observation temporelle dans les SIG autant de cartes th matiques qu il y a
198. ateurs travaillant sur l un des quatre vingt trois autres objets du MOS par exemple pour le suivi de l habitat collectif des emprises d activit des jardins familiaux C 2 3 2 Enjeux de la m thode de suivi de l urbanisation pavillonnaire pour les SIG Cette application pr sente les enjeux g n raux attach s cette th se dans le cadre restreint de l observation de l urbanisation pavillonnaire Elle illustre en particulier l enjeu technique principal qui se pr sente sous la forme d un double d fi 1l s agit de pouvoir utiliser des SIG pour observer des objets sur lesquels on dispose de peu de donn es et m me ventuellement de s adapter des situations o il n existe pas de donn es explicites sur ces objets en tant que tels suivre dans un SIG des volutions sur ces objets sans impliquer l usage d un mod le de donn es temporelles sp cifique cf chapitre A 3 212 Elle pr sente donc un enjeu strat gique pour les SIG celui de proposer une solution pour observer des ph nom nes g ographiques solution qui chappe certaines critiques classiques formul es l gard des applications SIG concernant leurs co ts et leur complexit En particulier elle tente d viter la qualification d usine gaz c est dire de solution souvent compliqu e manquant de visibilit de souplesse et co teuse au regard des l ments fournis ne rentabilisant pas les i
199. ations compl mentaires comme les discoth ques au voisinage ou en effectuant une enqu te sur le terrain pour essayer d identifier une cause tr s particuli re ex une implantation d arbres qui fait effet de stroboscope au coucher du soleil provoquant l endormissement des conducteurs fatigu s la fin de la semaine fig B 1 24 cf figure B 1 25 Figure B L 23 Diff rentes possibilit s pour d finir un carrefour En haut en consid re un buffer autour du croisement en bas autour des tron ons de route gauche on n envisage qu un croisement droite on envisage qu il puisse y avoir plusieurs croisements Figure B 1 24 L tude des zones d accidents passe par leur identification sous forme de zone de concentration d accidents puis par la recherche de caract ristiques communes aux accidents d une m me zone L utime tape consistant interpr ter ces similarit s pour tenter de trouver l origine commune des accidents 111 PARTIE B Entre donn es et ph nom ne observ tron on O de route caract ristiques quelques 300 valeurs d attributs Les accidents sont d crits par l ensemble de leurs caract ristiques s mantiques On peut ainsi effectuer des statistiques sur les accidents en g n ral En revanche comme ils ne sont pas localis s pas de composante g om trique associ e on ne peut pas voir ceux qui par proximit constituent un groupe une zone dangereuse g
200. ations souvent statiques dans les SIG observatoire vers des analyses plus dynamiques La passage par l tape cin matique nous para t tre une tape interm diaire d o l importance d un vocabulaire diff rent pour d signer le caract re cin matique du dynamique il s agit d j d int grer le mouvement et les volutions dans les mod les utilis s en standard par les SIG Dans un second temps on pourra tudier comment introduire les causes de ce mouvement et de ces volutions afin d effectuer les d veloppements que l absence de mod lisation des v nements dans les SIG limite aujourd hui De l approche dynamique en g osimulation nous retenons l id e d une analyse un niveau l mentaire micro pour d crire un niveau sup rieur l int r t pour des unit s g ographiques non modifiables l int r t pour des observations temporelles moins d pendantes de dates pr d finies celles des snapshots Notre choix de travailler en mode vecteur pour tirer profit des la mod lisation orient e objet des outils SIG est compatible avec l approche de la g osimulation geosimulation as object based modelling Benenson et Torrens 2004 IT N anmoins il revient travailler sur des cellules qui sont des objets g ographiques l mentaires et non des mailles d une grille r guli re Les informations fournies par la m thode d observation propos e ne seront donc pas c
201. atiques con us par des sp cialistes ce qui restreint leur accessibilit pour les utilisateurs l observation est une application complexe mettre en uvre car elle est elle m me volutive Les SIG des outils informatiques sp cialis s Les SIG malgr leur habillage ergonomique relativement r cent restent des outils fondamentalement complexes La mod lisation la production la gestion des donn es g ographiques n cessitent des comp tences sp cifiques qui ne sont pas contenues dans le mode d emploi des logiciels de SIG L impl mentation des donn es d pend de plus du ph nom ne observ du point de vue adopt elle demande souvent un travail fa on pour adapter les moyens techniques aux besoins de l utilisateur Plus encore certains aspects tudi s par les th maticiens ne peuvent tre restitu s dans les outils SIG qu au prix de solutions techniques complexes difficiles mettre en uvre par les utilisateurs c est en particulier le cas de la dimension temporelle L observation est une application complexe On peut distinguer plusieurs types d observations la plus simple l observation statique initie le processus d acquisition de connaissances mais celui ci se perfectionnant le besoin d observation devient alors de plus en plus dynamique et donc de plus en plus complexe Le processus d acquisition de connaissance tant g n ralement continu le besoin de l utilisateur porte donc su
202. ative pour suivre l volution du coefficient d imperm abilisation Bordin et al 2005 Lorsqu il n existe pas de donn es plut t que de num riser les zones imperm abilis es nous proposons d valuer la superficie de ces zones Pour cela nous partons de deux postulats chaque objet g ographique g n re une certaine surface imperm able dans son voisinage imm diat d pendant de son type et de sa fonction fig C 14 deux objets g ographiques de m me type ayant la m me fonction ce que nous traduirons en disant qu ils appartiennent une m me cat gorie g n rent statistiquement la m me surface imperm abilis e Le principe de la m thode est d tablir pr alablement l observation une classification des objets topographiques micro en cat gories C telle que pour chaque C on puisse d finir une relation statistique R telle que R permette de calculer une estimation de la surface imperm able l mentaire s associ e r ellement chaque objet o de la cat gorie C soit VC TR Vo eC R o o ij Sij Disposant d une relation R pour tous les types d objets topographiques oi il s agira alors de d finir une partition de l espace en objets m so structurel pour calculer une approximation S de la surface imperm abilis e Simp associ e ces portions de territoire Cette estimation sera obtenue en agr geant les objets topographiques
203. autre part elle montre que pour l ensemble des dates t il existe un nombre significatif de couples du type tat non pavillonnaire t tat pavillonnaire t n attestant de la production de nouvelles zones cf Annexes 7 L analyse de la r partition dans le temps de ces cr ations sur un territoire plus large permettrait galement d identifier les phases de d veloppement et de r cession du ph nom ne Toutefois pour observer de fa on comparative deux zones pavillonnaires uniquement partir du MOS l utilisateur ne peut exploiter que la composante g om trique de ces zones la diff renciation s effectuant alors sur la base de la localisation et des caract ristiques g om triques de l emprise au sol des zones En effet dans le MOS les zones pavillonnaires sont repr sent es comme des portions de territoire PARTIE C Cas de mise en uvre et d application 1 Enqu te du groupe De particulier particulier publi e en janvier 2003 et r alis e sur un chantillon de 3800 personnes 2 La forme urbaine que repr sente le pavillonnaire couvre des centaines d hectares dans le nord de l Essonne et souvent plus de la moiti sinon les deux tiers du patrimoine b ti de certaines communes Petit 2000 p 31 3 Plusieurs raisons fournies par les am nageurs peuvent expliquer cette long vit Monjal 2003 Ils l expliquent par exemple par des raisons politiques pour modifier un lotisseme
204. avillonnaires de l Est parisien Centre de recherche de l urbanisme de Paris 1968 Haggett et al 1977 Haggett P Cliff A D Frey A Locational Models Halstead Press New York 1977 Hall 1971 Hall EDT La dimension cach e Editions du Seuil Paris 1971 255p Hernandez 1995 Hernandez D HCI Aspects of a framework for the Qualitative Representation of Space in Cognitive Aspects of Human Computer Interaction for Geographic Information Systems Eds T L Nyergues D M Mark R Laurini M J Egenhofer NATO ASI Series 1995 pp 45 60 Holm et al 2004 Holm E Holme K M kila K Mattson Kauppi M M rtvik G the microsimulation model SVERIGE content validation and applications SMC Kiruna Sweden 2004 Jamet 1998 Jamet O Comparaison Vecteurs Images pour la d tection de changements des b timents d une base de donn es topographiques Th se de doctorat s Signal et Images ENST Paris France 11 12 1998 204p Jung 2002 Jung F D tection de changement par comparaison de couples st r oscopiques B I N 73 Bulletin d Information de l IGN La recherche en 2001 IGN Institut G ographique National p 27 35 2002 Kelmelis 1998 Kelmelis J A Process Dynamics Temporal extend and Casual Propagation as the basis for Linking Space and Time in Egenho fer M J Golledge R G Eds Spatial and temporal reasoning in geographic information systems Oxford University Press 1998 pp 94 104 L
205. b timents Remarque le chiffre de 0 5 correspond au fait que le MOS et la BD TOPO n appartenant pas au m me syst me de donn es cf p 190 certains b timents se trouvent cheval sur deux parcelles cf figure a 7 4 CO 000 0 r G 1 IiE nji oig D oji ifo mi fa ETS 0 mz n COIN 0 o 4 ao000 gE b Figure a 7 3 Utilisation de la caract risation morphologique Dans l tude r alis e avec Olivier Raimond sur l identification automatique des zones pavillonnaires avec des donn es topographiques nous avons introduit deux l ments de caract risation morphologique sur les lots la sinuosit des tron ons de route a comme crit re de r gularit de forme et des indicateurs pour caract riser la pr sence d impasse dans les zones pavillonnaires tudi es b Ces indicateurs fournis par C cile Duch ne sont issus de ses recherches en g n ralisation Raimond 2005 Duch ne 2004 266 ANNEXES Exclure la liste E du r sultat Limiter la requ te aux objets inclus dans la liste C intersectant la liste 0 im dela liste D Lime larequ e aux objets d j s lectionn s D Limi sla requ te aux objets sur l cran Ouvrir Enregistrer Annuler _ Ex cuter Figure a 7 4 Exploitation basique de la m thode d observation Lorsque l objet m so structurel n appartient pas au m me syst me de donn es que l
206. bjet portion de territoire pour mod liser l emprise d un objet g ographique permet de distinguer la portion de territoire de ses diverses repr sentations en information g ographique elle permet galement par ailleurs de suivre une m me portion de territoire au travers de repr sentation en donn es diff rentes fig B 2 69 Nous avons vu qu un m me objet lorsqu il est num ris par deux personnes diff rentes a toutes les chances d avoir une composante g om trique diff rente Ceci est encore plus vrai lorsque les repr sentations de cet objet ne participent pas des m mes bases de donn es fig B 2 2 Ainsi l flot d fini comme une maille du r seau routier aura til une repr sentation diff rente dans la BD TOPO et dans BASE ILOT de l INSEE Au moment d int grer les donn es issues des deux bases il en r sulte alors des incoh rences cf figure B 2 70 qui font d ailleurs partie des probl mes de gestion de repr sentations multiples dans les SIG Ainsi si formellement il s agit bien du m me objet flot et m me si les sp cifications sont proches et les syst mes de r f rences g od siques gaux il peut y avoir des b timents appartenant l flot qui soient repr sent s comme cheval o en dehors car leur repr sentation ne fait pas r f rence aux m mes donn es lot support cf figure B 2 71 166 est associ L primitive g om trique Figur
207. bjets qu il tudie On peut pour cela proposer une solution technique consistant d une part enrichir les donn es en en acqu rant de nouvelles pour obtenir une repr sentation au plus pr s de la r alit et d autre part proposer des mod les et moyens techniques sophistiqu s d analyses temporelles B 3 1 2 2 Une approche technique Une telle solution risque toutefois d tre co teuse mettre en uvre pour l utilisateur tant conomiquement lorsqu il s agit d acqu rir de nouvelles donn es que pratiquement puisque cela lui demande de se familiariser suffisamment avec la gestion de la dimension temporelle pour pouvoir impl menter un mod le qui lui convienne Pour all ger ce travail les producteurs de donn es g n riques r fl chissent aux outils et m thodes pour faciliter le passage de relais entre la production des donn es et leur exploitation chez les utilisateurs Ainsi Badard 2000 p 49 int gre dans ses travaux une typologie des changements d taill e qui s inspire de typologies d volutions plus g ographiques Cheylan 1994 Claramunt 19941 qui tend traduire des volutions plus proches de la r alit terrain c est dire plus proches de ph nom nes observables Il introduit en particulier la scission l agr gation et la fusion cf A 3 5 Les producteurs de donn es g n riques produisent des donn es dites support ou de r f rence Ces donn
208. bservation en utilisant les objets m so structurels la fois pour d finir l emporte pi ce et dans le r le d objets micro agr ger application de la m thode d agr gation aux objets m so structurels de niveau 2 et caract risation du niveau m so 1 emprise du ph nom ne compos s mantique compos g om trique sert de Support Premi re partie Application des deux tapes agr gation et caract risation de la m thode d observation chacun des objets m so structurels consid r s individuellement comme un objet m so g ographique d observation principal servent application de la m thode d agr gation aux d finir objets micro et caract risation du niveau m so 2 transfert ses agr gation d objets caract ristiques m so structurels niv 2 Fa El ments de d part compos s mantique r unit sert caract riser z objet m so structurel niv 2 compos s mantique compos g om trique sert de support agr gation d objets micro compos s mantique objet m so structurel niv 2 compos g om trique sert de Support agr gation d objets micro compos s mantique Les informations g ographiques utilis es dans le SIG objet m so structurel compos s mantique compos g om trique transfert ses caract ristiques r unit compos s mantique compos g om trique sert 0 compos s
209. buffer autour du tron on de rue pour servir d emprise d agr gation Quand il n existe pas de repr sentation de l objet observ sous forme d information g ographique par nature xX qu il n existe pas d objets g ographiques pouvant servir construire l emprise du ph nom ne Ex pour tudier le ph nom ne d Ambiance urbaine il n existe pas d objet g ographique m so on peut parfois construire dans le SIG une information m so structurelle compatible et ind pendante des objets micro l ambiance urbaine un Ps if tron on de rue on prend comme information m so structurelle un buffer Ex apr s avoir associ e autour de ce tron on EN y E PARTIE B M thode d observation multi niveaux EG C1 co 1 B Eg E ES m utilisation de l information m so structurelle 0 construction d une information m so structurelle dans le SIG partir de buffer TT gt i A N C 0 A BE g Information m so structurelle onem des B H C_ Waga Telle un emporte pi ce information m so structurelle est utilis e pour objets micro constitution de l agr gation gt o C mm M Agr gation d l ments participant l observation multi niveaux agr ger les objets micro Figure B 2 33 M thode d observation quand il n existe pas d information m so structurell
210. c Mangin 2006 Mutation 2 h ritage de B vers C montant de la transaction X surface 9S etc emps gt t2 Figure A 2 20 Exemple de deux descriptions statiques discr tes des volutions d un bien immobilier La figure de gauche d crit les caract ristiques de faits spatiaux celle de droite les caract ristiques de faits temporels Les mutations correspondent ici des v nements les transactions chez le notaire Elles renvoient aussi aux changements qui r sultent de ces v nements et qui affectent les faits spatiaux ex changement de propri taire Analyses pr dictives prospectives des volutions futures Lorsque le regard porte vers le futur les volutions n ont pas encore eu lieu 1l s agit de les anticiper L tude des volutions consiste alors pr voir les tats venir projeter des transformations probables pour pr dire voire pr venir I es volution s de l objet ou du ph nom ne tudi Pour cela 1l faut un mod le qui permette d extrapoler sur le futur la situation d crite sur le pass on utilisera des fonctions d extrapolation pour 59 PARTIE Etudes de ph nom nes g ographiques les repr sentations statiques ou cin matiques ou un mod le de simulation pour une repr sentation plus dynamique il faut bien r aliser ici que aucune pr diction n est possible sans mod le Le mod le est au c ur de la pr diction www larevuedesres
211. ce un moment donn Quodverte 1994 cit par Den gre et Salg 1996 L information g ographique peut tre d finie comme une information relative un objet g ographique ou un ph nom ne du monde terrestre d crit plus ou moins compl tement par sa nature son aspect ses caract ristiques diverses et par son positionnement sur la terre d finition propos e par Den gre sur le site du serveur ducatif d di l information g ographique www seig ensg fr L information g ographique peut tre d finie comme l ensemble de la description d un objet et de sa position g ographique la surface de la Terre d finition propos e par l encyclop die libre Artp fr wikipedia org L information g ographique comprend toutes les donn es localisables sur le territoire sous forme de points de cartes de tableaux d images etc d finition du Portail de l information g ographique gouvernemental du Qu bec www quebecgeographique gouv qc ca Certaines de ces d finitions semblent se r f rer des tapes diff rentes du processus de conceptualisation Ainsi la d finition g n rale du dictionnaire et celle de Quodverte 1994 qui voquent la r alit pourraient intervenir dans l tape de formalisation conceptuelle les informations g ographiques seraient alors des l ments ou la totalit de connaissances sp cifi s sur l objet g ographique Celle de J Den gr
212. ceptuellement l extrapolation ou l interpolation de bases de donn es g ographiques vecteurs semble compliqu e Comment extrapoler des maisons un r seau routier des cours d eau des communes En revanche l extrapolation de valeurs d attributs comme celles des indicateurs d finis par la m thode multi niveaux est plus facilement concevable Nous avons vu pr c demment que la valeur de ces caract ristiques pouvait tre calcul e tout instant t partir d une version de la base micro Nous proposons ici d envisager le calcul d une estimation de ces valeurs lorsque aucune version de la base n est disponible Ainsi si nous consid rons les versions v et W de deux bases de donn es micro correspondant des dates diff rentes tp tp alors nous pouvons construire des caract ristiques sur l objet m so aux diff rentes dates t partir des v en appliquant la m thode multi niveaux de m me aux dates t partir des w cf figure B 3 10 1 Comme voqu pr c demment on peut travailler entre deux mises jour comme si les donn es restaient constantes Apr s avoir attribu l objet m so l ensemble des caract ristiques obtenues partir des deux bases on obtiendra alors une repr sentation unique de l objet m so g ographique Cette repr sentation enrichie des deux ensembles de caract ristiques proposera des repr sentations d tats diff rents des fr quen
213. ces comme objets d tudes et donc comme objets micro en consid rant la fois le contenant c est dire le local la boutique dans une conception proche du b ti initialement envisag et le contenu c est dire l activit commerciale qui s y exerce Bien que chaque boutique participe l ambiance elle ne permet pas individuellement de la repr senter Par contre en application de la th orie du Gestalt on sait que l agr gation des l ments commerces contribue l ambiance en tant que perception globale Ainsi les commerces s av raient des objets micro th matiques pertinents pour observer le ph nom ne d ambiance urbaine Il ne nous manquait plus qu d finir la portion de territoire support Ne disposant pas d objet m so naturel ni m me d objet g ographique pour servir d objet m so structurel nous avons t conduit construire un objet sp cifique cas cl dans la d finition de l objet m so structurel cf p 143 C 4 2 2 Elaboration de l objet m so structurel Pour appr hender l ambiance urbaine nous avons cherch d finir une portion de territoire pour agr ger les objets micro commerces ex les commerces voisins le commerces de m me types dans une rue et qui soit susceptible d une plus grande homog n it que la rue Dans un premier temps nous avons consid r que l ambiance pouvait tre une caract ris
214. ces plus lev es cf figure B 3 10 1 Ce qui par d finition autorise un pas d observation plus fin cf bas de la figure B 3 10 I1 Toutefois l objet continuera voluer sur les deux ensembles de caract ristiques de fa on ind pendante selon deux rythmes diff rents correspondant aux rythmes de mise Jour de chacune des bases micro donnant d s lors voir une repr sentation cin matique de l objet m so un peu schizo de Par contre si utilisateur est capable d interpoler et d extrapoler les tats de l objet entre deux versions de base de donn es micro ce qui dans les faits se traduira par l interpolation des tats des caract ristiques alors pour toutes les dates t de l intervalle t tpl il pourra calculer une interpolation de la valeur des indicateurs obtenus partir des versions V et Vu permettant ainsi d obtenir sur l ensemble des dates une repr sentation de l objet plus unifi e 184 14 Ainsi pour l observation statique nous avons travaill sans prendre en compte la dimension temporelle sans envisager de d calage temporel entre la date de l observation statique et les dates des versions des bases Implicitement nous utilisons la meilleure version de la base au sens de celle qui donne la meilleure repr sentation en fonction de la date Nous calculons les caract ristiques et nous les int grons ensuite pour une m me obser vation Nous accepton
215. cession la propri t d un pavillon avec jardin Les urbanistes s int ressent galement aux zones pavillonnaires en tant que mode d habitat pr f r Ils observent les formes tr s particuli res qu il prend parfois comme par exemple avec les gated communities La zone pavillonnaire est en effet occasionnellement un objet d exp rimentation cf la premi re photo de la figure C 8 Sans envisager des extr mes les sociologues ont observ l influence de la structure morphologique dite en raquettes sur les ph nom nes de ghetto sation AUE 2004 Dans un autre registre Millot 2003 a montr l existence de corr lations entre le nombre d accidents impliquant des enfants habitant une zone pavillonnaire et la structure de celle ci Pour traiter ce type de probl mes il faut avoir acc s des bases de donn es th matiques ex donn es d mographiques type INSEE donn es sur les accidents type CONCERTO etc mais galement des indicateurs strictement morphologiques du domaine des SIG En effet la structure morphologique des zones pavillonnaires appara t ici comme un l ment de caract risation particuli rement int ressant saisir car elle participe de nombreuses analyses th matiques 4 Certaines collectivit s ont d ailleurs subi les cons quences de cette relation tr s troite Pour r pondre aux besoins en quipements cr ches coles g n r s par l afflux massif de populat
216. cessus d volution se produisant sur le terrain FAgue A310 L utilisateur peut avoir une description d tail e des tats des objets g ographiques qu il observe sous forme de donn es mais il ne poss de pas d information sur les v nements qui les modifient 83 PARTIE Observation temporelle dans les SIG qui permet de produire une clef de 128 bits partir d un message de taille quelconque Cet algorithme permet de v rifier l int grit des donn es d un message de fa on beaucoup plus s re que le classique contr le de parit Il sert lors des transferts de messages l ordinateur metteur g n re une clef MDS pour signer le message envoy puis envoie le message et la clef au destinataire la r ception le destinataire re calcule la clef MDS du message et la comparer avec celle envoy e par l metteur Si les deux clefs sont identiques la transmission s est bien pass e dans le cas contraire le destinataire sait que le message a t alt r durant la transmission et peut ventuellement demander sa r mission Dans le cadre du suivi d volutions au sein de bases de donn es g ographiques la clef MDS peut tre utilis e lorsque le mod le de r f rence est un mod le par snapshots basique sans signature Elle permet d identifier simplement et automatiquement les donn es rest es identiques entre deux versions Pour cela il suffit de calculer la clef MDS correspondant chaque donn e g ographique pour
217. chaque propri taire se charge de faire b tir sa propre maison les maisons de ma ons Le mitage des espaces verts des espaces bois s correspond un changement progressif sournois d Petit petit l espace vert se transforme en zone d habitat par implantation de nouvelles constructions et petites transformations successives souvent ill gales Ce ph nom ne est particuli rement pr occupant dans le sud de la France et tout le long du littoral Rigail 2004 Garcez 2005 Ces deux exemples d observations montrent comment des informations g ographiques sur les b timents peuvent servir caract riser les zones pavillonnaires de fa on compl mentaire par exemple partir de leur densit de leur homog n it de leur nombre de b timents de la surface 206 PARTIE C Cas de mise en uvre et d application moyenne du b ti etc Ils montrent galement qu une caract risation plus fine permet galement de mieux diff rencier les zones et leurs volutions C 2 1 2 Vers une caract risation fine des zones pavillonnaires Caract risations th matiques Pour effectuer une observation plus compl te sur les zones pavillonnaires 1l est utile de disposer d informations plus d taill es Les zones pavillonnaires ne manquent pas de caract ristiques th matiques Les d mographes savent par exemple qu il existe une relation privil gi e entre les familles avec jeunes enfants et l ac
218. chnique et peu g ographique En faisant passer la couche oc an au dessus de la couche des d partements fig a 2 5 on constate que l organisation des couches dans Mapinfo fonctionne comme des calques graphiques Cet exemple est d autant plus probant lorsque l on utilise les donn es sur les oc ans fournies en standard avec le logiciel Maplnfo celles ci ne correspondent pas des informations g ographiques mais une couche graphique bleue En se souperposant aux informations g ographiques qui d crivent les surfaces terrestres elle donne voir par compl mentarit la surface maritime Ainsi sans information sur les pays voisins la France devient une le fig a 2 3 cela r sulte directement de la mauvaise mod lisation de l oc an en information g ographique et en particulier de son emprise au sol Cela est particuli rement frappant lorsque l on fait remonter Y oc an au dessus des d partements dans l ordre d affichage des couches La France se retrouve alors sous l eau fig a 2 4 255 ANNEXES La notion de th me se justifie galement par des raisons pratiques Ind pendantes de la structuration informatique elles font chos la structuration organisationnelle de la production de donn es La collecte d informations diverses n cessite souvent d aller consulter des documents ou des producteurs diff rents Ainsi les donn es sur les voies de chemin de fer Sont obtenues aupr s de la SNCF celles
219. cilement de conna tre les objets pr sents ou absents une date fix e ainsi que la dur e de vie d un objet particulier ex Quels sont les objets dont la valeur de l attribut date de cr ation est inf rieure d et celle de l attribut date de destruction sup rieure d cf figure A 3 9a Si on int gre par ailleurs un identifiant souple ou 1dentificateur c est dire un identifiant susceptible d tre utilis par deux donn es distinctes si on consid re qu elles sont la repr sentation de deux tats distincts d un m me objet cf note 12 alors on aura un lien entre deux versions diff rentes du m me objet Ce mod le permet ventuellement de saisir des volutions plus labor es que les simples cr ation suppression cf figure 3 9b Techniquement il implique une gestion d un volume important de donn es mais reste simple impl menter Le versionnement par objet Dans le mod le pr c dent chaque tat d un m me objet est enregistr comme une donn e avec sa p riode de validit donn e par le couple date de cr ation date de suppression Si l on choisit de changer d identifiant d s que cet tat subi un changement identifiant strict alors les diff rents tats d un m me objet g ographique sont ind pendants les uns des autres Il n existe pas de relation entre eux Si l on choisit de conserver le m me identifiant so
220. cipes cartographiques la repr sentation d un objet g ographique doit tre fonction de l chelle d observation Or dans une SIG la gestion automatique et l analyse conjointe de repr sentations diff rentes pour un m me objet est un probl me technique complexe dit probl me de la gestion de repr sentations multiples cf paragraphe B 2 2 1 1 Ainsi producteur et utilisateur de donn es g ographiques et plus g n ralement technicien et th maticien de l information g ographique se trouvent dans une m me cha ne de construction d informations chacun un bout du processus d observation d un ph nom ne partir de donn es les donn es construites par les techniciens servent aux tudes men es par les th maticiens Cette relation d encha nement les situent dans une relation de d pendance les analyses du th maticien d pendent de travaux qui ne sont pas les siens Or si leurs pr occupations sont proches leur fa on de concevoir l information g ographique peuvent tre fondamentalement diff rentes en raison de leur approche respective Informations g ographiques le th maticien V s lectionne le technicien impl mente en donn es Figure B 1 7 Entre ph nom ne et donn es diff rentes informations g ographiques B 1 1 3 L entre deux entre technique et th matique B 1 1 3 1 Introduction l entre deux En soulignant cette diff rence notre objectif n est pas d
221. construite par agr gation des buffers particuliers chaque b timent 4 Construction par compl mentarit l int rieur de la zone de la surface non La difficult de ces enrichissements r side dans l laboration et la mise en uvre des indicateurs morphologiques Cette difficult peut tre diminu e en mettant profit les fonctionnalit s existantes et les r sultats d j obtenus en recherche Le co t principal sera alors celui induit par les d veloppements B 2 6 3 Exploitation d analyses topologiques La composante topologique comme la composante g om trique est souvent sous exploit e malgr la richesse d informations qu elle contient Des travaux comme ceux de Gleyze 2005 sur la d termination des points de vuln rabilit d un r seau ou de Claramunt 2005 sur la repr sentation d une certaine logique de la cit montrent que des informations sophistiqu es sur les relations spatiales des objets peuvent tre obtenues Cependant il existe peu de fonctionnalit s standards dans les SIG pour r aliser ce type d tude ex des fonctionnalit s de calcul d itin raire sont propos es par les constructeurs mais elle ne sont pas forc ment tr s labor es Ainsi l utilisateur devra g n ralement pr voir des d veloppements suppl mentaires et ce m me s il n envisage pas des tudes topologiques complexes Ce sera le cas par exemple pour identifier les tron ons en i
222. ct risation de l agr gation int grer La m me portion de territoire d crite par des caract ristiques Issues de sources diff rentes Figure B 2 35 Sch ma g n ral de la m thode d observation multi niveaux PARTIE B M thode d observation multi niveaux Figure B 2 36 Sch ma d taill de la m thode d observation multi niveaux double page suivante 145 PARTIE B M thode d observation multi niveaux a il existe une repr sentation de l objet principal d observation sous MAIS il existe forme d information par nature objet m so a l information m so structurelle est prise gale l objet m so bl l information m so structurelle est constitu e d une seule information m so g ographique Repr sentation de l objet m so D termination d une information m so g ographique pertinente extraire Composante s mantique de l objet m so Composante g om trique de l objet m so Composante Composante s mantique de g om trique de l information m so l information m so g ographique g ographique choisie choisie int grer ventuellement Objets micro pertinents pour le ph nom ne Repr sentation de o ner D termination d une Objets micro l objet m so information m so pertinents pour le g ographique pertinente ph nom ne extraire extraire construire construi
223. cts de structuration en informations g ographiques Chrismann 1975 et Peuquet 1986 28 8 En anglais on parle de field approach respectivement object approach PARTIE Les SIG des outils d di s Aux informations g ographiques A 1 2 3 1 L approche par champ Dans l approche par champ les objets sont consid r s sous forme de distributions spatiales toute localisation est associ e une valeur du champ consid r ex champ de pesanteur Leur repr sentation en informations g ographiques associe alors une valeur d attribut toute localisation Par exemple une carte g ologique ou une carte d occupation des sols donne en tout point de l espace une information sur la nature ou l occupation des sols Cette information peut tre obtenue l aide d une fonction math matique interpolant la valeur en tout point partir d un ensemble d observations point valeur observ e On obtient alors une repr sentation continue des informations ex un champ d altitudes Worboy 1995 cit par Li etal 1999 Mais la repr sentation peut galement tre discontinue comme par exemple la repr sentation du relief par une hypsom trie qui associe une s rie de couleurs une s rie de plages d altitude On notera que dans l approche par champ l emprise au sol des faits g ographiques n existe pas explicitement Les valeurs de l information sont rattach es directement la localisation On pe
224. d objet g ographique composante s mantique composante s mantique composante s mantique valeur attribut 1 inS fempordis valeur attribut 1 liens tempordls valeur attribut 1 valeur attribut 2 valeur attribut 2 valeur attribut 3 etc valeur attribut 3 etc composante g om trique composante g om trique valeur attribut 2 valeur attribut 3 etc composante g om trique Figure B 3 8 Le suivi d volution dans un SIG Le suivi d volutions dans un SIG n cessite un lien automatisable entre les tats d objets ou de caract ristiques Dans les mod les de gestion des mises jour lorsqu il existe un lien temporel il porte en g n ral sur des tats d objefs et non sur des tats d attributs d objet cf figure B 3 8 De fait cela contraint l utilisateur qui veut faire du suivi d volution analyser manuellement la description des tats d objet pour identifier quelles sont parmi ces caract ristiques celles qui ont chang Les outils de calculs de diff rentiels coupl s des outils d appariement facilitent l extraction automatique des changements mais la complexit de mise en uvre et leurs limitations pour traiter certains cas d appariement r duisent aujourd hui leur exploitation Dans ce qui suit nous montrons que la m thode d observation multi niveaux par emprise permet de suivre des volutions partir du mod le sommaire dit par snapshots La mise en uvre d un suivi d volutio
225. date ils doivent tre reproductibles d une date l autre pour observer des volutions d un site l autre pour comparer deux situations g ographiques diff rentes la forme d un indicateur ne devrait pas d pendre du lieu ou de la date d observation Il ne suffit pas de proposer un indicateur construit partir d une typologie des commerces pour pouvoir comparer l ambiance entre deux tron ons de rue l un en France l autre en Italie Il faut galement que les typologies employ es ne soient pas sp cifiques chaque cas Sans tre forc ment identiques elles doivent tre coh rentes sinon toute comparaison dans l espace ou le temps est impossible limitant de fait toutes observations et analyses Il s agit ici de garantir la faisabilit de la m thode d observation en s assurant de pouvoir suivre les variations de l indicateur dans le temps et de lui assurer un champ d applications plus large possibilit d observer les variations de l indicateur dans l espace enfin dans le cas d un ph nom ne subjectif une contrainte suppl mentaire s impose l indicateur doit tre robuste sa valeur ne doit pas d pendre de celui qui l tablit Dans le cas contraire 1l devient difficile de d terminer parmi les variations observ es celles qui correspondent de v ritables variations sur le terrain et celles dues des diff rences interpersonnelles Il s agit ici de la q
226. des tendances g n rales on peut distinguer des formes vari es d urbanisation pavillonnaire et celles ci influent sur de nombreux ph nom nes tudi s en urbanisme accidentologie s gr gation sociale etc Il importe donc de pouvoir saisir cette diversit Les enjeux sont d autant plus important que la portion de territoire concern e par ce ph nom ne est grande et qu elle tend s accro tre Par ailleurs dans le contexte actuel qui valorise les op rations de renouvellement urbain et condamne la p riurbanisation comme consommatrice d espace la faible densit des zones pavillonnaires est de plus en plus mis en avant pour les critiquer Les zones pavillonnaires sont ainsi l objet de v ritables d bats en urbanisme En proposant des moyens pour mieux les observer dans les SIG et en construisant une m thode pour les caract riser nous offrons des outils pour mieux les tudier et mieux les conna tre Les enjeux sont aussi techniques Il s agit en effet de d velopper des moyens d observations pouvant s adapter des situations tr s vari es en fonction des donn es outils et comp tences disponibles en fonction galement du point de vue sur les objets zones pavillonnaires La compatibilit de la solution propos e en particulier avec les donn es du MOS qui sont utilis es par plusieurs organismes centraux d am nagement de la r gion Ile de France Foulard 2005 pourrait galement profiter aux utilis
227. des outils d di s Aux informations g ographiques A 1 3 2 Les SIG inventaire observatoire comme pr alables aux analyses dans les SIG Il est int ressant de noter ici combien l usage des SIG inventaire observatoire a chang depuis l origine Les premiers SIG servaient aux organismes recenser et g rer leurs donn es g ographiques Quelles donn es poss dons nous et o sont elles ils jouaient le r le de meubles plan Peu peu le besoin d inventorier les donn es parpill es dans les services a volu vers le besoin d inventorier les objets g ographiques du territoire Quels objets se trouvent sur notre territoire et o sont ils La localisation des informations g ographiques dans les SIG a permis l tude de leur r partition spatiale l identification de polarisations ou de concentrations la mise en vidence de ph nom nes spatiaux telle que la concentration de la majorit des cas de saturnisme sur une moiti de Paris Avec ces premi res applications les utilisateurs ont acquis une meilleure repr sentation de leur s territoire s et de les objets g ographiques pr sents Ils ont parall lement accumul des donn es l occasion des mises jour rendant envisageable aujourd hui la prise en compte de la dimension temporelle De nouveaux besoins apparaissent Les utilisateurs la recherche d une plus grande connaissance de leurs territoires tentent d extraire de
228. des sols diff rente Une sous cat gorisation de l habitat correspondant aux b timents quelconques en b timents individuels et en b timents collectifs pourrait permettre d am liorer ces r sultats En particulier l identification des zones pavillonnaires servirait diff rencier cette cat gorie particuli re d habitat et permettrait d affiner le calcul du coefficient d imperm abilisation sur ces zones Dans ces travaux nous avons test le principe et la m thode de calcul Pour une application op rationnelle du calcul du coefficient d imperm abilisation il faut d velopper ces premiers l ments et prendre en compte l ensemble des objets de la BD Topo Il faut pour cela pr voir l apport d une expertise th matique en architecture en urbanisme en am nagement pour construire des cat gories plus pertinentes pour aboutir des relation R plus pr cises ee lt JL Figure C 18 Une m me donn e b timent quelconque peut correspondre des r alit s tr s diff rentes C 3 4 Vers un outil op rationnel d observation de l imperm abilisation des sols au service des am nageurs C 3 4 1 Enjeux d une m thode de suivi du coefficient d imperm abilisation dans le domaine de l am nagement du territoire L objectif op rationnel de cette application est le d veloppement d un outil d aide l am nagement du territoire et plus pr cis ment de gestion des
229. dialogue passe par cette appropriation Elle seule peut permettre d viter le risque d une pr valence d une logique professionnelle sur les autres d une logique commerciale mondiale en particulier En effet certains utilisateurs contraints de d l guer l exploitation des outils techniques ceux qui les ma trisent prennent le risque que ces outils valorisent principalement les aspects int ressant leurs gestionnaires Il s agit donc de proposer une m thode qui soit simple mettre en uvre dans sa configuration initiale qui permette d laborer des outils quasiment cl en main et qui soit susceptible d voluer pour s adapter au niveau de comp tence des utilisateurs Pour M Basile comme pour nous cette application constituait avant tout une question m thodologique Tandis que pour nous 1l s agissait de tester la m thode d observation g n rique dans une mise en uvre sp cifique pour Maria Basile il s agissait de tester un nouveau regard sur l ambiance de valider son apport pour l approche de gestion de centre ville de profiter de la capacit des SIG croiser des informations de registres vari s sur la base de leur localisation commune pour voir autrement d utiliser les SIG pour poser et croiser des donn es qu il serait difficile de mobiliser simultan ment autrement Surtout la mise en place de cet outil observatoire constitue un support la r flexio
230. dispose pas non plus de la composante g om trique associ e pour lui servir d emporte pi ce pour construire les agr gations d objets micro En revanche puisqu il dispose de donn es un niveau inf rieur dont 1l sait qu elles peuvent servir construire des indicateurs int ressants la question se pose alors pour lui de savoir comment constituer un objet au niveau m so qui ait du sens pour le ph nom ne qui puisse tre identifi l emprise du ph nom ne et servir agr ger les objets micro pour le caract riser Cet objet qui sert mettre en uvre la m thode d agr gation par emprise joue un r le essentiellement technique il assure de pouvoir mettre en relation des repr sentations d agr gations d objets micro diff rentes relation de compatibilit et de disposer d une repr sentation sous forme d information par nature simple observer et par la suite suivre dans le SIG Nous avons choisi d appeler cet extraire Objets micros construire Caract risation de objet m so construire Agr gation d objets micros effectuer des analyses Fe r f rences d finir spatiales Portion de territoire Caract risation associ e au de l agr gation ph nom ne int grer int grer Une unique portion de territoire repr sent e par la composante g om trique de l objet m so et ayant comm
231. dla F F E d onnees Tiaa EEEIEE r Fier E i ririri F ji F Alale TREE E F Afficher le Sens des Lignes F Afficher les Noeuds Afficher les Centro des Annuler ide d Tapia ayla hichashper Figure B 2 5 Fonctionnalit s g rer l affichage de repr sentations multiples Cette gestion des repr sentations multiples sous forme de bases de donn es autonomes qui cohabitent fait appel aux fonctionnalit s d affichage diff renci des SIG Elle peut convenir pour g rer des informations lorsque les diff rentes repr sentations correspondent des th mes ind pendants chaque objet ayant g n ralement une seule repr sentation en objet cf Annexe 2 Par exemple on repr sente les b timents d une part les routes d autre part le r seau hydrographique etc En revanche elle n est pas adapt e lorsque les diverses repr sentations correspondent des niveaux de d tails diff rents sur un m me th me autrement dit lorsqu elles appartiennent un m me registre th matique En effet dans ce mode de gestion il n existe aucun lien entre les diff rentes repr sentations d un m me objet sauf celui que peut effectuer visuellement l observateur et qui donc ne peut pas tre exploit de fa on automatique PARTIE B M thode d observation multi niveaux 3 La gamme d chelle d utilisation d une base de donn es est le terme que nous avons propos pour pr ciser
232. dopt e par les producteurs de donn es comme l IGN par exemple pour laborer la BDTOPO fig B 1 4 Cette approche des sp cifications est fondamentalement technique En annexe 2 nous montrons que ces grands th mes S interpr tent d ailleurs comme le r sultat d aspects techniques la fois historiques informatiques math matiques et enfin pratiques Dans cette approche chaque entit est repr sent e par un seul objet il s agit ici de repr senter un territoire plut t a th matique topographique dans le cas de la BD TOPO selon un point de vue caract ris par l chelle d observation Les donn es qui en r sultent servent g n ralement de support de r f rentiel d autres donn es elles constituent un base de d part pour les th maticiens pour laborer leur propre base de donn es Limites administratives V g tation Figure B 1 4 Les grands th mes de la BD TOPO Une approche th matique pour sp cifier les informations g ographiques Les donn es supports jouent un r le essentiel aupr s des th maticiens pour impl menter les informations g ographiques qu ils s lectionnent pour formaliser les objets g ographiques qu ils sp cifient En effet contrairement au cas pr c dent certains outils SIG r alisent une s lection multiple et proposent plusieurs repr sentations en objets g ographiques 1 A l poque o l observation des informations g ographiques s effectu
233. e c2 La construction des agr gations partir des objets micro sera r serv e aux cas extr mes o aucune des autres solutions ne peut tre appliqu e En effet cette agr gation demande plus d expertises techniques et th matiques d finir la bonne strat gie d agr gation pour la mettre en uvre pour d finir les conditions et les param tres de l agr gation etc Par ailleurs si l on peut envisager prendre l emprise de l agr gation comme emprise au sol la compatibilit avec d ventuelles agr gations additionnelles risque d tre difficile obtenir cf figure B 2 34 143 PARTIE B M thode d observation multi niveaux Quand il n existe pas de repr sentation de l objet observ sous forme d information par nature X qu il n existe pas d objet g ographique permettant de construire l emprise du ph nom ne que l on ne parvient pas construire d information g ographique m so structurelle par buffer on a peu de moyens pour observer les ph nom nes On pourra alors chercher construire des agr gations partir d objets micro COPPTLLLILLLS choix a mT une m thode d agr gation D E d E g des objets micro E g e EE DE g L gT E A o B o gA a pE D A E o 1 Informations micro constitution de Pas d information m so structurelle pertinentes pour le ph nom ne
234. e des outils d appariement On peut suivre les volutions de caract ristiques d objets m so gr ce des outils de calculs diff rentiels et la m thode d observation multi niveaux Toutefois il existe des cas o l objet m so appara t comme stable et o les agr gations d objets micro paraissent constantes donnant alors l impression l observateur que tout est identique alors qu une observation au niveau micro montre des situations tr s diff rentes fig B 3 21 identit identit centre ville centre ville centre ville centre ville nom ville XXX nom ville XXX nom ville XXX nom ville XXX identit identit zone commerciale zone commerciale zone commerciale zone commerciale nb commerces 12 Inb commerces 12 nb commerces 12 nb commerces 12 dont dont dont dont habillement 5 habillement 5 habillement 5 habillement 5 alimentation 5 alimentation 5 alimentation 5 alimentation 5 autres 2 autres 2 autres 2 autres 2 volutions l mentaires Evo lutions l mentaires v e E E ol E t t 1 temps t t 1 temps 3 destructions 3 cr ations gt aucune gt 1 modification g om trique 5 modifications s mantiques et plus pr cis ment 3 destructions 2 alimentation 1 habillement 3 cr ations 1 alimentation 1 habillement 1 autre 1 modification g om trique 1 habillement 5 modifications s mantiques a 2 alimentation vers
235. e On observe alors les d calages entre les pr visions et la situation r elle non plus dans l id e d am liorer les mod les mais plut t dans celle de saisir des bifurcations ou des ph nom nes mergents A 2 2 4 Les ph nom nes dits g ographiques La sp cification du caract re volutif d un ph nom ne exprime l int r t port sa dimension temporelle Par analogie dans le ph nom ne g ographique la sp cification du caract re g ographique renvoie un int r t particulier pour la dimension spatiale Plus pr cis ment on s int resse la dimension spatiale relativement un espace g ographique et pas seulement un espace g om trique Pumain et Saint Julien 1997 p 441 A 2 2 4 1 Sp cificit de la dimension spatiale La dimension spatiale d un ph nom ne peut se r duire des propri t s m triques et ou topologiques mesur es l aide d outils issus de la g om trie Elle porte sur la distance la surface le volume etc au m me titre par exemple qu une densit une concentration ou une masse en physique ou en chimie L espace de ces ph nom nes est souvent consid r comme isotrope et sa repr sentation est g n ralement celle d un espace math matique Dans certaines recherches la localisation absolue en tant que r f rent une position sur la terre ne fait m me pas partie des param tres d tudes du ph nom ne seules les localisations relatives c est d
236. e nouvelles connaissances sur les ph nom nes qu ils analysent plus g n ralement la m thode g n rique d observation doit tre ouverte sur une large gamme de ph nom nes ouverte sur des profils d utilisateurs diff rents mais aussi ouverte sur l existant en particulier les m thodes d observation sp cifiques devront prendre en compte les applications existantes et se placer en compl mentarit ouverte sur les mod les de gestion temporelle pour int grer les informations d volutions qu ils fournissent ouvertes sur les m thodes et outils d analyses d informations g ographiques qui peuvent exister en dehors des fonctionnalit s standards des SIG pour profiter de leurs capacit s cr er des indicateurs suppl mentaires ouverte Sur les m thodes d analyses th matiques de ph nom nes afin de fournir des indicateurs proches de ceux utilis s par les th maticiens En particulier nous nous sommes inspir s des m thodes d analyses multi niveaux en g ographie pour d velopper la m thode d observation multi niveaux propos e dans cette th se Ces contraintes viennent ainsi s ajouter la contrainte principale pos e par le sujet de cette th se le suivi de ph nom ne dans le temps avec un SIG 12 Vers une m thode d observation multi niveaux pour suivre des ph nomenes g ographiques dans un SIG Cette th se qui vise l laboration d une m thode d observa
237. e qui voque l objet g ographique et pr cise la forme de ces informations en fonctions de composantes g r es par les SIG correspondrait quant elle l tape de formalisation technique La derni re enfin qui consid re l information g ographique comme un ensemble de donn es concernerait plut t l tape d impl mentation En revanche la d finition informatique met en avant une autre sorte d information Elle pr sente des informations qui ne r sultent pas de l une des tapes du processus de conceptualisation mais d un autre processus qui irait en sens inverse fig A 1 6 Ce processus qui part des donn es pour aller vers les entit s est le processus de traitement des donn es qui permet de cr er de nouvelles informations ou connaissances sur les objets g ographiques Dans cette th se qui vise produire plus d informations sur les objets g ographiques tudi s nous travaillons essentiellement la formalisation technique des objets g ographiques en objets informatiques nous d veloppons une formalisation pour cr er de nouvelles informations sur les objets informatiques partir de traitements sur les donn es pour permettre ensuite l utilisateur de disposer de plus d informations observer dans le SIG Ce mouvement d aller retour entre objet g ographique objet informatique et donn es nous conduit suivant le contexte employer le terme information dans un sens g
238. e B 2 66 Mod lisation classique dans les SIG _ attributs Figure B 2 67 La portion de territoire entre objet et primitive g om trique _ attributs _ attributs est associ L primitive g om trique Figure B 2 68 La portion de territoire support des objets g ographiques _ poss de comme epr sentations informatiques L primitive g om trique Figure B 2 69 La portion de territoire est ses diff rentes repr sentations en donn es g ographiques lt primitive g om trique rimitive g om trique h TT Figure B 2 70 Des donn es repr sentant un m me objet mais issues de bases diff rentes ont une forte probabilit d tre g om triquement incoh rentes 2 en moins 3 en plus et 2 ambigus coh rence 2 en moins 2 ambigus Figure B 2 71 Le choix de la donn e utilis e comme emporte pi ce pour r aliser les agr gations d objets micro influe sur les r sultats de ces agr gations Le fait d introduire la portion de territoire permet de justifier un niveau formel le transfert des caract ristiques des agr gations d objets micro vers un m me objet il s agit d une mise en commun des caract ristiques des objets sur la base d une portion de territoire commune de distinguer la portion de territoire de ses repr sentations num riques Il permet ainsi de travailler avec plusieurs bases de donn es
239. e C 10 mperm abilisation des sols et Syst mes de drainages Lorsque les sols sont rev tus de surfaces imperm ables du fait des am nagements et constructions il est indispensable de mettre en uvre un syst me d vacuation des eaux pluviales canalisations et autres ouvrages hydrauliques En fait l am nagement hydraulique d une zone n cessite de prendre en compte de nombreux l ments sa topographie naturelle plus le terrain est pentu moins l eau a de temps pour p n trer dans les sols la pluviom trie plus le volume d eau tomb e est important plus 1l faut de capacit pour l vacuer la nature des sols l eau p n tre plus ou moins facilement dans le sol suivant sa nature etc Tous ces indicateurs spatiaux peuvent tre introduits sous forme d attributs dans une base d occupation des sols vecteur ou sous forme de champs raster pour aider sp cifier les r seaux techniques d vacuation des eaux pluviales Dans la pratique on utilise le plus souvent un unique param tre th orique qui int gre ces diff rents facteurs le coefficient de ruissellement Cr Cependant sous certaines conditions Caquot montre qu il est possible de lui substituer le coefficient d imperm abilisation C plus simple tablir Chocat 1997 Pour que C soit une bonne approximation de Cr il faut que l on se trouve en milieu urbain c est dire que les surfaces perm ables ne repr sentent pas plus de 20
240. e attributs ceux de l objet m so et ceux calcul s pour caract riser l agr gation d objets micro Figure B 2 25 Lorsqu il n y a pas d objet m so objet technique objet m so structurel Info m so structurelle compos s mantique compos g om trique sert de support agr gation d objets micro e agr gation d objets micro r unit r unit compos s mantique compos g om trique Quand on ne poss de pas de repr sentation sous forme d objet m so comment d finir le support d agr gation compos s mantique compos g om trique L information m so structurelle permet d tendre la m thode d agr gation aux cas o l on ne poss de pas de repr sentation sous forme d objet m so Figure B 2 26 Le probl me du manque d objet m so introduction de l information m so structurelle B 2 5 2 1 Introduction du concept d information m so structurelle Le concept d information m so structurelle permet d tendre la m thode d observation multi niveaux il nous affranchit de la contrainte portant sur l existence de donn es pour repr senter l objet d observation principal sous forme d information g ographique par nature 136 Une information m so structurelle est un objet m thodologique con u dans le SIG d finie par sa composante g om trique elle correspond un objet g ographique portion de territoire Elle est utilis e pour d fi
241. e celle du visiteur que du chaland Le th me de l animation permet d en appr hender plusieurs aspects dans ce sens fig C 24 En effet la notion d animation caract re de ce qui est anim vif plein de vie Petit Robert 2001 est en relation avec le sentiment de s curit une rue anim e n est pas morte m d serte elle para t plus s re et avec la convivialit le mot animation pour synonyme chaleur passion entrain Elle fait galement la liaison avec l approche commerciale gr ce au lien entre animation et activit mouvement Pour caract riser l ambiance urbaine d un tron on de rue nous avons donc retenu le th me de l animation que nous avons qualifi selon trois approches Basile et Bordin 2005 l animation par l activit commerciale dans une d marche proche des consid rations de type g omarketing Cette approche a r v l l int r t d tudier en particulier les cellules vides l animation par le d cor pour saisir des aspects plus qualitatifs de l ambiance comme la convivialit la s curit l animation temporelle qui prend en compte les variations de l animation et donc de l ambiance dans le temps mais une chelle et selon un mod le temporel diff rant de ceux consid r s pour le suivi et l observation du ph nom ne L animation par l activit commerciale L animation par l activit commerciale regroupe tout
242. e composante cartographique autrement dit le besoin de SGBDS ou L syst me de gestion de bases de donn es spatialis es ou localis es int grant entre autre un index et des requ tes spatiales un besoin de souplesse pour la repr sentation graphique d informations autrement dit le besoin d outils de cartographie num rique adapt s la repr sentation des multiples aspects s mantiques d une m me information g ographique Les outils de cartographiques num riques ne permettaient alors d associer qu une seule repr sentation chaque objet Les SIG ont apport une r ponse unique satisfaisant conjointement les deux besoins Ils permettent non seulement de g rer l ensemble des composantes de l information g ographique mais galement de les pr senter et de les cartographier Ainsi depuis leur d but les SIG proc dent de deux cultures la culture informatique et la culture cartographique L architecture de certains logiciels exprime cette dualit Ces logiciels sont construits sur d une part un module de gestion des donn es de type SGBD classique et d autre part un module de gestion des donn es graphiques Ils induisent une vision morcel e de l information g ographique o la dimension spatiale est dissoci e de la dimension s mantique cf figure A 1 8 D autres sont con us autour d un seul noyau logiciel qui prend en charge les deux aspects donnant voir une information g ographique
243. e de la m thode g n rique d observation multi niveaux pour l observation d un ph nom ne sp cifique sur une zone particuli re 240 Pour les pr senter nous proposons de reprendre le sch ma de mise en uvre de la m thode figure ci dessus D clinaison de m thodes sp cifiques et d veloppement d applications th matiques Les premi res perspectives sont celles ouvertes par la m thode elle m me en collaboration avec des th maticiens des d clinaisons de la m thode g n rique pourront tre d velopp es A partir de ces m thodes sp cifiques certains utilisateurs pourront alors mettre en uvre des applications pour tudier les ph nom nes qui les int ressent sur des terrains particuliers Il pourra s agir de cas nouveaux de ph nom nes g ographiques ex suivi de l urbanisation du littoral d veloppement de l activit commerciale tude de l volution du foncier mais galement de d velopper les trois cas pr sent s dans cette th se Il s agirait de finaliser des applications Dans ces recherches en effet nous avons exploit ces cas principalement pour laborer la m thode g n rique pour nous confronter la r alit pour tester les hypoth ses et la faisabilit des solutions envisag es pour valider la m thode galement en la d clinant sur des cas particuliers en fonction d hypoth ses sur le profil de l utilisateur et de ces moyens Nous avons ponctuellement mis en uvre des
244. e ensuite d laborer une m thode sp cifique Il s agit ici principalement de travailler avec l utihsateur pour d finir le niveau ad quat d observation du ph nom ne et les objets m so g ographiques partir desquels s effectuera le suivi de ce ph nom ne recenser les objets micro pouvant servir caract riser le ph nom ne d terminer un ensemble d indicateurs pouvant servir caract riser le ph nom ne qui soient d ductibles des agr gations des donn es micros et parall lement d tudier les donn es disponibles leurs qualit s et leurs mod les les ressources et comp tences mobilisables pour configurer les l ments principaux de la m thode sp cifique en particulier pour construire l objet m so structurel utilis comme emprise d agr gation et pour calculer des indicateurs int ressants La mise en uvre de la m thode sp cifique permet alors l utilisateur de disposer d un ensemble d indicateurs En statistiques ces indicateurs se pr sentent classiquement sous la forme d une s rie de matrices d crivant les valeurs prises par diff rentes caract ristiques sur diff rents individus au cours du temps L utilisateur pourra donc appliquer des m thodes d analyses statistiques pour en d duire de nouvelles informations Cependant certaines analyses ne sont applicables que si l on dispose d un 15 comme celles qui pour tudier l volution des caract ristiques en t
245. e est en premier lieu un syst me d information SI Il a pour fonction de g rer de traiter et de communiquer les informations qui lui sont confi es La sp cificit des informations g ographiques a impliqu d s l origine des outils particuliers En effet la caract ristique g ographique n cessite des traitements appropri s la fois pour sa gestion mais galement pour sa communication Or les syst mes de gestion des SI traditionnels fonctionnant partir d index alphab tiques ou ordinaux ne disposaient pas d index spatiaux leur permettant d optimiser la recherche des informations caract re spatial De m me les fonctionnalit s de restitutions des informations fournissaient des listes ou des tableaux mais pas de cartes mode privil gi de pr sentation des informations g ographiques Il a donc fallu d velopper des outils de gestion d di s ces informations objet g ographique pont Pas de connections entre les deux arcs objet informatique pont 2 PARTIE Les SIG des outils d di s Aux informations g ographiques 1 2 2 Deux besoins l origine des SIG le SIG au croisement de deux cultures A l origine des SIG comme pour toute application informatique il y a le d sir d automatiser des t ches simples et r guli res En fait deux besoins de nature tr s diff rente ont men l laboration des premiers SIG un besoin de gestion de donn es comportant un
246. e exclusivement spatiale A 2 2 2 2 Syst mes de r f rence temporelle La plupart des analyses de ph nom nes volutifs s appuient sur la mod lisation classique du temps l espace temps lin aire une dimension orient qui m ne du pass vers le futur Peuquet 2002 fig A 2 17 ex Denis 1998 Mador 2001 Bonnefoy et Goiffon 2003 On notera que le caract re orient de ce mod le permet en particulier de r pondre au besoin d ordre implicitement contenu dans la vision des volutions comme suite de transformations ou encore changements successifs Pour ces travaux nous utilisons galement ce mod le pour sa simplicit et sa pertinence pour le plus grand nombre d utilisateurs Toutefois nous n excluons pas dans le cadre de d veloppements ult rieurs de recourir 17 Quand rien de particulier n a t pr vu pour sp cifier la date pr cise du changement sa localisation temporelle est g n ralement donn e par l intervalle de temps d crit par les deux tats initial et final de la mutation FigueA2T7 Le mod le temporel de r f rence le mod le lin aire une dimension orient 57 PARTIE Etudes de ph nom nes g ographiques des mod les plus labor s D autres mod les existent en effet qui peuvent s av rer plus adapt s dans certaines applications Worboys 1998 Frank 1998 Par exemple le temps comme boucle rend mieux compte du caract re cyc
247. e l emprise du ph nom ne c Il n existe pas d objet m so g ographique pouvant servir construire l emprise du ph nom ne Il faut donc construire une information m so structurelle pour agr ger les objets micro et que cette information ait du sens pour le ph nom ne tudi cl Dans le cas o l on ne parvient pas trouver d objet g ographique pour jouer le r le d information m so structurelle il s agit d en construire un Pour pr server la compatibilit entre les agr gations il importe de continuer concevoir cet objet au niveau m so c est dire ind pendamment des objets micro cf figure B 2 8 Pour conserver la m thode sa simplicit nous proposons de r soudre ces cas en utilisant des buffers au niveau m so 142 En identifiant l emprise du ph nom ne un voisinage d objet m so que l on peut construire sous la forme d un buffer on obtient une information m so structurelle pour agr ger les objets micro fig B 2 33 Par exemple dans le cas de l application au suivi de l Ambiance urbaine cf chapitre C nous avons choisi d associer l ambiance aux tron ons de rue Le tron on de la rue est une information par nature mais de type polyligne nous ne pouvions pas utiliser sa composante g om trique comme une surface d agr gation Nous avons donc d fini un voisinage de type
248. e la Vall e 1997 109p Benenson et Torrens 2004 Benenson I Torrens P Geosimulation Automata based Modeling of Urban Phenomena Wiley 2004 Berry 1964 Berry B J L Cities as systems within systems of cities Papers of the Regional Science Association 1964 Boffet 2001 Boffet A M thode de cr ation d informations multi niveaux pour la g n ralisation cartographique de l urbain Th se de doctorat en Sciences de l Information G ographique soutenue le 13 12 2001 Bonin 2002 Bonin O Mod le d erreur dans une base de donn es g ographiques et grandes d viations pour des sommes pond r es application l estimation d erreurs sur un temps de parcours Th se de doctorat s Math matiques Universit Paris 6 1 3 2002 Bonnefoy et Goiffon 2003 Bonnefoy J L Goiffon M Un syst me multi agents pour mod liser le retournement de l espace martiniquais 6i mes rencontres de Th oQuant F vrier 2003 Bordin 2006 Bordin P De la carte l ordinateur pour observer le territoire num ro spatial de la Recherche n 398 juin 2006 p 38 Bordin 2005a Bordin P SIG et analyse de ph nom nes volutifs M thode de suivi de ph nom nes volutifs l aide de donn es l mentaires International Conference on spatial analysis and geomatics SAGEO 2005 Avignon France 20 23 6 2005 Bordin 2005b Bordin P Diff renciation des informations g ographiques pour am
249. e la mise jour Croisement th matique plus complexe Croisement th matique simple Figure A 1 13 Avantages respectifs de chaque mode de repr sentation Comme le souligne certains auteurs Bonin 2002 p 13 Couclelis 1993 il existe des rapprochements possibles entre les mod les de structuration de l information g ographique d une part et leurs modes de repr sentation en donn es d autre part le mode vecteur qui associe chaque information g ographique une composante g om trique g or f renc e et une composante s mantique est proche du mod le objet le mode raster qui attribue la valeur d une variable descriptive en chaque point d fini par un pixel de l espace est proche du mod le par champ Ainsi certains consid rent que le mode raster est un mod le par champ discret Cependant ils ne se confondent pas Ils ne rel vent pas du m me niveau de conceptualisation Ainsi les mod les de repr sentation s appliquent des donn es tandis que les mod les de structuration concernent les informations Pour nos recherches nous nous sommes plac s dans le cadre d une approche par objet non seulement parce que nos travaux s appuient essentiellement sur des donn es en mode vecteur mais surtout parce que le concept d objet g ographique et informatique est un l ment cl de notre m thode En effet nous utilisons des donn es mais c est avant tout pour construire une m thode de suivi de
250. e pour un secteur particulier sorte d quivalents de ce que l on appelle en g omatique des vues EIS executive information system outil permettant d organiser d analyser et de mettre en forme des indicateurs afin de constituer des tableaux de bords Ce type d outil facile utiliser ne permet de manipuler que des requ tes pr alablement mod lis es par le concepteur SIAD syst me informatis d aide la d cision syst me dont le but est de permettre la mod lisation de repr sentations multidimensionnelle vari es 38 PARTIE Les SIG des outils d di s Aux informations g ographiques Il existe deux types d analyse dans un outil d cisionnel l analyse multidimensionnelle AMD qui consiste mod liser des donn es selon plusieurs axes ex chiffre d affaire par type de clients gamme de produit et zone g ographique Elle permet aux d cideurs d avoir acc s rapidement et de mani re interactive une information pertinente sous des angles multiples et divers selon leurs besoins Elle s effectue dans l EIS executive information system l analyse pr dictive qui exploite un ensemble d v nements observ s et historicis s pour tenter de pr voir l volution d une activit en dessinant des courbes de projection Par exemple cette m thode peut s appliquer la gestion des relations clients pour pr dire leurs comportements avec pour objectif de d terminer de
251. e qu elles sont effectivement stables voire tr s stables pour les zones d habitat individuel identique et plut t attractive 265 ANNEXES Nombre de B timents cr s par parcelle du MOS Parcelles du MOS ayant volu Figure a 7 2 Comparaison des volutions dans le MOS avec les volutions du b ti cr ation de b timents nouveaux obtenues partir de la BD TOPO Apr s avoir int gr le MOS et la BD TOPO dans un m me r f rentiel nous avons observ les deux bases conjointement Les dates de r f rence pour les mises jour tant semblables 1994 et 1999 nous avons mis en relation les volutions saisies dans le MOS et celles que l on obtenait sur les agr gations objets micro b timents issus de la BD TOPO fig a 7 2 La carte de gauche montre en rouge les parcelles qui ont volu dans le MOS sur la p riode tudi e La carte de gauche montre sur la m me partition en parcelle m me objet m so structurel les parcelles qui ont volu en nombre de b timents On constate alors que l on identifie l apparition d une zone pavillonnaire ex nihilo dans les deux cartes parcelles pr sent es en vert fonc dans la carte de droite En revanche la densification de certaines parcelles classes 2 5 ne s est pas traduit en volution dans le MOS et r ciproquement des volutions du type d occupation des sols ne se sont pas traduites sur le nombre de
252. e qui pourrait servir baucher des recherches pour des tudes plus dynamiques Est ce que les voisins ont chang Quels sont les changements de caract ristiques souvent cons cutifs un changement dans le voisinage Quelle est la probabilit que tel changement entra ne cons cutivement un changement dans un voisinage qu il faudra pr ciser par ailleurs et dans quels d lais de temps etc Dans ce sens et en compl mentarit 1l faudrait tudier et formaliser l int gration des mod les de gestion temporelle labor s dont on a montr la capacit fournir des informations int ressantes pour ce type d analyses Par ailleurs si l on accepte l hypoth se que la m thode d observation sera capable de produire de nombreuses informations observer il serait int ressant d tablir des liens avec les outils de dataming pour extraire des informations additionnelles et de suivre les recherches en fouille de donn es spatialis es En introduction nous citons Hall 1971 Dans ce monde qui nous submerge d informations on comprend ais ment pourquoi il est possible de se sentir perdre pied l int rieur de son propre domaine D o le besoin accru de structures de r f rences susceptibles de faciliter l int gration de la masse d informations toujours changeantes que l homme doit traiter En conclusion nous constatons que paradoxalement notre objectif est de fournir plus d informations enc
253. e son origine sa cause Dans ce qui suit nous avons choisis de pr senter quatre mod les Il ne s agit pas d un tat de l art Nous souhaitons seulement montrer la difficult d observer des informations temporelles dans un SIG et illustrer combien ces observations d pendent des mod les de gestion mis en uvre dans la solution SIG Les quatre mod les seront pr sent s en fonction de la richesse d informations qu ils fournissent sur les changements de donn es et de la facilit reconstituer la suite des tats successifs d un m me objet Cette pr sentation suit un ordre croissant relativement bien corr l avec la complexit de mise en uvre Pour illustrer les diff rences nous utilisons le cas particulier de la figure A 3 6 Les mod les que nous avons retenus sont Le mod le par snapshots qui g re la mise jour des bases de donn es comme une mise Jour de carte papier chaque mise jour correspond une version de la base Chaque version est ind pendante des autres il n y a aucun lien entre les donn es des diff rentes versions fig A 3 7a Le mod le par time stamp qui archive diff rents tats d objets Dans ce mod le la base de donn es peut tre vue comme une donn eth que sorte d quivalent d une cartoth que pour les donn es c est une collection de repr sentations d objet g ographique Deux repr sentations diff rentes sont ind pendantes m
254. e temps petit donne voir un certain immobilisme A l oppos avec un pas tr s important la repr sentation de deux faits successifs donne l impression d un saut d une discontinuit dans le mouvement d une rupture comme si l objet d observation n tait plus le m me Il importe de disposer d un pas de temps suffisamment fin pour saisir des changements qui ne soient pas radicaux et suffisamment important pour que l observation soit PARTIE Etudes de ph nom nes g ographiques 8 Ce n est qu la Renaissance avec la r volution copernicienne que l id e d tudier conjointement l espace et le temps a t g n ralement admise with the Copernican revolution the notion that space and time could be studied together as related aspects of an unified Cosmos became generally accepted Peuquet 2002 p 17 J usqu alors ils faisaient l objet de regards distincts et ind pendants s appuyant sur des repr sentations disjointes 9 Des tudes en neurologie cit es par Peuquet 2002 p 197 semblent indiquer que de l organisation fonctionnelle de notre cerveau r sulterait une s paration des deux perceptions temporelle et spatiale En effet une division du travail s effectue entre les lobes temporal et frontal l o l un encode les propri t s des objets comme la couleur la forme etc l autre code les propri t s spatiales comme la localisation et la distance Dans le cerveau la dimensio
255. e travail soit men sous forme de collaboration entre th maticiens et g omaticiens Nous avons ainsi travaill avec l architecte et urbaniste Maria Basile qui s int resse en particulier au suivi de l ambiance urbaine dans le cadre de ses travaux sur l impact de la gestion de centre ville sur les transformations urbaines Basile 2005 C 4 1 D finition de la notion d ambiance diff rentes approches C 4 1 1 Un ph nom ne difficile repr senter dans un SIG Le ph nom ne de l ambiance urbaine est difficile saisir en partie car 1l est immat riel Il ne s inscrit pas physiquement dans le territoire Contrairement aux zones pavillonnaires identifiables sur le terrain fig C 19 ambiance en tant que fait ne peut tre digitalis partir d une photographie a rienne Certains objets g ographiques immat riels existent qui sont malgr tout appr hend s dans les SIG par exemple une zone de chalandise Leur emprise n est pas marqu e sur le terrain mais elle est donn e comme une fonction d un certain nombre de param tres L ambiance urbaine est galement fonction de diff rents facteurs mais ils n appartiennent pas tous au m me registre l ambiance est multi dimensionnelle L enseignement en ma trise des ambiances dans les coles d architectures l illustre bien qui propose des pr sentations dans diff rentes mati res telles que l acoustique la thermique et l clai
256. eB 29 Lorsque l on consid re des objets l mentaires distincts l agr gation par buffer peut conduire des repr sentations sous forme d agr gation d objets l mentaires diff rentes qu il est alors difficile d tudier conjointement Par exemple si on consid re sur une m me zone de r f rence les objets l mentaires b timents colonne de gauche et tron ons de route colonne de droite a la construction des buffers l mentaires b conduira des buffers agr g s de formes diff rentes c dont les composantes g om triques seront diff rentes et ne pourront donc pas servir d crire le m me objet d observation principal d objet m so FigueB 210 L objet m so pr existe aux objets micro qui sont utilis s pour le caract riser 127 PARTIE B M thode d observation multi niveaux le niveau micro correspond dans une premi re approche l ensemble des informations g ographiques de granularit minimale et plus sp cifiquement au niveau des informations susceptibles de contribuer une agr gation qui ait du sens pour le ph nom ne Adoptant une approche technique par th mes cf Annexe 2 Ruas 1999 p 73 d finit le niveau macro comme le niveau regroupant l ensemble des objets de m me type ex l ensemble des b timents ou encore l ensemble des tron ons de routes Pour nous le niveau macro prend un sens g ograph
257. eau b timent Au niveau des objets g ographiques il sera impossible d interpr ter automatiquement l information destruction pour discerner les diff rents cas De plus si aucun lien n existe entre le b timent d truit et le b timent cr alors au niveau du b timent g ographique cette destruction pourra tre interpr t e comme une destruction pure et simple de celui ci Cependant techniquement il est possible d introduire des types de changement plus subtils ex modification g om trique ou s mantique Il suffit pour cela d assimiler les donn es aux informations sur les composantes de l objet informatique Par exemple les changements op r s sur un polygone repr sentant la composante g om trique d un objet informatique sont interpr t s comme une modification g om trique de cette composante et les changements de valeur d attribut sont interpr t s comme des modifications s mantiques Ces interpr tations n cessitent d j de pouvoir suivre les diff rentes repr sentations d un objet informatique en donn es 1l faut donc la fois un lien pour signifier que des donn es repr sentent la m me information par exemple un identifiant et que ce lien soit temporel pour un suivi des repr sentations dans le temps de pouvoir d terminer les mutations entre deux donn es Autrement dit pour proposer cette typologie le producteur de donn es doit mettre en place s
258. elle supportant le plus d informations comment g rer les caract ristiques issues des autres syst mes Comment tablir des liens Ind pendamment de la structure d accueil le regroupement automatique des caract ristiques d crivant une m me portion de territoire soul ve un autre probl me la n cessit d apparier les portions de territoire Suivant les cas cette op ration sera plus ou moins complexe et co teuse de la simple jointure de fichiers sur la base d un identifiant g ographique ex n de parcelle n INSEE la mise en uvre de techniques d appariement utilisant des d veloppements ou des travaux manuels t t 1 16 On notera ici l avantage de l utilisateur qui peut adopter une base de donn es unique comme support de r f rence En effet l int gration d une grande vari t de donn es sur un m me support par g ocodage direct l adresse ou par num risation sous forme d information par nature ou indirect sous forme d information localis e int gr e la composante s mantique d objets existants lui garantit la coh rence des localisations relatives des objets pour une gamme d utilisation d observation fix e Ainsi relativement la m thode d observation multi niveaux il vite le probl me de mod lisation complexe car l unicit du support lui permet de travailler avec un seul syst me de donn es temps na temps Figure B
259. elles attendues par les automates cellulaires outils utilis s couramment en g osimultation qui travaillent sur des cellules g om triquement r guli res Toutefois dans la perspective de travaux en g osimulation elles conviennent a priori d autres mod les multi agents A 2 2 2 Etude de la dimension temporelle les ph nom nes volutifs En introduction de ce chapitre nous avons voqu le r le de la dimension spatiale et de la dimension temporelle dans les ph nom nes g ographiques Nous avons cependant ensuite rapidement privil gi la dimension spatiale pour pr ciser la nature des observations propos es dans ces recherches Dans ce paragraphe nous revenons la dimension temporelle pour pr senter certains aspects particuliers li s l tude des ph nom nes qualifi s d volutifs Dans l observation des ph nom nes volutifs le temps n est plus seulement une dimension pour situer les faits au travers de l tude des volutions le temps devient explicitement une dimension d analyse A 2 2 2 1 Observation de la dimension temporelle Selon le dictionnaire Petit Robert 2001 une volution est form e de changements successifs insensibles ce qui semble nous placer dans un contexte continu Dans une approche continue physique pour observer les 56 PARTIE Etudes de ph nom nes g ographiques volutions d un ph nom ne on s int resse la d riv e de la foncti
260. ement de disposer de donn es il faut galement en poss der plusieurs versions De fait les possibilit s de comparaisons entre les valeurs prises par une m me information sont restreintes Aujourd hui le manque de mises jour est un frein important au suivi de ph nom nes g ographique dans un SIG B 3 2 2 2 1 Int gration de fonction d interpolation entre deux valeurs calcul es Le premier mode d enrichissement repose sur la densification des informations par int gration de valeurs estim es Introduit dans le paragraphe B 3 2 1 3 pour assouplir le pas d observation 1l consiste exploiter une fonction d interpolation pour calculer des valeurs de caract ristiques entre deux versions Il g n ralise ainsi l utilisation implicite de la fonction identit cf figure B 3 11 188 PARTIE B Suivi de ph nom nes g ographiques avec un SIG a i t t 1 temps t t t 1 temps Figure B 3 11 Utilisation d une fonction d interpolation entre deux valeurs calcul es fonction identit ou fonction plus labor e La difficult de mise en uvre d pend du type de ph nom ne et des caract ristiques estimer stables ou fr quence de variations lev e r guli res irr guli res Elle d pend galement des connaissances poss d es par l utilisateur sur le ph nom ne En particulier s il dispose par ailleurs de mod les de simulation ou de projection ces mod les trouveront l un champ d
261. emprise Dans le cadre de ces travaux nous introduisons une quatri me m thode La logique de celle c1 est une logique spatiale proche de la m thode c Comme elle son r sultat se pr sente sous forme d une r gle d appartenance une surface fig B 2 15 Cependant la d finition de la surface de r f rence n est pas la m me Il ne s agit pas de l enveloppe convexe ni de toute autre surface construite partir des objets micro m thode b Dans la m thode que nous envisageons l agr gation est fondamentalement g om trique Elle est r alis e sur la base d une emprise au sol d termin e de fa on ind pendante des objets micro De fa on imag e elle fonctionne la fa on d un emporte pi ce o la forme tant donn e on s lectionne extrait ce qui est l int rieur fig B 2 16 Par la suite nous la d signerons sous l appellation m thode d agr gation par emprise Cette agr gation poss de une propri t importante pour nous elle assure la compatibilit entre agr gations d objets micro diff rents la compatibilit voulant dire ici que l on peut trouver des repr sentations en informations g ographiques qui aient la m me composante g om trique support ce qui permet de les tudier conjointement En effet lorsque l on applique la m thode d agr gation par emprise deux types d objets micro distincts on obtient bien deux agr gations compatibles
262. en cartographie Evolution de la conceptualisation dans le temps de l chelle la repr sentation de la repr sentation la mod lisation Fonctionnalit s SIG concern es allicnage Multi repr sentations abstraction Multi niveaux Des niveaux de d tails aux observations multi niveaux de la mod lisation l analyse analyse Figure B 2 7 Une volution dans la conception de la repr sentation des informations g ographiques de l affichage la mod lisation vers l analyse du multi chelles la multi repr sentations vers le multi niveaux Partant de l observation multi chelles centr e autour de la notion d chelle d une carte dans une approche cartographique il y a eu une volution vers l observation multi repr sentations centr e non plus sur la repr sentation et son l chelle mais sur la repr sentation comme mod lisation dans une approche plus technique Cette volution semble aboutir l observation multi niveaux de d tails centr e autour des niveaux de d tails pour la mod lisation de plusieurs repr sentations dans un approche plus analytique Le terme de multi niveaux commence d ailleurs appara tre pour les SIG En particulier 1l a t employ dans le cadre de la g n ralisation cartographique par Ruas 1999 et Boffet 2001 l a mis en uvre dans une m thode de cr ation d informations multi niveaux pour la g n ralisation car
263. enant compte de l influence des tats ant rieurs utilisent une mod lisation probabiliste des objets en consid rant chaque carac t ristique comme un processus 187 PARTIE B Suivi de ph nom nes g ographiques avec un SIG nombre suffisant d observations Ce nombre de l ordre de 100 mesures ne peut r sulter que d une instrumentalisation et d une automatisation des mesures rarement op rationnelles dans le domaine des ph nom nes urbains Bonin 2006 En revanche d autres analyses purement descriptives sur les caract ristiques analyses en composantes principales sur les observations statiques permettent d tudier la d pendance des caract ristiques Pour introduire le temps on peut galement calculer les variations entre chaque valeur successive des caract ristiques et tudier ces nouvelles variables l aide d indicateurs classiques moyenne variabilit fr quence et de mesures d ind pendances entre ces variables L analyse statistique avanc e des indicateurs fait appel une expertise ind pendante des SIG Par ailleurs elle ne peut intervenir qu une fois la m fhode g n rique et ensuite la m thode sp cifique mises en uvre puisqu elle op re sur les valeurs calcul es des indicateurs Elle ne fait donc pas partie de la m thode g n rique elle lui fait suite Toutefois l analyse statistique permet de d duire des caract ristiques produites de nouvelles informations qui peuvent l
264. enir un tr s grand nombre d l ments l impossibilit de conna tre de tels syst mes Ces ph nom nes sont alors consid r s comme soumis des interventions du hasard La m thode que nous proposons se place dans le cadre des tudes descriptives du pass Ce positionnement nous vite d avoir r pondre la question de savoir si l on peut et ce que l on peut pr voir Cependant par rapport aux analyses pr dictives nous envisageons ces travaux de deux fa ons comme tape pr liminaire pour la mise en uvre de pr dictions comme processus de veille sur les pr dictions La premi re prend pour hypoth se que la pr diction est possible la seconde teste cette hypoth se dans le temps en envisageant qu elle puisse s invalider tout instant Dy L observation du pass participe de l tape pr liminaire toute pr diction elle sert d couvrir des r gularit s les caract riser et les mesurer Elle pr c de n cessairement l tape de mod lisation et de th orisation qui consiste d duire des lois g n rales des r gularit s constat es Ensuite la pr diction prend pour hypoth se que la r gularit du pass se prolonge dans le futur et applique alors au futur les mod les et les lois g n rales obtenues sur le pass Dans ces recherches nous proposons de travailler partir d informations g ographiques mod lis es en donn es pour effectuer des analyses et des
265. ensemble d objets micro fig B 2 12 plusieurs types d agr gation peuvent tre envisag s qui aboutissent g n ralement des repr sentations vari es Des logiques diverses les diff rencient ainsi que les techniques mises en uvre Par exemple dans la figure B 2 13a la logique de l agr gation est s mantique Ayant un ensemble d objets on les agr ge par classe en fonction de leurs attributs caract ristiques On utilise pour cela des Figure B 2 12 Objets micro m thodes statistiques agr ger dans la figure B 2 13b la logique de l agr gation est une logique de proximit spatiale Ayant un ensemble d objets on construit pour chacun une zone d finie par exemple comme son voisinage imm diat son aire d influence etc en utilisant les fonctionnalit s des SIG dites de buffer ou zone tampon La taille des buffers est g n ralement param tr e en fonction du probl me pos Les zones l mentaires sont ensuite agr g es et tous les objets appartenant une zone agr g e connexe sont alors regroup s je Figure B 2 13b L agr gati b dans la figure B 2 13c la logique de l agr gation est aussi p POE gANON PUT UJERS spatiale Ayant un ensemble d objets d un certain type on d finit leur enveloppe convexe l aide de m thodes math matiques On agr ge alors l ensemble des objets situ s l int rieur de cette
266. ent B 3 1 1 1 L objet suffisamment lui m me D apr s le dictionnaire Petit Robert 2001 une volution est une suite de transformations dans un m me sens une transformation graduelle assez lente ou form e de changements successifs insensibles tandis qu un changement est le fait de ne plus tre le m me L volution comporte donc une notion de continuit de l objet qui reste alors encore lui m me malgr les transformations ou changements insensibles tandis que le changement tablit une distinction avec un tat d avant et un tat d apr s Or il est parfois d licat de d terminer le moment o un objet est encore lui m me et quand il cesse de l tre Par exemple dans le ph nom ne de mitage quand doit on consid rer qu une parcelle d espace vert a t colonis e par de l habitat Quand 5 de sa surface est construit quand la densit de population est sup rieure 0 05 Km quand il y a plus de 3 familles qui y r sident en permanence quand il y a plus de 5 constructions temporaires La figure B 3 1 illustre cet embarras d finir o se situe la limite exacte entre volution et changement jf SN Figure B 3 1 Quand le visage devient il silhouette Dessin de F Attneave extrait de Reuchlin 1990 page 560 En nous inspirant de l utilisation de l adverbe suffisamment par Winnicott David et Wallbridge 1992 p181 nous proposon
267. ent l tat de la base cette date en s lectionnant les objets par l attribut date d estampillage La s rie des tats d un objet ne peut pas tre reconstitu e automatiquement car d s que l objet est modifi il change de signature On ne distingue pas les donn es cr es supprim es des donn es modifi es On identifie simplement les objets qui n ont pas chang entre deux versions ce sont ceux dont la signature se retrouve parmi les signatures des deux versions La s rie des tats d un objet ne peut pas tre reconstitu e automatiquement car chaque tat d objet correspond une donn e ind pendante Pour une date d fix e on identifie les nouveaux objets ce sont ceux dont la date de cr ation est d pour les objets d truits il faut que date de suppression soit gale d En revanche on ne distingue pas les objets cr s supprim s des objets modifi s Pour un tat d objet fix on acc de directement sa p riode de validit par requ te sur le couple date de cr ation date de suppression La s rie des tats d un objet peut tre reconstitu e automatiquement en s lectionnant identificateur constant les objets par ordre croissant de date de cr ation Les objets cr s sont ceux pour lesquels il n existe pas d objet ayant la fois le m me identificateur et une date de cr ation ant ri
268. ent un emporte pi ce ad quat gr ce sa composante g om trique fig B 2 65a Si l on reprend la d finition de l objet m so structure c est un objet 4 E technique poss dant deux propri t s m so structurel RONDES il existe des donn es qui disposent d une composante g om trique T surfacique propre pour le repr senter fig B 2 65b t la portion de territoire caract ris e par cette composante g om trique peut tre consid r e comme une repr sentation de l emprise au sol du ph nom ne Au travers de la notion de portion de territoire l objet m so structurel c a tabl t un lien entre l objet d observation principal qui n a pas de me Te S donn es repr sentation en donn es et des donn es ayant une composante n a g om trique L objet m so structurel qui a t introduit comme un objet dont la g om trique m thodologique nous semble en fait tre plus que cela il peut tre identifi un objet g ographique ath matique portion de territoire Nous avons d j constat qu il pouvait correspondre un objet g ographique particulier cf p 140 cela permet alors d enrichir les g a caract ristiques observ es avec des caract ristiques qui lui sont propres territoire m so structurel donn es fig B 2 65c Nous avons vu galement que lorsque l information m so En al sol oinpean structurelle se pr sente sous forme d une p
269. enveloppe On peut ensuite d cider de suivre ou bien le contenu de cette enveloppe ou bien son emprise Figure B 2 13c L agr gation par enveloppe 129 Figure B 2 13a L agr gation par classification PARTIE B M thode d observation multi niveaux Ces trois m thodes d agr gations ont en commun de partir des objets micro pour construire l agr gation fig B 2 14 en a on part des attributs caract ristiques des objets en b on part des objets pour construire les buffers l mentaires en c on part des objets pour construire leur enveloppe convexe En revanche ces trois m thodes se diff rencient par la forme du r sultat en a le r sultat de l agr gation fournit des sous ensembles d objets la m thode servant les s lectionner en c le r sultat de l agr gation est fourni sous la forme d une r gle d appartenance une surface sp cifi e ici l enveloppe convexe Le cas b est hybride La m thode par buffers agr g s peut conduire soit directement un sous ensemble d objets ceux dont l agr gation des buffers forme une surface convexe soit en r f rence cette surface l ensemble des objets qui y sont inclus C est par exemple cette deuxi me forme qui est consid r e dans la figure B 2 3 pour construire la ville partir de l agr gation des b timents B 2 4 3 M thode d agr gation par
270. er Ouvrir Enregistrer Annuler _ Ex cuter Figure a 4 1 Exemples d outils de requ tes l mentaires La repr sentation sous forme d information g ographique par nature permet d obtenir directement des informations descriptives sur un objet et sur sa localisation 258 4 Parmi les 5 types de questions pos es aux informations g ographiques identifi s par Den gre et Salg 1996 O Quoi Comment Etsi et Quand les questions de type O et Quoi Quel lles correspondent au niveau d analyse dans un SIG le plus simple celui des requ tes l mentaires Les questions Comment Et si qui visent cr er une information nouvelle le plus court chemin une zone d influence les zones inond es en cas de crue etc n cessitent des outils plus labor s d analyse r f rence spatiale Enfin le Quand renvoie aux requ tes sur la dimension temporelle Question O 5 Cette expression voque la fois un projet de connaissance sur des objets r els et la d marche technique utilis e par ce projet la consultation de donn es Nous n emploierons pas cette expression pour voquer l observation des donn es dans un SIG dans le cadre d une application technique par exemple une mise jour ou d un contr le qualit Dans ce contexte informatique l expression saisir dans un SIG signifie d ailleurs habituellement digitaliser num riser des donn es Question
271. er des mises jour p riodiques de la totalit de la base La granularit temporelle des observations est alors plus fine et plus proche de la r alit permettant en simulation d explorer une plus large gamme d hypoth ses enfin le but des mod les de g osimulation diff re de celui des mod les de simulation traditionnels qui visent la pr diction En effet leur objet est moins l anticipation que la prospective Ces mod les servent avant tout tester des sc narios et sont plut t con us comme des tools to think with outils d aide la r flexion avec pour objectif de tester des hypoth ses relatives aux observables d autres niveaux d organisation g ographique 55 PARTIE Etudes de ph nom nes g ographiques Dans le chapitre A 1 p 39 nous nous sommes inscrits dans la perspective de SIG outils d aide la d cision Ces outils nous les concevons la fois dans une perspective d outils de fouille de donn es c est dire des outils capables d extraire des nouvelles informations et dans l id e d outils d aide la r flexion pour valider de nouvelles informations Pour laborer tester et valider de nouvelles informations une premi re tape consiste d j disposer d informations dynamiques dynamique tant pris ici dans le sens courant de relatif au mouvement sous entendu sa forme comme ses causes Cette th se vise faire voluer les observ
272. er des repr sentations multiples Dans un SIG si la gestion de l affichage est standardis e avec des options propres certains logiciels 1l reste probl matique d tablir et de g rer des relations entre des repr sentations diff rentes d un m me objet qu il s agisse de liens d ductifs comme dans le multi chelles on d rive les bases d une m me base ou de liens d appariement comme en multi repr sentations Les enjeux pour les utilisateurs sont cependant importants En effet ces liens laissent envisager de pouvoir combiner des points de vue diff rents Au del de la compl mentarit des th matiques et de la vision du SIG 122 5 Dans le A 3 p 85 nous avons d fini l appariement comme l op ration qui consiste identifier deux repr sentations d un m me objet dans deux bases de donn es diff rentes f d rateur on peut envisager la compl mentarit des niveaux d cisionnels op rationnel tactique et strat gique et entrevoir l int r t d une utilisation des SIG comme outil d aide la d cision Il s agit toutefois de probl mes techniques Les l ments de solutions sont donc puiser dans les recherches des techniciens de l information g ographique On en trouve en particulier aupr s des producteurs de donn es La gestion de repr sentations multiples pr sente en effet pour eux d autres enjeux le multi chelles permet d viter la constitution et le maintien Jour de b
273. er la reproductibilit des indicateurs C 4 3 3 Donn es utilis es l ments techniques Certaines donn es ont t fournies par des organismes en charge de la gestion de l activit commerciale notamment par les chambres de commerce et d industrie CCI mais aussi par des syndicats patronaux de commer ants Ces donn es ont t compl t es ensuite par des relev s directs sur le terrain En particulier concernant l activit de chaque boutique nous n avions pas de donn es sur le site de G nes et l attribut utilis dans les donn es sur Lille se r f rait une codification ancienne et sp cifique Pour pouvoir transposer la m thode d observation d autres sites et permettre des tudes comparatives nous avons choisi de normaliser cette information Une retranscription des informations existantes a ainsi t effectu e en nous appuyant sur le syst me europ en de classement des activit s conomiques qui se traduit en France par les codes NAF et en Italie par les codes ATECO Cependant pour viter une logique d observation uniquement conomique nous avons pr alablement affin la codification europ enne pour int grer des caract ristiques qui d passent la simple typologie commerciale par exemple nous avons introduit la pr cision antiquaire dans la rubrique marchand de meubles en consid rant que cette sp cialisation apportait une valorisation suppl mentaire Les enqu tes terrai
274. ert des m thodes d une discipline l autre mais dont les finalit s restent inscrites dans la recherche disciplinaire Pluridisciplinaire concerne l tude d un objet d une seule et m me discipline par plusieurs disciplines la fois Transdisciplinaire est la fois entre les disciplines travers les diff rentes disciplines et au del de toute discipline Elle a comme finalit la compr hension du monde pr sent dont un des imp ratifs est l unit de la connaissance Nous noterons ici que l interdisciplinarit telle qu voqu e par Zaninetti 2005 avant propos ne semble tre con ue qu en terme th matique En effet il ne cite que des exemples de sciences et de disciplines th matiques mais n y adjoint pas de disciplines techniques qui pourtant contri buent aux analyses dans les SIG Or l enjeu de l observation avec un SIG ici est bien d int grer des approches diff rentes pas seulement th matiques mais surtout th matiques et techniques nb v hicules jour nature rev tement nb de voies date derni re r fection Figure B 1 6 Une m me entit est parfois repr sent de plusieurs fa ons dans le SIG l exemple d une route PARTIE B Entre donn es et ph nom nes observ EXEMPLE 2 Pour observer un m me objet des chelles diff rentes avec un SIG l utilisateur est oblig de travailler ind pendamment sur des repr sentations diff rentes En effet suivant les prin
275. ertinents pour le ph nom ne On d termine information m so structurelle qui sera utilis e pour l agr gation On r alise l agr gation des objets micro en utilisant pour emprise la composante g om trique de l information m so objet m so On caract rise l agr gation l aide d indicateurs de tendance et d homog n it sur les caract ristiques des objets micro structurelle compos s mantiq enrichie compos g om trique compos s mantique compos g om trique agr gation d objets micro compos s mantique compos g om trique compos s mantique compos g om trique On caract rise la r partition de l agr gation au sein de son emprise compos s mantiq enrichie compos g om trique agr gation d objets micro compos s mantique compos g om trique compos s mantique compos g om trique Apr s avoir identifi les emprises on transfert les caract ristiques s mantiques obtenues pour l agr gation au sein de la composante s mantique de l objet m so au sol Au final on obtient bien un enrichissement de la repr sentation l objet m so servant observer le ph nom ne tudi Lorsque cette repr sentation n existe pas la m thode permet d enrichir la description de la portion de territoire concern e par le ph nom ne pour tenter de l observer au
276. ertinents pour l tude du ph nom ne Plusieurs objets l mentaires ont t envisag s les espaces ouverts le mobilier urbain les b timents etc Pour une observation dans un SIG le b ti nous a d abord paru int ressant En effet les b timents sont des objets g ographiques qui servent de support de nombreuses autres informations Objets g n ralistes ils servent localiser des informations descriptives donn es l adresse par le biais du g ocodage Par ailleurs les b timents interviennent dans de nombreuses th matiques on peut ainsi les caract riser d un point de vue fonctionnel architectural social etc Dans la BD TOPO que nous avons utilis e l information b timent est disponible mais elle comporte peu d informations attributaires pour le caract riser Pour compl ter ces informations nous avons tent de relever sur le terrain des caract ristiques architecturales en particulier sur leur tat de conservation le niveau d insalubrit leur style etc Cependant nous ne sommes pas parvenues d finir des sp cifications suffisamment pertinentes et discriminantes De plus en centre ville la contigu t du b ti ne permet pas de dissocier les immeubles voisins cf figure C 21 C est pourquoi nous avons finalement renonc caract riser l ambiance urbaine partir des b timents pour nous concentrer sur d autres aspects Nous avons choisi les commer
277. es espaces non construits comme l ment de caract risation suppl mentaire cf la construction d indicateurs d insertion territoriale p 149 1965 1998 Figure a 7 9 Zone pavillonnaire ou zone d habitat individuel Dans le cadre d une application sur le suivi des zones pavillonnaires il est plus rigoureux de parler de zones d habitat individuel plut t que de zones pavillonnaires En effet la d finition stricte d un pavillon impose qu il soit isol cf p 209 Or comme on le constate sur les deux photographies de la figure a 7 9 une zone pavillonnaire sous l effet de la densification peut ne plus tre une zone pavillonnaire alors qu elle demeure une zone d habitat individuel 2 ANNEXES E epi Lap z a her nas Y i Piee er docwmur Dbmh Ceren Teie Habe Girmis OS ur Coik e porr ei Fetes Ze Ti ki ALLIE 5 5e bisness g 5 demarrer rGH Figure a 7 10 Identification automatique des cr ations de b timents Le contexte sp cifique de la zone tudi e localis e en ville nouvelle nous a conduit poser l hypoth se que toute cr ation de b timent se faisait sur un terrain non occup pr c demment par un autre b timent Sous cette hypoth se nous avons alors effectu une analyse g om trique sur les b timents pr sents dans la version de la BD TOPO de 1999 qui ne se superposaient aucun b timent pr sent dans la version de 1993 Nous
278. es Musti re 2001 Ces techniques restent complexes mettre en uvre et beaucoup sont de l ordre de la recherche ex les travaux en appariement de donn es vecteurs de Devogele et al 1998 Devogele 1997 Bel Hadj Ali 1997 Bucaille 1996 Lemari et Raynal 1996 De fait elles sont encore peu accessibles aux utilisateurs PARTIE Observation temporelle dans les SIG scission eA fusion gt agr gation U S E FigueA3IL Exemples de changements complexes Extrait de Badard 2000 p 49 le 85 PARTIE Observation temporelle dans les SIG A 3 2 3 3 Les m tadonn es Les mod les pour impl menter les mises jour ne mod lisent pas explicitement les v nements il n y a pas d information pour les repr senter en tant que tels Les techniques de calculs diff rentiels et d appariement peuvent servir d terminer les changements op r s entre deux tats d une m me donn e mais ils ne saisissent que des informations directement d ductibles des donn es La structure d finie par le mod le ne permet en revanche pas d int grer d autres informations caract ristiques par exemple la cause du changement technique ex correction d erreur changement de sp cifications ou th matique ex destruction d un tron on de route li e la r alisation d un rond point fig A 3 12 construction d un tron on pour desservir une future zone industrielle leur dur
279. es 1995 sont r elles et proposer de les surmonter pour un cas de ph nom ne particulier en construisant des donn es sp cifiques pour l observation de ce ph nom ne adopter une approche uniquement technique et construire un mod le g n ral qui am liore de fa on globale la prise en compte de la dimension temporelle dans les SIG Badard 20001 et laisser ensuite au th maticien le soin de l adapter l outil qu il utilise puis celui d instancier ce mod le en fonction du ph nom ne tudi confier au th maticien le soin d optimiser lui m me les sp cifications de la bases de donn es qu il souhaite observer gr ce l exploitation des moyens de gestion temporelle d j disponibles dans les SIG nous avons vu que bien int gr s les outils et m thodes existants permettent de construire des applications de suivi sophistiqu es cf 3 3 1 et laisser au soin du technicien uniquement la production de la base de donn es ainsi sp cifi e Mais ces solutions ne r pondent pas au probl me tel que nous l avons pos dans cette th se qui choisit de fixer a priori ni le ph nom ne ni les outils ni les comp tences techniques Dans ces recherches il s agit de concilier les deux p les de l observation le p le o l observation porte sur des entit s pour tudier un ph nom ne le p le technique o l observation porte sur des donn es et tente d en extraire des informations utiles
280. es ou bien les repr sentations des faits d crivant le ph nom ne ne sont pas disponibles ou bien il n y a pas de lien entre ces repr sentations permettant de les suivre au travers des tats L un des enjeux de cette th se sera de lui procurer des conditions quivalentes 1982 1987 1990 temps W habitat individuel EM zone activit s surf agricole en herbe O bois p m autre n E jardin rural habitat collectif En espace ruraux vacants RE EM surf non agricole en herbe D chantier En jardin Figure A 2 9 Compl mentarit des descriptions par tats successifs et par suite de mutations pour l observation d un ph nom ne 45 PARTIE Etudes de ph nom nes g ographiques Une seule mutation Elle correspond une transformation en surface non agricole en herbe Figure A 2 10 Description de l habitat individuel l aide des mutations de type destruction La figure A 2 9 pr sente les mutations de type cr ation On peut de m me d crire les mutations de type destruction Quelles sont les zones d habitat individuel qui changent d occupation des sols entre deux dates fig A 2 10 Sur la portion de territoire tudi e on constate que le ph nom ne est p renne les zones d habitat individuel une fois install es demeurent En effet il n a y a aucune mutation sur les deux premi res p riodes et une seule zone change au cours de la troisi me p riode Ainsi le d veloppement constat parti
281. es Ri les plus pertinentes Par exemple dans le cas de la figure a 7 12 on observe en a cinq objets topographiques de type b timent situ s dans une zone industrielle Il ne s agissait pas de d finir la zone imperm able globale objet m so pourtant proche de ce que l on voulait observer comme en b mais de tenter de distinguer celle associ e chaque b timent ou du moins d effectuer une r partition au plus juste des surfaces imperm abilis es communes entre les diff rents b timents c pour contribuer tablir des relations Ri plus pr cises p S P e E a T Nos LR ae gx ne Ris de a E PERTE re E E TER LP RE or A AS En CS a NS N i RES C pmm F j ENS r SE EE B a EN T R N S Va RENE k EN 00 PEUT ee E E LE a S RAR RAA AA A A AAA NAS ee A A2 lt a A k TEA mees i 1 Vo PA A A NET ENVTENNENEEENEEr RE CR Hi ob ue Ein UT EL A Et MO NN D S RE AO A LIT O a aa EE EN EN PO ge RER ETES es AD CALE SR 14324220 0 T War UN Lai A hi gt AS Fi aaa 1 k EEEN i i i n SNS UT i os ee ee RE Lee Se a ANNE N CNE BEI MR EAN qe MENT n Ke MDN SLT Fa PA LR NET ni Figure a 7 12 Strat gie d acquisition des donn es d chantillon pour l laboration des relations Ri servant au calcul des surfaces imperm ables l mentaires 1 274 ANNEXES
282. es analyses r f rence spatiale sur les donn es micros afin de construire des informations pour caract riser ces agr gations Ces informations con ues comme des indicateurs sont ensuite associ es directement au ph nom ne tudi pour enrichir son suivi par le biais de la portion de territoire qu il occupe Dans le chapitre B 1 nous avons propos e une d finition large des analyses r f rence spatiale L enjeu de cette d finition se trouve ici dans la capacit produire un grand nombre d indicateurs vari s B 2 5 3 1 Diff rentes caract risations pour l agr gation Nous nous sommes inspir s des statistiques descriptives pour proposer deux premiers types de caract ristiques Les premiers indicateurs que nous consid rons servent r sumer l agr gation et caract riser l l ment moyen de l agr gation Ces indicateurs de tendances regroupent l effectif de l agr gation le min et le max des valeurs quantitatives et les indicateurs dits de tendances centrales la moyenne la m diane le mode 148 Cette caract risation s inscrit pour nous dans la lign e de la quantification de la description des objets de Franc 2001 p 284 elle vient compl ter les attributs sur l objet m so dont pourrait disposer l utilisateur par ailleurs Cette quantification revient associer chague objet tudi une liste de variables qui en simplifie la description sans la d nature
283. es collectivit s territoriales Dossier expert Urbanisme n0283 mars 2005 Feyt 2004 Feyt G Les m tiers du territoire face aux technologies de l information g ographique Babel et esperanto Chapitre 2 in Aspects organisationnels des SIG ss Dir S Roche et C Caron Herm s 2004 298p Frank 1998 Frank A U Different types of time in GIS Chapitre 3 Egenhofer M J et Golledge R G Spatial and temporal reasoning in geographic information systems Oxford 1998 pp 40 62 Fritsch 1997 Fritsch E Repr sentation de la g om trie et des contraintes cartographiques pour la g n ralisation du lin aire routier Th se de doctorat Universit de Marne la Vall e 1997 Georget 2000 Georget E Annuaire 1999 des SIG du METL Exploitation annuelle du fichier de signalement Collection de CERTU Edition publique 2000 245 BIBLIOGRAPHIE Girard 2004 Girard E Usage de la cognition spatiale pour localiser les lieux d activit lors d une enqu te Origine Destination m moire de recherche l universit de Laval sous la direction de M Theriault www these ulaval ca 2004 21867 21867 html page consult e le 20 9 2006 Gleyze 2005 Gleyze J F La vuln rabilit structurelle des r seaux de transport dans un contexte de risque Th se de doctorat en Analyse th orique et pist mologique en g ographie Universit Paris VII 2005 848p Guerin 1968 Guerin J L volution de quelques tissus p
284. es donn es micro agr ger l utilisateur se trouve alors souvent confront des probl mes d incoh rences topologiques Ce fut le cas lorsque pour observer les zones pavillonnaires nous avons agr g le b t de la BD TOPO l aide de parcelles d habitat individuel du MOS Dans un premier temps sans int grer la notion de portion de territoire nous avons choisi de r soudre le probl me en d finissant deux cat gories de caract ristique les caract ristiques sur l agr gation stricte les b timents strictement inclus dans l emprise d agr gation et les caract ristiques sur l agr gation large les b timents inclus ou intersectant l emprise d agr gation Dans un second temps nous avons num ris les lots routiers partir de la BD TOPO pour pouvoir travailler avec des objets m so structurels appartenant au m me syst me de donn es que celui des objets micro b timents agr ger Nous avons alors tabli un certain nombre de caract ristiques basiques nombre de b timents surface moyenne densit par lot etc Puis disposant de deux versions de la BD TOPO nous avons calcul ces caract ristiques pour chaque lot pour les deux versions de la base Nous avons alors constat qu il tait simple d extraire les volutions de ces caract ristiques entre les deux tats Les figures suivantes pr sentent les r sultats pour les caract ristiq
285. es et ses caract ristiques en fonction des outils et mod les qu il veut utiliser Et de fait cette mod lisation peut parfois prendre des formes loign es de celle attendue dans les SIG EXEMPLE 1 L utilisateur peut envisager une mod lisation de la pluie sous forme de gouttes ponctuelles tombant de fa on al atoire sur un territoire Mais les SIG ne pouvant int grer de ponctuels al atoires pour observer la pluie il faut tablir une autre mod lisation et en particulier choisir une autre forme de localisation On peut alors d cider de repr senter la pluie par une estimation du nombre de mm d eau tomb e en moyenne sur un territoire et associer cette valeur sous forme d attribut au polygone qui sert repr senter ce territoire On peut galement vouloir une d finition plus pr cise et plus proche de la m thode de collecte de l information La pluie peut alors tre int gr e sous la forme du nombre de mm d eau effectivement collect par les appareils de mesure d une station m t orologique Elle deviendra alors un attribut du point servant repr senter la station m t orologique Pour calculer la pluie en d autres points on pourra alors utiliser des m thodes de krigeage Notons que dans un cas il faut disposer au pr alable d un objet territoire et dans l autre d un objet station m t o EXEMPLE 2 La mod lisation en trois dimensions est n cessaire pour certains ph nom nes
286. es g ographiques avec un SIG tapes d une observation statique Dans ce qui suit nous avons simplifi les i PE S de 9 notations pour faciliter la compr hension du principe Dans un premier temps Nous r percutons sur les donn es l hypoth se de stabilit de l emprise au sol de l objet g ographique la portion de territoire associ e l objet m so g ographique est ainsi pos e comme constante sur le temps de l observation fig B 3 9 1 Nous introduisons ensuite la base des donn es micro Ayant suppos qu elle exploite un mod le par snapshots nous consid rons les versions vt de cette base aux diff rentes dates t fig B 3 9 n Pour chaque version vt nous d terminons par agr gation l ensemble des objets micro issus de la version vt inclus dans la portion de territoire associ e l objet m so g ographique la date t Nous le noterons o t fig B 3 9 m Enfin nous d finissons parmi les caract ristiques relatives aux ensembles d objets micro celles que nous souhaitons tablir fk ex cardinal de l ensemble surface moyenne des objets etc Ces caract ristiques obtenues par calculs pouvant combiner des fonctions statistiques g om triques topologiques se pr sentent comme des formules math matiques f 0 fonctions des objets micro 0 agr g s Surface des o o 1 d crit l ensemble des b timents inclus dans la portion de territoire
287. es g ographiques avec un SIG 114 B 2 M thode d observation multi niveaux dans un SIG et m thode d agr gation par emprise 115 168 B 2 1 Observation statique de ph nom nes g ographiques dans un SIG 115 B 2 1 1 Observation d objets g ographiques 116 B 2 1 2 D finition de l objet d observation principal et niveau d observation 116 B 2 2 Vers une observation multi niveaux dans un SIG 120 B 2 2 1 La gestion de multiples repr sentations dans les SIG 120 B 2 2 2 Solutions pour g rer des repr sentations multiples 122 B 2 3 Vers une m thode de cr ation d informations multi niveaux pour l observation de ph nom nes 125 B 2 4 M thode d agr gation par emprise dans un SIG 128 B 2 4 1 Les m thodes d agr gation 128 B 2 4 2 Caract risation des m thodes d agr gation d objets l mentaires 129 B 2 4 3 M thode d agr gation par emprise 130 B 2 4 4 La m thode d agr gation par emprise pour une m thode d observation multi niveaux dans les SIG 133 B 2 5 M thode d observation multi niveaux dans un SIG 134 B 2 5 1 Principe de la m thode d observation multi niveaux 134 B 2 5 2 Cas o l emprise d agr gation n est pas donn e 136 B 2 5 3 Caract risation des agr gations d objets micro 148 B 2 6 Extensions de la m thode d observation multi niveaux 155 B 2 6 1 Enrichissement de la composante s mantique des objets utilis s 156 B 2 6 2 Exploitation d analyses morphologiques 158 B 2 6 3 Exp
288. es les donn es A NX Id O 40 e C N es K r A a A N AU OY Y N amp z DL Na NS Y X objet A objet B 0 A se amp Q lt E A ee po EE ES SC VS G 0 79 9 d d d d d Id M L d d Id Chaque tat d objet a sa propre signature Le lien entre les diff rents tats doit tre retrouv par requ te sur l attribut id du successeur Les Id L d d Id nn P i q one A ou attributs dates cr ation suppression permettent de conna tre la p riode de Id EE C d d validit de cet tat Id MI al l 3 OT dd TE re destruction d2 Historique et informations diff rentielles modif g om trique modif s mantique tion A O Id o D J S K i KN A e a a e GU 7 eu lt U QT N objet A objet B O Li CR o o G SOS Len eme neo mere Id M 01 d d Id chet g om d dz d d ds Chaque tat d objet a sa propre signature Le lien entre les diff rents Id E i d d4 Id chst s m tats doit tre retrouv par requ te sur l attribut id du successeur Id B C d d E L attribut type de modification explicite le changement subi par l tat de l l objet Les attributs dates cr ation suppression permettent de conna tre id E dl l cr a la p riode de validit de cet tat 80 PARTIE Observation temporelle dans les SIG
289. es servent aux utilisateurs localiser leurs propres donn es th matiques soit par g ocodage ex g ocodage des entreprises l adresse soit par num risation ex num risation d une nouvelle zone manuellement ou l aide d outils tels que les buffers soit en l int grant une composante s mantique existante comme attribut ex enrichissement des infor mations descriptives sur une commune Aujourd hui les producteurs de donn es support cherchent en premier lieu faciliter la mise jour des donn es des utilisateurs En effet lorsqu un utilisateur utilise les donn es d un producteur pour localiser ses propres donn es au moment des mises jour des donn es support il rencontre souvent des difficult s reporter automatiquement ses donn es dans la nouvelle version de la base Parfois il lui faut m me refaire enti rement le travail d int gration Ce travail tant fastidieux co teux et sans valeur ajout e la demande premi re des utilisateurs portent aujourd hui essentiellement sur la fourni ture de moyens de reports automatiques de leurs donn es Cette demande se formule en particulier par l attente d un identifiant pour enrichir le mod le par snapshots qu ils exploitent couramment Dans les faits pour les utilisateurs il s agit aujourd hui moins de faire du suivi temporel que de pouvoir d j disposer moindre co t d un tat des lieux jour de leurs propres informations PARTIE B
290. esearch greater challenge is to fix neither location nor time to describe the path of a moving object would achieve that goal by fixing attribute i e the object s identity but the true challenge lies in not fixing any of the three components of geographic data Langran 1993 Cette formalisation nous sert r fl chir aux tudes d volutions de ph nom nes g ographiques pour r pondre aux questions telles que En quoi les tudes d volutions sont elles des tudes de ph nom nes spatio temporelles s mantiques particuli res Qu est ce qui sp cifie les tudes d volutions de ph nom nes g ographiques par rapport aux tudes de ph nom nes g ographiques en g n ral etc A 2 2 3 3 Sp cificit s des tudes d volutions de ph nom nes g ographiques Une volution est une s rie de transformations successives Larousse 2001 Le caract re successif implique un ordre avant apr s qui dans le cas des ph nom nes g ographiques se r f re au temps Ainsi l tude des volutions d un ph nom ne g ographique consiste tudier des transformations en fonction du temps Selon la formalisation de Sinton 1978 le temps serait la variable dite contr l e Restent alors d finir les variables fix es et mesur es Or aucune des deux composantes s mantique ou spatiale ne semble pouvoir tre consid r e comme fixe Par exemple un b timent peut se transformer
291. esoins l origine des SIG le SIG au croisement de deux cultures 28 1 2 3 L approche par champ et l approche par objet 28 1 2 4 Les composantes de l information g ographique 29 1 2 5 La mod lisation des informations g ographiques en base de donn es 33 A 1 3 De l analyse dans les SIG aux SIG outils d aide la d cision 35 1 3 1 Les utilisations des SIG 39 1 3 2 Les SIG inventaires observatoires comme pr alable aux analyses dans les SIG 36 1 3 3 Vers un SIG outil d aide la d cision 38 1 4 Int gration de la dimension temporelle dans l observation des informations g ographiques 39 A 2 tudes de ph nom nes g ographiques 2 1 Observation de ph nom nes 41 2 1 1 Ph nom nes l ments de d finition 41 2 1 2 L approche continue l approche discr te 41 2 1 3 Repr sentation discr te du mouvement suivi d volutions l aide de mutations 44 2 1 4 Observation de la dimension spatiale et de la dimension temporelle 47 2 2 Etude de ph nom nes 52 2 2 1 Etudes de la dimension spatiale 52 2 2 2 Etude de la dimension temporelle les ph nom nes volutifs 56 2 2 3 Etudes des volutions 58 2 2 4 Les ph nom nes dits g ographiques 61 2 8 Vers une m thode d observation des ph nom nes g ographiques l aide de SIG 65 A 3 Observation temporelle dans les SIG 3 1 Observations temporelles et SIG 67 8 1 1 Observation de la dimension te
292. et parcelle En revanche ce choix convient moins bien pour suivre les volutions d un type d occupation des sols particulier par exemple les zones industrielles Dans ce cas il est pr f rable de d finir des zones industrielles de fa on ind pendante des parcelles sur lesquelles elles se trouvent Cela permet de disposer d une composante g om trique propre aux zones industrielles et de pouvoir alors leur associer une composante s mantique pour porter les valeurs d attributs sp cifiques chaque zone ex nombre d entreprises types d activit s nombre d emplois La figure B 1 15 illustre ce point avec une autre type d entit s les inscriptions sur un mur Lorsque l inscription sur un mur est consid r e comme un tag vite effac l objet inscription n existera m me pas Dans le cas o elle est un indicateur d incivilit elle peut venir incr menter l attribut nombre de tags annuels associ un tron on de rue ou un b timent pour une localisation pr cise Dans le cas o elle est une op ration politique on peut la localiser sous forme de point pour faciliter le bilan annuel et le recensement des actions d animations men es sur le territoire d une commune avec comme attribut associ par exemple le nombre d articles voquant l v nement Enfin l inscription uvre d art pourra tre d finie sous forme de ponctuel de lin aire o
293. et de les observer comme tels Nous conseillons en effet d introduire un niveau d observation suppl mentaire A ai En r a am 2 2 le niveau 2 venant s ajouter au niveau 1 et un niveau d agr gation H LANO ae e a additionnel le niveau 2 s ajoutent au niveau micro fig B 2 44 et figure a E B 2 46 et d appliquer la m thode g n rale la partition Les objets m so structurels jouent alors individuellement le r le d objet m so cf figure B 2 45 et ligne centrale de la figure B 2 47 FigueB 24 Introduction du niveau m so 2 Formellement l introduction du niveau m so des informations m so stucturelles aboutit trois niveaux d observation diff rents Cependant dans le cas voqu ici le niveau m so 1 n existe pas par hypoth se cas b2 152 PARTIE B l s lection individuelle de la composante g om trique de chaque objet m so structurel 2 utilisation de ces emprises pour agr ger les objets micro 3 caract risation de chacune des agr gations pour enrichir la caract risation des objets m so structurels Application la partition de la m thode g n rale i Done CT HE objets m so Agee CT CI On a identifi On a l emprise au On agr ge les 1m m a n sol de chaque objet objets micro On a enrichit la z m des objets Sa ue m so structurel sur chacune de caract risation des m m
294. ets diff rents ou bien un non objet En revanche nous voulons d gager ici l importance d une r flexion pr alable sur les propri t s essentielles des objets observ s sur la n cessit d identifier le plus pr cis ment possible ce qui les caract rise ainsi que les conditions et limites en dehors desquelles l objet cesse d tre ce qu il est Ainsi relativement au ph nom ne de mitage on pourrait caract riser les parcelles d espace vert sur la base du b ti en distinguant par exemple trois types de parcelles les parcelles vuln rables celles au sein desquelles 1l existe au moins k constructions temporaires ou une construction en dur les parcelles sensibles celles qui accueillent au moins k constructions en dur les parcelles en devenir urbain celles dont la densit de construction est sup rieure 0 02 qui ne sont d j plus vraiment des espaces verts et que l am nageur cherchera organiser au mieux en espaces urbanis s qe aM A Poa ne Je ap M LORS 2 La valeur 0 02 est une valeur que l on peut trouver dans certains PLU www lacub com Quant aux valeurs k et k elles seront d finies par le th maticien en fonction par exemple de la taille de la parcelle Figure B 3 2 Une volution est une suite de transformations graduelles qui peut aboutir une m tamorphose un changement radical tableau de M C
295. ette description permet d identifier rapidement les tron ons qui ont subi plusieurs accidents uala N E n a ee i AUNES D ACCUMULATIONS D ACCIDENTS 19400 19092 ZONES ROUGES ELDZ Sac ape ai tron on dangereux carrefour nombre dangereux accidents 1 Figure B 1 22 Biais d la repr sentation cartographique des accidents sous forme de nombre cumul par tron on 110 PARTIE B Entre donn es et ph nom nes observ Cependant la figure B 1 22 met en vidence certains biais de cette repr sentation bien connus des cartographes Thomas 1996 la mod lisation des accidents sous forme d un nombre d accidents cumul s associ chaque tron on peut engendrer de mauvaises interpr tations lors de l analyse visuelle pour un nombre gal d accidents un tron on de grande longueur para t aussi dangereux qu un tron on court alors qu il pr sente une concentration moins grande d accidents Par ailleurs cette repr sentation o l information accident est localis e sur les tron ons ne permet pas d identifier les carrefours dangereux Pour rem dier au premier biais on peut r aliser un changement de variable et consid rer le nombre d accidents par m tre lin aire Pour rem dier au second la solution consistant introduire les carrefours semble s duisante mais elle n est pas enti rement satisfaisante Tout d abord elle fonctionne mo
296. ette transposition ne peut pas tre un simple transfert de comp tences le niveau d exp rience en SIG et en exploitation des donn es est tr s diff rent entre les deux mondes Par ailleurs la particularit du ph nom ne g ographique observer demande un travail de mod lisation conceptuelle sp cifique l appr hension dans les SIG de l ambiance urbaine globale et intangible telle que les collectivit s aimeraient la saisir repr sente en soi un d fi Il s agit donc de concevoir une m thode qui permette aux utilisateurs d observer le ph nom ne de l ambiance urbaine en leur vitant l tape pr liminaire de sp cification sans leur demander de renoncer observer ce ph nom ne tel qu ils le con oivent au profit de mod les existants Il faut que cette m thode soit peu co teuse en particulier qu elle soit simple exploiter pour que les utilisateurs puissent se l approprier qu elle soit compatible avec les m thodes du g omarketing compl mentaires enfin qu elle soit transportable pour favoriser le partage d exp riences tr s important dans ce type d application strat gique La d marche de gestion de centre ville implique de nombreux acteurs Il importe que tous puissent s investir dans les aspects techniques pour que les outils mobilis s r pondent leurs besoins et deviennent r ellement pour chacun des supports la r flexion Les conditions d un v ritable
297. eubles et quipement de la maison C Guincailenie Livres et presse D Aures produits sp cialis s E Prodes deccasion E F parations tapissier E Rezaron E Ex fd D Tiphanie E Tanat d argent E gence immotib re E Lois et paris Figure a 7 14 Cartes compar es sur les types de commerces pr sents dans chacune des rues tudi es 276 ANNEXES Hh sT 4 a 5 W as ppa ns U 5 y a M 5 a hs a pA s p pa ns G a aM fn q p a a i L 1 BE td d kg Laat gee j Rue Esqmemolse le Midi en semaine E em We O O m N E cuvert Doa ER e D ED pd su ns RO ON ONG RON M tres D ORAN ts Maud K b Via Maddalena le Mardi Midi E Forrre C Ouvert j f 0 25 50 l mi 7 Me tres Figure a 7 15 Cartes compar es sur les horaires d ouverture mardi midi dans les deux rues tudi es 271 ANNEXES ire de fermeture hora di es en Figure a 7 16 Cartes compar es sur la convivialit des deux rues tu 218 Annexe 8 Etapes de mise en uvre d une m thode d observation multi niveaux a 8 1 De la m thode g n rique aux applications Pour aider au suivi de ph nom nes g ographiques nous avons d velopp une m thode pour les observer dans les SIG la m thode d observation multi niveaux Cette m thode propose d effectuer des observations statiques en tablissant un lien entre plusieurs niveaux d observation g ographiques Puis pour une observation cin matique elle
298. eur tour tre observ es et devenir ainsi des indicateurs pour le suivi des volutions ce titre elle constitue pour nous un mode d enrichissement possible de la m thode B 3 2 2 2 Enrichissements des informations temporelles observ es Dans le paragraphe B 2 6 nous pr sentons diff rents moyens d enrichir les informations descriptives pour une observation statique plus d taill e Ces moyens profitent videmment une observation cin matique puisqu ils donnent plus de d tails observer plus de relations potentielles identifier entre ces informations et leurs volutions Il existe par ailleurs trois moyens sp cifiques d enrichir la m thode pour une observation cin matique l int gration d une fonction d interpolation entre deux valeurs calcul es l int gration de donn es suppl mentaires utilisant un support d agr gation diff rent l int gration de moyens informatiques plus sophistiqu s mod les de gestion des mise jour et ou outils de calculs difr rentiels Ces enrichissements seront pr sent s de fa on principalement th orique Les bases de donn es disponibles en effet ont encore peu de recul temporel comme nous le constatons sur les trois cas d applications Le probl me du manque de donn es observer l origine de la m thode d observation multi niveaux devient dans le cadre d une observation cin matique plus pr gnant car il ne s agit plus seul
299. eure la leur les objets supprim s sont ceux pour lesquels il n existe pas d objet ayant la fois le m me identificateur et une date de suppression post rieure la leur Pour un tat d objet fix on acc de directement sa p riode de validit par requ te sur le couple date de cr ation date de suppression 79 PARTIE Observation temporelle dans les SIG Mod les et variations Donn es et tats des donn es c1 Versonnement d objet sans description totale Une seule base avec diff rentes versions d objet m NE l A V1 L objet A objet B d d d d d chaque tat d objet sont associ s l identificateur de l objet repr sent et un num ro de version Pour tablir la suite des tats 1l faut retrouver les versions successives ainsi que la valeur des attributs qui n ont pas t modifi s Les attributs dates cr ation suppression permettent de conna tre la p riode de validit de cet tat m objet A objet B PA ESS d d d d ds chaque tat d objet sont associ s l identificateur de l objet repr sent et un num ro de version Pour tablir la suite des tats 1l faut retrouver les versions successives Les attributs dates cr ation suppression permettent de conna tre la p riode de validit de cet tat d1 Historique Une seule base qui r unit tout
300. eurs fonctionnalit s les logiciels SIG permettent de sp cifier les chelles auxquelles certains groupes d objets seront visibles ou invisibles la visibilit g n ralement appel e affichage est ainsi sp cifi e par couche dans MapInfo fig B 2 5a par type ou sous type dans G oconcept Certains logiciels proposent des options d affichage plus sophistiqu es qui agissent sur les classes d objets et pas seulement sur un groupe plus large propre la mod lisation du logiciel Ils permettent de d finir pour une classe d objet quand les objets sont visibles et avec quelle symbolisation cartographique voir les B timents Quelconque figure B 2 5b La d finition des classes d objets est cependant soumise la mod lisation pr alable dans le logiciel et d pend donc de l tape d impl mentation a Options d Affichage pour BATI_ dre dati ct visibit lt TOUT free 3 A aa sk EE p EFi Harag A B Fduge M Marurent Zoom Mini 10 000 En 4 us i Affichage nr Nes Modifier Style Em Neue ARR Gi mbir Rekyan Cat E a aa i a a e Let E po Ca La La Las Land Let el Le Led Le Possibilit de choisir pr re er rs Le cs l La Lt Lau Lau 221 Le Les Le Les r des chelles r r r EEEE sog Le Le Le Le a e e Le Le Deuil de Zoom d affichage e IEE d dli i iff 4 Le Led Le A Le L M Afficher le Seuil de Zoom diff rentes selon les F K a
301. f rentes Elles privil gient galement certaines m thodes et outils d analyses spatiales par exemple les outils de g ostatistiques qui permettent d interpoler pour le mod le par champ les m thodes d analyse topologique ou d analyse morphologique pour le mod le objet Cependant elles restent tr s compl mentaires Couclelis 1992 Engenhofer et Herring 1991 Cela explique les travaux visant d velopper un mod le int gr dans les SIG que Cova et al 200 propose d appeler Object field ou O field Li et al 1999 1 2 4 Les composantes de l information g ographique Con ue autour de trois aspects l information g ographique sur un objet g ographique se d compose g n ralement dans les SIG selon trois composantes g om trique s mantique et topologique 9 analyses spatiales tant pris ici dans le sens de la g omatique d analyses math matiques et ou informatique comprenant un aspect spatial analyses morphologique topologique ou statistique Dans le chapitre B 1 nous reviendrons sur ce terme et ferons le lien avec le terme d analyse spatial en g ographie 29 PARTIE Les SIG des outils d di s Aux informations g ographiques A 1 2 4 1 La composante g om trique La composante g om trique correspond la repr sentation de l emprise au sol de l information g ographique Elle d crit la localisation de l information sous forme de coordonn e
302. ficatif est introduit au plus t t Parall lement certains v nements ont une dur e de cr ation ne pas confondre la dur e de vie sup rieure au temps de mise jour Ils peuvent d buter avant la mise jour et ne pas avoir abouti sa fin C est le cas par exemple avec la cr ation d une autoroute qui s tale sur plusieurs ann es Le probl me qui se pose alors est de savoir quand introduire l information dans la base de donn e ex au moment de l avant projet quand est connu le fuseau d implantation lors de son ouverture au public sachant qu au temps de collecte des informations doit s ajouter un temps d int gration qui diff re d autant la mise disposition de cette information souvent capitale Une autre granularit temporelle peut alors tre ici envisag e celle correspondant la dur e de mutation qui conduit souvent d composer un v nement en sous v nements tapes dont la dur e est plus coh rente avec le processus de mise jour Ces r flexions illustrent le travail technique de mod lisation sous jacent toute observation de ph nom nes g ographi ques dans un SIG Elles donnent des exemples des probl mes sur lesquels il s agit de statuer pour produire des donn es tudier PARTIE Etudes de ph nom nes g ographiques temporel d apparition dans la base ou sur le terrain Ainsi la repr sentation peut correspondre un tat au d but de l ann e
303. fin l annexe 8 propose une m thodologie pour mettre en uvre les diff rentes tapes participant au d veloppement d une application de type suivi de ph nom ne l aide d un SIG PARTIE C Cas de mise en uvre et d application 23 Stage de master 2 en Sciences de l Information G ographique Universit de Marne la Vall e du 1 3 2005 au 1 9 2005 233 CONCLUSION ET PERSPECTIVES AAA AA M U LA Le VA Ce fore est Vreument importante al nous faut a Pr Pouvez vous construire As suis pos la Rurveiller s Buelques temps plus tard v AAE AAA MAA i Alors vajez vius des chan ds z e lt gt ATH ZZTTTILLLNNANAN JTTILLILILIANN A ARE LE EE Nen tut va bien sl ve Se passe Ben Dessin J F Gleyze Sc nario P Bordin 2006 230 251 Conclusion Le suivi de ph nom nes dans un SIG Le suivi de ph nom nes g ographiques avec un SIG soul ve le probl me de la gestion du temps dans ces outils En effet dans beaucoup de SIG le temps n est con u que comme un jalon pour identifier les diff rentes versions des bases de donn es Il est alors difficile de faire un suivi du territoire autre que visuel et comparatif automatiser l observation des liens temporels entre les diff rents tats d une entit n cessite d j souvent d introduire des m thodes et des outils sp cifiques Tout comme 1l est complexe de travailler en 3D partir
304. fois de pouvoir trouver des objets m so plus fins pour d crire ces parties sp cifiques et de d finir une strat gie d tude pour comparer les deux tats par exemple est ce que l on compare l objet global et on regarde ses variations dues aux parties sp cifiques ou bien consid re t on la partie commune et on tudie les volutions des extensions de fa on particuli re Concernant les autres cas de modification d emprise nous n avons pas de pistes s rieuses m me si il nous para t int ressant de noter que dans le cas des d placements la forme de l emprise est exactement la m me seule la localisation change Th oriquement on peut envisager d effectuer la m me agr gation sur le m me type d objets micro en revanche les objets micros agr g s ne seront pas les m mes On pourra alors choisir de comparer les indicateurs sur la base de l emprise commune et non pas sur la base de la portion de territoire commune ex on pourra comparer le nombre d objets micro contenus En revanche il sera difficile de d terminer dans les volutions la part li e au temps et celle li e au sp cificit s g ographiques locales ANNEXES 6 Deux semblent pertinentes elles privil gient chacune l un des deux aspects de la composante g om trique la forme ou la localisation Celle qui privil gie la forme distingue les transformations o la forme reste identique Il s agit soit de l
305. gine pour mieux int grer les pr jrequis de chacun Nous esp rons ainsi am liorer le cheminement conduisant des donn es au suivi de ph nom nes g ographiques C est sans doute aussi l entre deux que se trouve l origine de la g omatique ANNEXES 2 L Europe m diane est un intitul de plus en plus utilis pour nommer un espace qui n est plus l Europe de l Est et qui ne serait pas l Europe centrale Rey 1998 3 G omatique Discipline ayant pour objet la gestion des objets r f rence spatiale et qui fait appel aux sciences et aux technologies reli es leur acquisition leur stockage leur traitement et leur diffusion Minist re des ressources naturelles et de la faune Qu bec www mrn gouv qc ca ou encore l ensemble des techniques de traitement informatique des donn es g ographiques journal officiel du 14 f vrier 1994 257 ANNEXES Annexe 4 Une repr sentation des objets sous forme d information par nature pour une observation simplifi e dans les SIG L origine des logiciels SIG la fois comme outils de repr sentation cartographique repr sentation minemment statique et comme outils de gestion de donn es les a dot s en standard de fonctionnalit s de consultation adapt es aux observations statiques En effet en tant que SGBD syst me de gestion de base de donn es spatialis es les SIG sont capables de restituer les donn es qui leur so
306. gr gation des b timents sur la base des parcelles ou bien des lots qui la constituent fig B 2 32 Quand il n existe pas de repr sentation de l objet observ sous forme d information g ographique par nature Ex si l information g ographique zone pavillonnaire n existe pas amp compatibilit Les informations Information des emprises groer Pardus m so structurelle pour la ilots zone pavillonnaire On peut parfois trouver des partitions compatibles avec l emprise du ph nom ne On peut alors utiliser leur union comme information m so structurelle T Informations micro Es oO D_ g 2 gm E g A E O o oA constitution de E L l information m so structurelle Int gration objets micro s lection d une extraction de la utilisation de information Fr n composante l information a ET constitution de compatibl LE D g om trique m so structurelle he l agr gation pen A7 UE E EL La r union des informations Information Telle un emporte pi ce Agr gation d l ments m so structurelles est m so structurelle l information m so structurelle participant l observation utilis e pour construire est utilis e pour multi niveaux l emprise du ph nom ne agr ger les objets micro Figure B 2 32 M thode d observation quand il n existe pas d information m so structurelle couvrant la totalit d
307. graphiques Les producteurs de bases de donn es semblent concevoir la s lection des informations par grand fh me g n rique donnant voir des aspects compl mentaires du territoire La BD TOPO de l IGN par exemple propose diff rents th mes d informations cf figure a 2 1 et figure a 2 2 Limites Voies de administratives communication V g tation Figure a 2 1 rappel de la figure B 1 4 Les grands th mes de la BDTopo til ET BEOMELrIQUEME Aer Ie JE Une base de donn es L La composante topographique 30 du vectorielles au service des veu En Lei gestionnaires du territoire gr ce la richesse de ses th mes fn voles de communication quipements publics voies ferr es limites administratives transport d nergie toponymie hydrographie v g tation b timents mod le num rique de terrain Figure a 2 2 Les grands th mes de la BDTopo Cette fa on de concevoir l tape de s lection est diff rente de celles des utilisateurs th maticiens La conception des th mes et cette approche de la s lection r sultent notre avis la fois de raisons historiques techniques et pratiques se renfor ant les unes les autres De leurs origines les SIG ont h rit une certaine conception li e aux outils de DAO CAO dessin conception assist s par ordinateur Les th mes pourraient ainsi tre la cons quence des calques qui existent encore dans
308. h matique pr alable l application de nos recherches qui est importante En effet elle sp cifie les entit s g ographiques analyser et pose ainsi des contraintes sur les donn es qu il faut poss der pour r aliser l observation 49 PARTIE Etudes de ph nom nes g ographiques Le th me de la granularit au del des d calages temporels voqu s dans le 7 La granularit th matique devient paragraphe sur la granularit temporelle est symptomatique d un d calage technique lobjet entit devient lus important entre enfit s et donn es Dans ce gap le vocabulaire De ne ka P PO 7 oh 8 P M action la repr sentation du ph nom ne change de signification Les probl matiques elles m me voluent nous le devient la repr sentation comme r sultat montrerons propos de la probl matique du temps dans les SIG chapitre les donn es comme repr sentation etc A 3 faisant appara tre deux p les dans l observation un p le th matique o l observation porte sur des entit s pour tudier un ph nom ne un p le technique o l observation porte sur des donn es et tente d en extraire des informations utiles l tude du ph nom ne Echelles spatiales Global 40000 km Variations du niveau moyen Oscillations des oc ans EI Nino oscillation d cennale du syst me oc an atmosph re Crands courants Gulf Stre arg Tourbilons mat es Vague
309. h nom nes am liorant leur observation d un point de vue statique et un suivi automatique dans le temps permettant l observation d volutions d taill es de ces ph nom nes Ce dernier chapitre montre galement la compl mentarit entre l approche m thodologique que nous avons adopt e et l approche technique Il explique en effet comment am liorer encore les observations en associant les deux comment int grer les outils de gestion d informations temporelles sophistiqu s pour saisir des volutions d taill es avec la m thode La derni re partie de la th se pr sente la mise en uvre de la m thode g n rique propos e sur trois cas particuliers 88 A 3 3 3 Trois contextes applicatifs diff rents pour tester la m thode propos e L urbanisation pavillonnaire Constatant l int r t suscit par les zones d habitat individuel aupr s de th maticiens issus de domaines vari s constatant galement qu il n existe pas beaucoup de donn es pour d crire ces objets nous avons souhait mettre en place une m thode d observation sp cifique pour permettre de les suivre Leur observation partir de photographies a riennes mettant en vidence leur texture typique petits b timents r partis de fa on assez homog ne parfois de fa on tr s r guli re autour d un r seau routier souvent structur nous avons alors pens pouvoir qualifier les zones pavillon
310. he ont montr la capacit des analyses morphologiques et topologiques construire des indicateurs utiles la caract risation des informations g ographiques Duch ne 2003 Gleyze 2005 Claramunt 2005 fig B 1 11 Ces indicateurs peuvent aider caract riser les objets g ographiques comme le parcellaire le b ti l emprise d une ville ou d une agglom ration les r seaux etc Gleyze 2005 situe d ailleurs explicitement les indicateurs math matiques qu il labore pour d crire des graphes des r seaux dans la perspective d analyses Ca Pr Fa Figure B 1 11 La morphologie etla topologie pour caract riser les objets g ographiques Photographies de A Bertrand www yannarthusbertrand com 6 Depuis l origine les SIG sont les outils qui g rent et tudient conjointement les trois composantes de l information g o graphique Par rapport la cartographie num rique ils exploitent la compo sante g om trique comme une repr sen tation de l emprise des objets et pas seulement comme un support de variables graphiques ex couleur taille forme Ainsi mesurer la superficie du polygone repr sentant une cole a un sens g ogra phique c est l emprise au sol du b timent tandis que mesurer la taille du symbole E n en a pas L tude de la composante g om trique apporte des l ments de connaissance sur l objet g ographique compl mentaires cel
311. hoto interpr tation suivie du d calquage des surfaces imperm abilis es est d ailleurs la d marche traditionnelle pour calculer et mettre jour la valeur des surfaces imperm abilis es dans les tudes hydrologiques Deutsch 1989 Toutefois si cette application ne pose pas de difficult th orique sa mise en uvre pratique reste laborieuse m me lorsque le d calquage papier est remplac par la digitalisation num rique Ainsi m me si la forme num rique permet dans un SIG de calculer imm diatement la superficie de la surface imperm abilis e le travail pr alable de num risation de chaque zone demeure un travail fastidieux qu il faut reproduire chaque mise jour Par ailleurs on note ici que relativement la gestion des syst mes de drainage ce qui int resse les hydrologues ce n est pas tant la zone imperm abilis e elle m me mais sa superficie car travers elle les am nageurs voient le moyen d obtenir facilement le coefficient d imperm abilisation par simple division par la superficie totale Ainsi une m thode de suivi de l imperm abilisation des sols partir d une d termination directe et automatique du coefficient d imperm abilisation pourrait ici leur convenir aussi bien PARTIE C Cas de mise en uvre et d application 12 Coefficient de ruissellement Pa CS b Ph est la quantit de pluie nette c est dire la quantit d eau de pluie tomb e qui partic
312. i e avec l autre Il n y a pas de no man s land entre les deux il n y a pas un seul bord qui d partage il y a deux bords mais qui se touchent ou qui sont tels que des flux circulent entre eux La diff rence appara t comme un entre deux trop mince elle coupe l o c est la coupure m me qui ouvre l espace d un nouveau lien elle fixe d un trait l cart l o le vif de l exp rience a lieu au c ur de cet cart qu elle bouleverse Dans le cadre de la g ographie Rey 1996 Rey 1998 conceptualise galement le terme d entre deux Elle l utiise pour d crire le territoire de l Europe m diane gt Cette conceptualisation lui sert sortir l analyse des notions de situations interm diaires d espace de transition voire de p riph rie Pour Rey 1996 l entre deux donne la primaut l entre milieu particulier qui incorpore de fa on sp cifique les propri t s des corps lointains mis en contact Si nous avons choisi l entre deux comme positionnement c est en partie parce que l entre deux concerne l articulation l autre Mais surtout parce qu au del des recollements que l entre deux actualise l o il prend sa force c est lorsque dans son immense foisonnement il appara t comme une figure de l origine Sibony 1991 c est dire pour nous un lieu o l existant peut tre repens d une fa on neuve d centr en sa nouvelle ori
313. i t d informations g ographiques 85 des informations g r es dans les divers syst mes d informations sont potentiellement g ographiques Didier 1992 Mais elles n ont pas toute le m me r le n1 la m me fonction pour d crire un territoire Certaines sont principalement morphologiques elles structurent l espace g ographique en r seaux ex r seau routier r seau d assainissement de t l communication ou en partitions ex occupation des sols parcellaire unit s administratives Dans un SIG elles poss dent g n ralement une composante g om trique sous forme de polyligne ou de polygone et sont souvent tudi es pour leurs relations topologiques avec les autres objets D autres informations plus s mantiques renseignent essentiellement sur des caract ristiques d objets g ographiques comme les informations sur une entreprise ex chiffre d affaire nombre d employ s secteur d activit ou celles sur la population issues du recensement ex 104 8 par exemple une route d crite par le trac de son axe et ou par des caract ristiques sur le trafic une tendue d eau une limite administrative un point g od sique une inondation un plus court chemin entre un domicile et un travail un client caract ris par son adresse et par des attributs socio d mographiques un bien immobilier un crime une pid mie un ticket de caisse une tombe dans un cimeti re ou encore une ambiance urba
314. i sert d finir l emporte pi ce objet m so ou autre information m so structurelle Cette op ration vient alors compl ter directement la caract risation de l emprise du ph nom ne cf figure B 2 51 aux objets micro Cette op ration permet d enrichir la liste des indicateurs produits pour caract riser l agr gation et donc indirectement le ph nom ne tudi cf figure B 2 52 Par exemple pour tudier le d veloppement d une zone industrielle partir de la BD TOPO on peut ajouter l enceinte industrielle telle qu elle est d crite dans la base une date de cr ation un statut juridique des contraintes d urbanisme Et parall lement on peut introduire des informations sur l activit de chacune des entreprises situ es dans cette zone ex chiffre d affaire nombre d employ s secteur d activit Cet enrichissement s effectue sous la forme d une jonction de fichier Paide d un identifiant ou cl primaire ou index et plus g n ralement par g ocodage Cette op ration ne pose pas de grandes difficult s techniques Son co t principal r side dans l acquisition de donn es suppl mentaires 156 Int gration de donn es s mantiques suppl mentaires sur l emprise du ph nom ne Information m so structurelle composante Objets micros s mantique enrichie extraire construire
315. iale Dir L Sanders Herm s Lavoisier 2001 330p Mangin 2006 Mangin L L avenir dans le dos in Pour laScience n 347 septembre 2006 19p Mayeux 2004 Mayeux M Suivi du coefficient d imperm abilisation l aide d un SIG Stage scientifique de premi re ann e ENPC Laboratoire COGIT 2004 Millot 2003 Millot M D veloppement urbain et ins curit routi re l influence complexe des formes urbaines Th se de doctorat Ecole Nationale des Ponts et Chauss es 2003 Moeckel et al 2002 Moeckel R Sch rmann C Wegener M Microsimulation of urban land use Proceedings of the 42 Congress of the European Regional Science Association ERSA Dortmund 2002 Musti re 2001 Musti re S Apprentissage supervis pour la g n ralisation cartographique Th se de doctorat en infromatique de l Universit de Paris 6 soutenue le 8 6 2001 Nicolescu 1996 Nicolescu B La transdisciplinarit Manifeste Editions du rocher col transdisciplinarit Monaco 1996 Nyerges et al 1995 Nyergues T L Mark D M Laurini R Egenhofer M J Cognitive Aspects of Human Computer Interaction for Geographic Information Systems Eds NATO ASI Series 1995 435p Nyman 1998 Nyman L W What Is GIS Anyway GISWorld vol 11 n 2 P 78 Janvier 1998 246 BIBLIOGRAPHIE Ott et Swiaczny 2001 Ott T Swiaczny F Time integrative geographic information systems management and analysis of s
316. iation qui produit les donn es le codage transforme les donn es entr es dans le logiciel en bits g rables par la machine Cette tape revient l ordinateur Cette proposition de d composition du processus int gre deux conceptions diff rentes celle du producteur de donn es qui distingue et nomme la mod lisation conceptuelle l tape qui conduit de la r alit aux objets informatiques la mod lisation logique l tape d impl mentation en donn es dans un logiciel particulier la mod lisation physique l tape qui transforme les donn es en bits g rables par l ordinateur 24 5 La G omatique est le nom donn au domaine regroupant les sciences et techniques op rant sur les informations g ographiques i e les m thodes et techniques de l informatique appliqu es aux moyens d acquisition de traitement de repr sentation et d archivage des donn es localis es PARTIE Les SIG des outils d di s Aux informations g ographiques celle du th maticien qui diff rencie la mod lisation conceptuelle l tape qui s lectionne identifie formalise et caract rise des objets g ographiques partir des entit s de la mod lisation technique l tape qui formalise ces objets g ographiques pour aboutir la cr ation des donn es utiles aux traitements La figure A 1 5 qui rapproche ces deux points de vue met en vidence une zone floue qui semble n tre du res
317. ibles dans les SIG chapitre A 3 Ces tudes pr alables ont ensuite permis de sp cifier l apport de la m thode d observation propos e 40 Etudes de ph nom nes g ographiques A 2 1 Observation de ph nom nes A 2 1 1 Ph nom nes l ments de d finition Pour observer un ph nom ne on s int resse souvent ses effets On tente de comprendre le ou les processus sous jacents en tudiant le mouvement et les volutions des objets sur lesquels il op re Mouvement volution processus attestent d une relation des ph nom nes la fois au temps et l espace Toutefois cette relation peut tre envisag e de fa on minimale o le temps et l espace n interviennent que pour situer le ph nom ne comme un fait plus ou moins statique Brunet et al 19921 comme ce qui se manifeste la conscience par l interm diaire des sens Petit Robert 2001 et dans un sens plus g n ral comme faits constat s qui constituent la mati re de la science Lalande 1997 Cependant Durand Dast s 2005 rel ve qu il existe une autre conception qui consid re le ph nom ne comme dot de dynamisme o temps et espace proc dent du ph nom ne lui m me things occur and exist in relation to space and time Peuquet 2002 p 11 Il se d finit alors comme un objet d exp rience possible qui appara t dans l espace et dans le temps Petit Robert 2001 En posant l observation de ph n
318. icateurs peuvent tre calcul s directement partir d informations s mantiques comme la densit en effet la surface tant un attribut des objets g ographiques la densit peut tre obtenue par simple ratio nous envisageons ici surtout des analyses partir de la composante g om trique comme par exemple l analyse des espaces vides ou autres tudes sur la r partition des objets dans l emprise position homog n it r gularit etc Ces indicateurs d insertion territoriale viennent ainsi s ajouter aux autres indicateurs pour permettre de distinguer encore plus de situations La figure B 2 41 reprend l exemple de la figure B 2 40 et montre comment les trois types d indicateurs se compl tent pour am liorer l observation en proposant une discrimination plus fine des cas 150 Variance sur surface b tie 20770 Surface moyenne du b ti 100 Surface moyenne du b ti 132 25 Variance sur surface b tie O Surface moyenne du b ti 100 Surface moyenne du b ti 100 Surface moyenne du b ti 100 Variance sur surface b tie 5625 PARTIE B M thode d observation multi niveaux Nb d espaces vides 8 Surface du plus grand espace vide 500 m2 Variance 5625 Surface moyenne du b ti 100 Nb d espaces vides 1 Surface du plus grand espace vide 2500 m2 Variance 5625 Surface moyenne du b ti 100 Figure B 2 41 Mise en uvre d indicateurs vari
319. ications privil gient l un des aspects temporel ou spatial au d triment de l autre Plusieurs raisons peuvent expliquer cela les notions de temps et d espace ont longtemps t consid r es ind pendamment Aujourd hui on a pris conscience de l intrication des deux dimensions Cependant notre structure mentale elle m me effectuerait des traitements diff renci s pour effectuer les analyses l utilisateur est tributaire des outils m thodes et ou mod les qu il emploie G n ralement il y est difficile de repr senter simultan ment le temps ef l espace Les outils mod les ou m thodes utilis s imposent d ailleurs souvent des contraintes en fonction de leurs in capacit s consid rer conjointement les deux composantes C est en particulier le cas des SIG les ph nom nes sont souvent des objets complexes Les d composer en l ments plus simples est une d marche scientifique classique dite r ductionniste qui vise r duire cette complexit Ainsi r guli rement on tend n gliger l une des deux dimensions pour tudier l autre Soit on fixe la dimension temporelle pour mettre l accent sur la dimension spatiale ex localisation des espaces agricoles les plus sensibles la p riurbanisation soit on fige la dimension spatiale et l on observe la dimension temporelle ex vitesse d extension de la zone p riurbaine Dans certains cas la question m me que
320. identifier automatiquement un objet dans la base de donn es Il faut le rep rer et le suivre visuellement a2 Snapshot avec attribution de la date d estampillage g n rale aux donn es Us US es es ee BLA LTD LE LTD Le Bf ime oran onen oren nb aF oesie ee ee aee Ee eo e d d d d d5 La date globale de la version est affect e chacune des donn es Rien ne permet d identifier automatiquement un objet dans la base de donn es Il faut le rep rer et le suivre visuellement oji es es ee ee JES 5gs BE Rire BLA Lm JO cel li aE En E Do Ocal a en E M Ne PUR l d d d La signature permet de distinguer un tat particulier et donc d identifier ceux qui sont identiques d une version l autre b1 Time stamp Tes Une seule base qui r unit toutes les donn es DES mig 0 mes RE J NE e aoa E ER RER d d d d d 5 Les donn es font partie de la m me base Les attributs dates cr ation suppression permettent de conna tre la p riode de validit d un tat d objet E Cox ER AT J UE _ y objet A objet B E ES RS d d d d d5 gt L identificateur permet d identifier automatiquement les diff rents tats d un m me objet dans le temps Les attributs dates de cr ation suppression permettent de conna tre leur p riode de validit Et de reconstituer la suite des tats T8 changement g om trique
321. identit soit des d placements au sens math matique de composition de rotations translations Les transformations o la forme change Elles incluent les transformations r guli res telles que les homoth ties donnant lieu aux r tractions extensions Celle qui privil gie la localisation distingue les transformations qui ne modifient pas la localisation II s agit soit de l identit soit des d formations regroupant les transformations pr c dentes c est dire les modifications de formes m me r guli res comme les homoth ties la condition qu elles ne modifient pas le centre de gravit de la forme Les d placements dans un sens plus large que le sens math matique o la localisation est modifi e On envisagera ici tous les changements modifiant le centre de gravit qu ils conservent ou pas la forme 261 ANNEXES Annexe 6 Formulation math matique des indicateurs produits avec la m thode d observation multi niveaux a 6 1 Principes g n raux de la m thode formulation d une observation multi niveaux statique sur un unique objet Soit O l objet m so g ographique observ et E son emprise Soit 0 les objets micro contenus dans la base des donn es micro utilis es pour effectuer l observation multi niveaux On d termine alors l agr gation des objets micro caract risant O en utilisant E et la m thode d agr gation par emprise A 0 0 E Pour caract
322. ider obtenir des couples d tats successifs de caract ristiques pour une observation cin matique plus d taill e ex l identification uniquement d un changement de type modification s mantique assure l utilisateur qu il y eu maintien de la composante g om trique fig B 3 18d Jusqu pr sent nous nous sommes appuy s sur le mod le par snapshots pour reproduire dans le temps des observations statiques et effectuer une observation cin matique par tat Dans ce paragraphe nous allons tudier l apport de mod les et d outils plus sophistiqu s en distinguant deux cas Les moyens concernant des donn es m so Les moyens concernant des donn es micro Auparavant le choix d une typologie des changements l mentaires doit tre pos Il explicite en effet les informations de changement auxquelles on acc de directement gr ce ces moyens suppl mentaires Choix d une typologie des changements op r s sur les informations Plusieurs typologies des changements peuvent tre envisag es Nous avons montr le risque avec une typologie tr s d taill e d une interpr tation erron e et le peu d informations temporelles fournies par une typologie bas e uniquement sur les donn es cf p 170 Dans ce qui suit nous avons fait le choix de travailler avec une typologie des changements restreinte Nous partons des composantes g om trique et s mantique d une information g ographique cf
323. ien entre eux permettant de les ordonner en une suite temporelle fig B 3 7a Pour observer cin matiquement un objet dans un SIG il faut avoir des repr sentations d tats diff rents sur cet objet et poss der les moyens d tablir une relation temporelle entre ces tats fg B 3 7b Pour observer des volutions d taill es de l objet m so g ographique il faut disposer de descriptions d tats d taill es et de moyens pour tablir un lien entre les valeurs des caract ristiques utilis es pour d crire ces tats fig B 3 7c Autrement dit pour chaque caract ristique il doit exister un lien entre les diff rents tats de cette caract ristique pour permettre un suivi d taill automatique d un tat l autre tat tat tat d objet g ographique d objet g ographique d objet g ographique composante s mantique valeur attribut 1 valeur attribut 2 composante s mantique valeur attribut 1 valeur attribut 2 valeur attribut 3 etc composante g om trique ex identifiant n version Id successeur composante s mantique valeur attribut 1 valeur attribut 2 valeur attribut 3 etc composante g om trique ex identifiant n version Id successeur valeur attribut 3 etc composante g om trique ex identifiant n version Id successeur lien temporel lien temporel tat tat tat d objet g ographique d objet g ographique
324. ient d imperm abilisation l Annexe 7 pr sente un des 232 22 Stage scientifique de premi re ann e de lEcole Nationale des Ponts et Chauss es 1 7 2004 ENPC du 1 4 2004 au aspects non voqu s dans cette partie Le rapport se conclue par A l issue du stage nous pouvons affirmer que la m thode de calcul est prometteuse Si les mod les doivent tre am lior s et tendus l ensemble des l ments topographiques le travail effectu montre n anmoins qu un nouveau calcul plus automatique du coefficient d imperm abilisation est possible Le rapport de Raimond 2005 sur l identification des zones d habitat individuel l aide de donn es topographiques pr sente d autres r sultats d application de la m thode d observation g n rique L objectif du stage tait d automatiser l identification des zones d habitat individuel pour offrir aux utilisateurs un objet m so g ographique support pour suivre les ph nom nes urbains qui s y r f rent L application d velopp e sur une zone test de la BD TOPO ont permis de saisir 4 types architecturaux classiques de zones d habitat individuel et de comparer deux m thodes pour les obtenir voir en Annexe 7 deux extraits de cartes illustrant ces r sultats En annexe 7 nous pr sentons galement d autres l ments d application au suivi des zones pavillonnaires qui nous ont servi tester la m thode En
325. ilis e sur la surface totale Ainsi pour r pondre au besoin des th maticiens de pouvoir disposer de la valeur de ce ratio pour toutes les zones susceptibles d tre ou de devenir une zone d tudes d am nagements hydrauliques nous avons envisag la possibilit de d duire la superficie de la zone imperm abilis e partir d une estimation de la surface imperm abilis e g n r e par chaque objet topographique l mentaire situ dans la zone d tude Pour tester le principe de cette m thode d valuation du coefficient d imperm abilisation nous avons travaill en particulier sur l imperm abilisation des zones industrielles L ambiance urbaine L observation de l ambiance urbaine telle qu attendue dans le contexte th matique dans lequel nous nous sommes situ s la gestion de centre ville comportait des dimensions difficiles int grer a priori dans un SIG comme l esth tique la convivialit Cette observation a ainsi demand un travail de formalisation technique important pour d finir des l ments de caract risation qui puisse tre int gr s au SIG sous forme de donn es g ographiques mais d j avant cela pour d finir partir de quel objet g ographique nous allions suivre ce ph nom ne Ces cas sont pr sent s dans la partie C et des l ments d application sont propos s en Annexe 7 PARTIE Observation temporelle dans les SIG 89 Entre donn es et ph nomene ob
326. imperm abilisation des sols 1l est plus difficile de d signer un objet g ographique qui puisse tre consid r comme le produit du ph nom ne d ambiance urbaine et dont le suivi puisse servir au suivi du ph nom ne lui m me les effets du ph nom ne de l ambiance urbaine ne produisent pas d objets g ographiques physiques Ses effets sont essentiellement intangibles Or pour suivre l ambiance urbaine dans un SIG il est indispensable d avoir identifi un objet g ographique dont l observation permette de tirer des l ments pour la d crire Cette application met en lumi re le travail pr alable toute utilisation des outils SIG qui consiste d terminer des l ments caract ristiques observer les sp cifier et les formaliser en informations g ographiques ou en indicateurs puis en donn es g ographiques et attributs Cette tape pr liminaire de mod lisation et de sp cification n est pas particuli re la m thode d observation que nous proposons Cependant elle y joue un r le fondamental et central pour sp cifier l objet principal d observation servant au suivi du ph nom ne tudi en particulier lorsqu aucun objet ne s impose naturellement pour trouver des l ments caract ristiques partir desquels construire des indicateurs de suivi Pour s assurer que les donn es informatiques produites conviennent l tude du ph nom ne consid r il importe que c
327. imple appr hender car proche du mod le des ditions des cartes papier et simple techniquement mettre en uvre dans un SIG Nous avons alors vis l laboration d une solution m thodologique et conceptuelle qui exploite le potentiel des SIG tant en mod lisation des informations g ographiques chapitre A 1 qu en analyse r f rence spatiale et qui s appuie principalement sur des fonctionnalit s standards des SIG La m thode d observation propos e dans son application l mentaire ne n cessite de mettre en uvre qu une requ te basique de type est inclus dans En effet cette m thode d observation g n ralise la pratique traditionnelle en cartographie th matique et les habitudes prises avec le suivi de ph nom nes d mographiques o l utilisateur utilise des entit s g ographiques stables dans le temps pour supporter des informations descriptives diverses et volutives Il en est ainsi du traitement classique des donn es de recensements les unit s souvent administratives ex communes d partements r gions ou les lots etc servent de support aux donn es sur la population sur les entreprises sur le logement l ducation etc Le fait d utiliser toujours les m mes unit s de r f rences permet de consid rer les informations collect es comme des caract ristiques de ces unit s et par comparaison des valeurs cons cutives d un m me attribut de pouvoir en observer les v
328. in cf figure B 3 5 Etats sur 25 ans d un m me ph nom ne CLLLLLL LIN ISIS SINIRISISISINL 0 Etats observ s sur 25 ans avec un pas d observation variable en tentant de suivre au mieux le rythme des changements observ s sur le terrain CLLLLLLLLLISSIRISIRISININIS III IR ISIN IS _ _ _ _ _ _ _ Ml 5 tous les 5 ans tous les 3 ans tous les ans tous les 3 ans Figure B 3 5 De la difficult d adapter en temps r el le pas d observation aux volutions d un ph nom ne 172 PARTIE B Suivi de ph nom nes g ographiques avec un SIG Le choix du pas d observation d pend galement du caract re fini du ph nom ne de la dur e totale de l observation envisag e De fait il finit souvent par tre un compromis entre des arguments th matiques en faveur d un pas fin pour ne rien rater et des arguments techniques et conomiques relatifs au temps irr ductible n cessaire la collecte et aux traitements des informations et aux co ts de ceux ci qui poussent choisir des intervalles de temps plus pais Une autre caract ristique temporelle de l observation doit galement tre prise en compte la date l origine de l observation c est dire la date laquelle d bute le suivi cf figure B 3 4 b3 Pour observer un ph nom ne ou ses effets par exemple pour observer la mise en place d une nouvelle urbanisation ou ses effets ou encore les effets d une nouvel
329. ine Il ne manque qu un raton laveur et pourquoi pas Les baleines sont bien information g ographique lorsqu on suit leurs d placements dans un SIG apr s leur avoir implant un metteur GPS 9 s mantique tant entendre au sens g omatique de qui porte sur des traits caract ristiques sur des attributs sur des descriptions non g om triques PARTIE B Entre donn es et ph nom nes observ nombre d habitants de femmes hommes d enfants de retrait s Ces informations sont localis es simplement sous la forme d un attribut d une autre information ex les informations sur la population d une commune sont attach es l information g ographique commune les r sultats d analyses bact riologiques participent la composante s mantique de l information g ographique tron on hydrographique ou bien sous la forme d un point gr ce un r f rent g ographique de type code postal ou Insee et une op ration de g ocodage comme dans le cas de l entreprise g ocod e la ville d un chent g ocod son adresse Par ailleurs une m me entit g ographique peut tre observ e et tudi e de fa ons tr s diff rentes La formalisation dans le SIG doit restituer l objet g ographique de fa on adapt e son observation Par exemple pour suivre les volutions de nature d une parcelle on peut d finir un attribut type d occupation des sols pour un obj
330. ins bien que celle sur les tron ons En effet pour prendre les carrefours comme information support il faut que ceux ci poss dent une composante g om trique Or l information carrefour n existe pas toujours sous forme d information par nature de type polygone pour permettre d agr ger les accidents Il s agit donc au pr alable de construire ces informations Toutefois les limites des carrefours sont plus floues que celles d un tron on de route I peut en r sulter des d finitions de carrefours variables suivant les utilisateurs fig B 1 23 Par ailleurs les d fauts d une mod lisation des accidents sous forme d information localis e aux carrefours et ou aux tron ons ne se limitent pas aux biais cartographiques pr sent s Plus fondamentalement cette mod lisation restreint les analyses r f rence spatiale que l on peut mener L observation des zones dangereuses ne se limite pas leur recensement et leur localisation il s agit aussi de rechercher leurs causes pour essayer d intervenir Dans la pratique le fichier CONCERTO qui comporte les donn es sur les accidents normalis es l chelle europ enne propose pr s de 300 valeurs d attributs r parties en plusieurs cat gories ex conducteur age sexe taux d alcool mie v hicule type de v hicule ann e de construction immatriculation circonstances temps heure jour etc Cependan
331. int gration dans une m me observation d informations d origines vari es Elle peut galement permettre une plus grande souplesse d observation la condition de consid rer la fonction identit comme une fonction d interpolation valide ou de disposer d autres fonctions d estimations plus pertinentes Exploitation pour des observations r trospectives La m thode d observation permet galement d envisager des observations r trospectives la condition que l emprise de l objet observ reste constante Pour cela on pourra ou bien exploiter des donn es micro d crivant des poques ant rieures la date d origine des observations et calculer des valeurs vraies d indicateurs par application de la m thode multi niveaux sur ces donn es suppl mentaires ou bien calculer des estimations des caract ristiques observ es par extrapolation des valeurs d j fournies par la m thode Ce prolongement de la m thode d observation pour une observation r trospective des volutions peut int resser les utilisateurs en particulier pour tester des mod les d volutions B 3 2 2 Am lioration de la m thode d observation multi niveaux cin matique B 3 2 2 1 Analyses statistiques des indicateurs Partant du besoin d informations pour observer un ph nom ne nous avons labor une m thode g n rique pour en produire L observation avec un SIG d un ph nom ne g ographique particulier impliqu
332. int de vue s mantique et m thodologique entre des niveaux diff rents Ainsi la premi re tape de nombreux travaux de recherches consiste s interroger sur le meilleur niveau d observation adopter relativement l objectif de l tude entreprise 116 Sanders 2001 p 26 fig B 2 1 Par ailleurs nous notons que les g ographes envisagent galement la possibilit de passages entre des niveaux diff rents Dans un certain nombre de cas il ne s agit pas d op rer un choix mais au contraire d utiliser simultan ment plusieurs niveaux dans une perspective heuristique Sanders 2001 p 27 Les techniciens quant eux sont plus r ticents envisager cette hypoth se l id e voquant le spectre de la gestion de repr sentations multiples Travailler dans un SIG simultan ment avec des repr sentations diff rentes est en effet techniquement complexe et ce quelque soit la diff rence qu il S AgISSE d une diff rence de niveaux d observation d une diff rence de points de vue th matique ou m me d une simple diff rence de producteur des donn es g ographiques les points de vue et les niveaux d observation tant gaux par ailleurs cf figure B 2 2 Pour pouvoir observer un ph nom ne g ographique dans un SIG il ne suffit pas de formaliser l objet principal d observation sous forme d information g ographique par nature il faut galeme
333. ion Or l poque de construction participe galement en tant que param tre la probabilit de mutation d un pavillon Les am nageurs devront donc identifier parmi les indicateurs morphologiques ceux qui sont des param tres directement explicatifs de l volution et ceux qui n interviennent que comme r f rent une poque de construction l poque de construction poss dant elle m me des caract ristiques pouvant influer sur les changements C 2 2 Mise en uvre de la m thode pour l observation des zones pavillonnaires Dans cette application nous avons d clin la m thode g n rique d velopp e dans cette th se pour laborer une m thode d observation 208 6 Cette contribution est galement indirecte la date de construction tant r v latrice d autres param tres plus directement influents Par exemple l age de l acc dant la propri t et la dur e de la propri t ou encore les conditions conomiques l poque de la construction comme un prix du foncier bas En effet dans ces exemples la date de construction symptomatise alors un b ti ancien qu il s agit de r nover une tape significative dans la vie du propri taire d part du foyer des enfants ou entr e dans le grand age des parents expliquant le turn over l attractivit d un march foncier permettant une importante plus value justifiant la cession d une partie de terrain 7 Par exemple dans la note 4 nous
334. ion pavillonnaire certaines collectivit s ont investi dans l am nagement de nouvelles structures Ces structures n taient pas encore amorties qu elles ne correspondaient d j plus aux besoins qui portaient alors sur d autres structures coll ges lyc es destin es elles aussi subir le m me sort Morand 2003 Cela explique peut tre en partie la mixit de certains projets d am nagement r cents comprenant de l habitat individuel et du collectif et permettant d accueillir une population plus h t rog ne 5 Les gated communities d signent des quartiers dont l acc s est contr l interdit au non r sidents et dans lesquels l espace public rue trottoirs parc est privatis Figure C 8 Deux exemples de zones pavillonnaires aux morphologies tr s marqu es Photo de Y Artus Bertrand Caract risation morphologique La caract risation morphologique des zones pavillonnaires pourrait contribuer des tudes th matiques Elle pourrait galement apporter des l ments utiles pour l observation du ph nom ne d urbanisation pavillonnaire lui m me elle servirait construire des indicateurs sp cifiques suppl mentaires pour une observation plus discriminante Ces indicateurs seraient d autant plus pertinents que comme l illustre la figure C 8 la structure morphologique est un l ment de diff renciation 207 PARTIE C Cas de mise en uvre et d application forte entre les zones Cepend
335. ion d un tat dans un base de donn e n est pas exactement un instantan En raison de d lais de production et d int gration des donn es entre autre Ainsi l utilisateur tend utiliser l repr sentation d un tat sur une certaine dur e fonction g n ralement de la mise jour suivante On pourrait l image de la persistance r tinienne qui intervient dans le principe du film parler ici de persistance op rationnelle Dans le chapitre B 3 nous utiliserons cette remarque pour am liorer les observations temporelles 16 Il est int ressant de remarquer ici que la dynamique prend parfois en g ographie et en sociologie une signification qui diff re un peu de celle donn e en sciences physiques elle d signe le domaine tudiant sp cifiquement les faits en volution Les tudes dynamiques s iden tfient alors aux tudes de ph nom nes volutifs sans pr ciser si l on s int resse au mouvement ou ses causes Nous avons choisi de ne pas adopter cette d finition pour conserver dans toute la suite le sens attribu au terme d tude dynamique propos ici II importe en effet pour nous de pouvoir faire une distinction entre les trois types d analyse de ph nom nes volutifs PARTIE Etudes de ph nom nes g ographiques essentielle Ces tudes reposent sur une bonne connaissance des ph nom nes portant la fois sur leur forme connaissance r sultant d analyses cin matiques et su
336. ion du ph nom ne par exemple pour les zones pavillonnaires les th mes peuvent tre le b ti la population les accidents etc Recensement des bases de donn es Le recensement des bases de donn es sert identifier les bases pouvant servir au suivi Il pr pare la s lection des donn es Il importe ici de r unir des informations aussi bien sur leurs contenus sp cifications que sur leur qualit leur accessibilit ou leur mod le de gestion Ces informations aideront par la suite estimer le travail faire sur les donn es En particulier les l ments collect s serviront pour sp cifier les syst mes de donn es et exploiter les mod les de gestion temporelle Etude des donn es Le recueil d informations sur les donn es disponibles permet de sp cifier l emprise d agr gation et d finir l objet m so structurel utilis identifier les donn es exploit es au niveau micro Cette tape n cessite la fois des comp tences th matiques et des comp tences en donn es g ographiques Elle r alise des allers retours entre les deux pour configurer les donn es en fonction de l application th matique Ceci est particuli rement vrai lorsque les donn es n offrent pas d objets m so structurels naturels voir l application l ambiance urbaine mais reste valable de fa on g n rale pour s lectionner les donn es micro par exemple quelles donn es int grer pour exprimer la c
337. ion pavillonnaire l imperm abilisation des sols le ph nom ne d ambiance urbaine Ces cas d tudes retenus pour la diversit des situations qu ils offrent sujet donn es disponibles probl matique sous jacente probl mes de mod lisation induits et difficult s techniques r soudre profil des utilisateurs finaux etc ont largement contribu l laboration de ces recherches Dans cette partie ils nous servent mettre en avant des points particuliers de la m thode de suivi et illustrer la diversit des ph nom nes qu elle permet d observer Ils attestent galement de l int r t g n ral de la m thode au travers de l int r t montr par les th maticiens pour les mises en uvre sp cifiques d di es au suivi de chacun de ces ph nom nes La conclusion propose une synth se des l ments pos s dans cette th se et pr sente certaines des perspectives qu ouvrent ces recherches 20 Les SIG des outils d di s aux informations g ographiques 1 1 D finitions pr alables Les projets de SIG ou syst mes d information g ographique impliquent l interaction de comp tences vari es techniques en mod lisation informatique en programmation en conception de r seaux en administration de donn es en intelligence artificielle etc et th matiques en urbanisme en transport en sociologie en hydrologie etc Cette pluridisciplinarit fait leur richesse mais aussi leur comple
338. ion standard de la m thode Pour observer l volution d un objet g ographique 1l importe de disposer d informations d taill es et de pouvoir les suivre Dans le chapitre B 2 nous avons vu que l utihsateur de SIG est souvent confront au manque de donn es et donc au manque d informations sur l objet qu il souhaite tudier Nous avons expliqu comment en produire avec la m thode d observation multi niveaux par emprise Dans ce qui suit nous allons montrer que les informations ainsi produites peuvent tre suivies facilement et ce m me si le mod le temporel et les moyens d analyses utilis s sont sommaires donnant ainsi au th maticien la possibilit de suivre simplement des volutions sur les objets qui l int ressent En standard nous nous pla ons dans le cas de mod les par snapshots avec estampillage 176 6 Le mod le retenu par snapshots correspond un cas simple d un point de vue technique et assez courant dans la pratique Par ailleurs l option avec estampillage qui consiste affecter la date de la version de la base aux donn es qu elle contient est une op ration technique l mentaire qui apporte un vrai enrichissement pour un moindre co t cf A 3 2 3 PARTIE B Suivi de ph nom nes g ographiques avec un SIG des donn es sans outils d appariement Nous verrons alors que m me dans ces conditions la m thode permet de disposer de donn es caract ristiques adapt es
339. ions assez caract ristiques de par l homog n it de leur b ti et la r gularit de leur structure morphologique souvent plusieurs niveaux cf figures C 4 et C 5 L exemple des zones pavillonnaires nous aide ainsi pr senter le travail analytique effectu dans la premi re partie de la m thode qui vise caract riser les objets principaux d observation pour construire ensuite des indicateurs utiles au suivi Il permet galement de montrer comment sophistiquer la m thode d observation en int grant des analyses plus labor es pour enrichir l tape de caract risation Dans cette application nous proposons en effet d introduire des analyses de la composante g om trique pour mieux exploiter les diff rences morphologiques observ es sur les images Par ailleurs l importance et la richesse de la dimension temporelle des zones pavillonnaires nous permettent d illustrer le mise en uvre de la seconde partie de la m thode d di e l observation temporelle En effet bien qu tant un ph nom ne r cent l urbanisation pavillonnaire poss de d j une histoire qui s inscrit d ailleurs fr quemment dans la structure morphologique de ses zones Cette histoire peut tre consid r e plusieurs chelles temporelles et spatiales par exemple l volution de l urbanisation pavillonnaire peut s envisager comme un mouvement g n ral l chelle de plusieurs d cennies ou au travers de changeme
340. ions des sp cifications de saisie Ces mises jour n am liorent en g n ral pas la qualit des donn es En effet dans certains cas ambigus li s par exemple l usage de termes comme objet remarquable centre d int r t important etc ou du fait d un d faut d interpr tation l op rateur de saisie des donn es peut d cider d introduire des corrections Pensant introduire une vraie mise jour ou une correction d erreurs 1l introduit alors un changement d une autre nature Par exemple nous avons cru d celer un ph nom ne d urbanisation sp cifiquement centr e autour des garages en zone pavillonnaire alors qu il ne s agissait que d une diff rence d interpr tation des sp cifications la figure A 3 5 montre comment nous est apparu le ph nom ne de mises jour en introduisant des modifications dans la structure des donn es en plus de celles sur les donn es elles m mes Ces mises jour sont g n ralement plus faciles rep rer la disparition d un attribut l apparition d un nouvel objet ou d une nouvelle couverture de zone se voient clairement Ces mises Jour regroupent les changements de sp cifications La d cision du producteur des donn es de modifier les sp cifications de la base de donn es implique des changements dans la base de donn es pour la mettre niveau c est dire pour la rendre conforme aux nouvelle
341. ipe du ruissellement sur un site A fix Ps est la quantit totale d eau tomb e sur la surface de A 13 Coefficient d imperm abilisation imp C Stotale Simp est la surface imperm abilis e sur un site A donn Stotae est la surface totale du site A 14 En effet si on assimile Cr C on a alors l galit Pi Sinig P Siotale En introduisant h la hauteur d eau moyenne tomb e sur la zone tudi e alors par d finition on a l galit P h totale entre le produit de h par la surface totale et la quantit d eau totale tomb e sur la zone D o par identit l approximation de Pn us P h S Ce qui revient dire que la quantit d eau qui ruisselle correspond la totalit h d eau tomb e en n gligeant les pertes uniquement sur les zones imperm abilis es x gt P h Sn totale Figure C 12 A partir d une photographie a rienne a on peut num riser des donn es pour repr senter les zones imperm abilis es b 215 PARTIE C Cas de mise en uvre et d application Figure A 13 Observation visuelle des changements en rouge et du maintien en jaune des zones imperm abilis es C 3 2 Vers un suivi du coefficient d imperm abilisation Dans cette application en collaboration avec Jean Claude Deutsch du laboratoire CEREVE et avec l apport de Marie Mayeux et d Olivier Bonin nous proposons de mettre au point et de tester les principes d une m thode altern
342. ique plus g n ral mais aussi moins pr cis Nos travaux exploitent peu ce niveau Il sert essentiellement de cadre l analyse pour saisir le contexte du ph nom ne tudi Il d signe suivant les cas soit une information g ographique de granularit th matique plus large ex la ville l agglom ration urbaine la r gion qui correspond une approche th matique sp cialis e soit un territoire g ographique regroupant l ensembles des informations g ographiques disponibles sur la zone tudi e appr hend au travers de la zone technique d tude autrement dit la zone couverte par les jeux de donn es utilis es Cette d finition plus g n rale permet de ne pas restreindre les champs th matiques de l observation Pour d finir la m thode de cr ation d informations multi niveaux 1l nous faut tablir un lien entre la repr sentation comme information par nature de l objet m so et les repr sentations comme agr gation de cet objet qui soit simple exploiter dans les SIG Nous proposons de d velopper pour cela une m thode d agr gation sp cifique la m thode d agr gation par emprise B 2 4 M thode d agr gation par emprise dans un SIG B 2 4 1 Les m thodes d agr gation En nous appuyant sur l exp rience des g ographes nous avons montr dans le paragraphe pr c dent l int r t d envisager une observation plusieurs niveaux pour
343. ique son succ s Conceptuellement 1l correspond au mod le classique d observation discr te statique que nous exp rimentons r guli rement ne serait ce qu en regardant un film Pour les utilisateurs habitu s aux cartes papiers 1l transpose le mode traditionnel de mise jour en cartographie Enfin pour les utilisateurs de SIG il adapte pour la dimension temporelle une structuration proche de celle d j adopt e par certains logiciels de SIG pour g rer la dimension spatiale ex les couches de Mapinfo les th mes d ArcGis les calques d Autocad cf Annexe 2 Pratiquement 1l est simple impl menter puisque la gestion des volutions se limite leur collecte et leur int gration sous forme d interventions pour modifier les donn es il n y a pas de gestion des donn es d volutions c a d on ne traite pas de questions telles que Quelles sont les donn es qui ont chang En quoi ont elles chang Pourquoi ont elles chang gt Le mod le par snapshots n impli que pas d tudier pr alablement comment mod liser collecter exploiter analyser la dimension temporelle Il est le plus simple livrer et le plus simple recevoir En revanche sa simplicit limite ses performances pour le suivi de ph nom nes dans un SIG Il ne comporte en effet aucune donn e d volution c est dire aucune information sur les modifications effectu es sur les donn es qui pourraient servir de trace
344. iques pour caract riser les objets m so et ou micro et les agr gations 161 PARTIE B M thode d observation multi niveaux B 2 6 4 Exploitation d analyses statistiques La composante s mantique peut galement donner lieux des tudes sophistiqu es gr ce la mise en uvre d analyses statistiques labor es L utilisateur peut ainsi mettre profit conjointement la m thode et une expertise en statistiques pour enrichir la description du ph nom ne tudi fig B 2 62 En particulier l introduction de m thodes de classification pourra servir identifier au sein de l agr gation des classes ou groupes d objets homog nes Au sein des agr gations m me on peut chercher regrouper en classes des objets identifi s comme proches pour mieux observer leur r partition dans l espace et surtout par la suite pour tenter de saisir des volutions diff renci es D termination de l information Objets micros m so structurelle construire extraire Caract risation de Emprise au sol effectuer des analyses objet meso du ph nom ne r f rences spatiales g ographique construire Agr gation ee d objets micros HS be statistiques effectuer des analyses r f rences spatiales d finir Portion de territoire Caract risation associ e au de l agr gation ph nom ne int grer portion de territoi
345. ir de la BD TOPO En effet la num risation des lots s appuyant sur les donn es du r seau routier de la BD TOPO nous tions assur s de leur coh rence g om trique avec les autres objets de la BD TOPO tron ons de routes b timents Nous avions par exemple la garantie d chapper au cas o un b timent est cheval sur deux zones pavillonnaires Ces donn es lots routiers permettent aux utilisateurs de disposer d une solution alternative lorsqu il n existe pas d autres donn es support Pour enrichir la m thode nous avons profit de recherches men es au laboratoire COGIT C cile Duch ne a calcul pour nous la valeur de certaines caract ristiques g om triques convexit du b ti indicateurs sur la rectilignit des tron ons de route et sur le fait qu ils soient des impasses gr ce aux outils d analyses g om triques qu elle a d velopp s pour la g n ralisation Arnaud Braun nous a fourni les donn es du diff rentiel entre les deux versions de la BD TOPO utilis es en reprenant des travaux initi s par T Badard Pour cette partie nous avons restreint la zone d tude une portion de territoire de la commune de Roissy en Brie regroupant une grande vari t de zones pavillonnaires cf figure C 4 10 La compatibilit g om trique des informations g ographiques est le probl me classique en g omatique pr sent dans le chapitre B 2 lorsqu
346. ire celles des objets les uns par rapport aux autres sont prises en compte L espace des ph nom nes g ographiques ne se r duit pas un espace g om trique euclidien orthonorm En effet si Bantels 1962 cit par Peuquet 2002 d signe la g ographie comme the science of distance and space exprimant de cette fa on l importance de l espace comme l ment fondamental de la g ographie Pour Langran 1993 p 10 citant Parkes et Thrift 1980 geography differs from geometry because in geography space is indivisibly coupled with time Ainsi l espace g ographique est volutif ce qui introduit des l ments de complexit dans l observation des ph nom nes g ographiques cf A 2 2 2 The nature of both space and time remains an open issue as the topic of many articles and books in variety of fields comme le rappelle Peuquet 2002 p 11 l espace g ographique est galement rarement isotrope En effet toutes les directions ne sont pas quivalentes ex les jours de vacances le trafic autoroutier n est pas le m me dans le sens Paris Province et Province Paris les r gions de l espace au sens math matique ne sont pas quivalentes ex toutes les destinations ne se valent pas pour passer des vacances au soleil en hiver certains ph nom nes prennent des formes distinctes et se propagent diff remment suivant le lieu o ils se produisent ex le d vel
347. irecte de type polygone ou polylhigne Le chapitre B1 qui pr sente ces points affirme les enjeux d une collaboration entre th maticien et technicien dans la mise en place d une solution SIG nous souhaitions faciliter l int gration dans le processus d acquisition de connaissances et pour cela fournir des informations participant de cette acquisition Constatant dans le chapitre B 2 que les donn es disponibles dans la pratique sont souvent insuffisantes pour permettre un suivi d taill des ph nom nes tudi s que les donn es sur les volutions sont souvent pr interpr t es par les m thodes de suivi temporel dans les SIG avant m me de parvenir aux th maticiens nous avons d velopp une m thode pour produire des informations vari es simples suivre dans le temps pour permettre l utiisateur de saisir des volutions plus nombreuses et plus subtiles chapitre B 3 Le choix de nous inspirer des m thodes d observation multi niveaux en g ographie en reprenant l id e de cr er des informations utiles partir d une observation un niveau plus fin nous a contraint r soudre auparavant un autre probl me technique classique des SIG la gestion des repr sentations multiples L introduction d une m thode d agr gation originale adapt e ces outils utilisant une emprise comme un emporte pi ce nous a permis de d passer cette difficult pour proposer une m thode d observation multi niveaux dan
348. irectrice de th se qui a toute mon estime et ma reconnaissance Elle ma accompagn e dans mes recherches et m a aid e aller plus loin Ses relectures pr cises et attentives ses critiques toujours enrichissantes ont permis une formalisation plus rigoureuse Je remercie Jean Claude Deutsch qui le premier a vu l int r t d une recherche l entre deux et m a donn la chance de tester et de valider mes travaux Je le remercie pour son amiti et pour le temps pass changer autour de la th se ces moments m ont aid e tout au long de mon cheminement Je remercie mes deux rapporteurs Christine Voiron qui m a propos de faire des liens avec les outils d analyses morphologiques J aimerais le faire avec elle comme suite la discussion entam e lors de la soutenance Je remercie Th r se Saint Julien son rapport est pour moi une grande source d encouragements Le profond respect que je lui porte rend ce soutien plus pr cieux encore Je remercie les autres membres de mon jury Fran ois Salg de me conforter dans mes convictions son parcours professionnel entre IGN et utilisateurs donne sa parole sur cette th se une importance particuli re Herv Lemen d avoir t aux origines de cette th se et d avoir accept de participer sa pr sentation finale Il m importait d avoir son regard sur ces travaux Je remercie Olivier Bonin pour son aide pour pr parer l oral et chaque fois que j ai fait appel
349. ironnement transport hauts de seine net Ressources pdf impermeabilisation_17986 pdf consult le 18 10 2006 Entretiens voqu s AUE 2006 Etudiants du corps des Architectes et Urbanistes de l Etat Interventions lors du cours de SIG Ecole Nationale des Ponts et Chauss es Marne la Vall e 2005 2006 Bonin 2006 Responsable de l action de recherche risques et informations g ographiques au Cogit IGN discussion IGN Saint Mand 2006 Ducuing 2006 Responsable l IGN du partenariat avec les SDIS Services D partemental d Incendie et de Secours Entretien t l phonique IGN 27 6 2006 Durand Dast s 2006 Professeur m rite Universit Paris 7 Entretiens au laboratoire G ographie Cit Paris 2006 249 BIBLIOGRAPHIE Esposito 2006 Doctorante Pr sentation de son sujet de recherche Comit scientifique pour les demandes d allocation de bourse de th se Ecole Nationale des Ponts et Chauss e Marne la Vall e juin 2006 MacMaster 2006 Professor and Chair Department Geography University Minnesota Pr sentation orale au Laboratoire Cogit IGN Saint Mand Juin 2006 Musti re 2006 Responsable de l action de recherche int gration de bases de donn es g ographiques au Cogit IGN Interview IGN Saint Mand 2006 Boldo 2005 Chef du Laboratoire Matis IGN Interview IGN Saint Mand 2005 Garcez 2005 Chef du bureau Strat gies Nationales la DGUHC Minist
350. is concerne le technicien dans la phase d laboration des donn es 12 Mod le conceptuel M thode de repr sentation graphique ex Merise UML HBDS proposant des r gles et des contraintes de repr sentation Il se distingue du sch ma conceptuel qui est la d clinaison de ces r gles g n rales un cadre applicatif particulier a Mod lisation HBDS d une information g ographique b Mod lisation UML d une information g ographique lt lt Jattributs composante s mantique composante g om trique composante s mantique composante g om trique PARTIE B Entre donn es et ph nom nes observ Exemple a Mod lisation HBDS d un b timent date construction fonction superficie etc Co est associ polygone b Mod lisation UML d un b timent date construction fonction superficie etc polygone FigureB 1 16 Deux mod les conceptuels diff rents pour repr senter les informations g ographiques HBDS a et UML b typologie mod lisation UML conceptuelle HBDS information localisable caract ristiques propres dont une r f rence une information par nature mais pas de coordonn es information localisable caract ristiques dont une r f rence une information par nature caract ristiques dont une r f rence une information par nature informati formation S gt e n est pas associ
351. isageons une caract risation des zones pavillonnaires partir des b timents mais aussi des tron ons de route des parcelles des m nages des individus etc Il importe en effet pour nous de d velopper une m thode ayant la capacit de construire de nombreuses informations observer Nous esp rons ainsi donner les moyens d une observation plus fine d un suivi plus d taill avec en perspective l id e de saisir des nuances utiles l identification de ph nom nes mergents et ou de bifurcations Or le choix de la m thode d agr gation influe sur le fait que les agr gations puissent servir 126 8 L Analyse r f rence spatiale a t d finie dans ce sens il s agit de pouvoir mobiliser l ensemble des moyens outils et m thodes disponibles capables de cr er des informations partir de donn es g ographiques caract riser la m me observation par exemple l utilisation de buffers pour agr ger les objets l mentaires conduit g n ralement des repr sentations diff rentes de l objet d observation principal sous forme d agr gation cf figure B 2 9 On se trouve alors nouveau confront au probl me des repr sentations multiples Souhaitant mettre en commun les caract ristiques calcul es partir d agr gations diff rentes la construction des agr gations doit donc conduire une m me repr sentation de
352. isent portent sur des objets informatiques dont on a vu dans le chapitre B 1 qu ils ne se confondent pas avec les objets g ographiques tudi s par le th maticien Les informations d volutions fournies aux utilisateurs sont de fait des informations pr interpr t es ex un b timent peut tre d clar d truit alors que l objet g ographique b timent correspondant n a subi que des modifications architecturales r am nagement sans aucun changement de fonction de propri taire d activit etc Par ailleurs ces solutions requi rent une codification dans la sp cification des mod les temporels ou dans la d finition des informations extraire ce qui a pour effet de rigidifier encore le cadre d interpr tation des volutions pour le th maticien Dans ce chapitre nous montrons que les informations labor es avec la m thode propos e ne n cessitent pas de solution technique complexe pour saisir leurs volutions l extraction automatique des mutations et leur interpr tation peuvent tre effectu es simplement par le th maticien au niveau des objets g ographiques L utilisateur peut ainsi d terminer lui m me si les objets changent se transforment et ou disparaissent Il pourra l tablir avec d autant plus de pr cision que la m thode mettra sa disposition une caract risation plus riche PARTIE B Suivi de ph nom nes g ographiques avec un SIG B 3 1 1 Evolution et changem
353. ision et la r solution pour caract riser la base de donn es soit l objet g ographique en tant qu entit repr sent La caract risation sert alors pr ciser quelles sont les entit s l mentaires observ es granularit th matique ex les individus les m nages les flots par exemple la CNIL restreint de fait la granularit th matique La granularit th matique en relation avec le niveau d observation ou l chelle d observation sp cifie le plus petit l ment g ographique participant l observation du ph nom ne tudi c est dire les objets qui peuvent tre consid r s comme des atomes relativement au ph nom ne tudi qui sont conceptuellement indivisibles Hypergeo free fr Dans un m me champ th matique suivant la question un m me ph nom ne peut en effet tre consid r des chelles ou niveaux diff rents Ainsi dans un questionnement relatif la r gularit de la distribution des tailles des villes d un pays Batty 2001 d une part et Allen et Sanglier 1979 Bura et al 1996 d autre part adoptent deux positions diff rents dans le premier cas le niveau l mentaire est celui de l individu dans le second c est celui des villes et des villages La figure A 2 14 est une autre illustration de la vari t d chelles d observation la fois spatiales et temporelles La d termination du niveau d observation est une tape t
354. istance minimale entre deux points d une ligne ou d un polygone en mode vecteur cf figure a 1 2 Elle qualifie en terme technique la repr sentation comme action Elle concerne la production et la num risation des donn es g ographiques Par exemple la r solution de la BD TOPO est de 10 cm car le logiciel de production utilisant un codage sur des entiers applique syst matiquement un arrondi sur les coordonn es x y pris gal 10 centim tres La r solution est fix e 1c1 par le logiciel SIG trois repr sentations du m me objet des r solutions d croissantes _ n La r solution l cart minimal entre deux point du trac Figure a 1 2 La r solution 252 ANNEXES la pr cision g om trique qualifie l cart entre la position r elle et la position repr sent e Elle renseigne sur la qualit du positionnement des objets g ographiques traduits en donn es La pr cision g om trique peut tre appr hend e de fa ons diff rentes cf figure a 1 3 mais elle concerne toujours les donn es en tant que produit Elle qualifie la qualit de la repr sentation comme r sultat Par exemple la pr cision absolue le meilleur cart que l on puisse garantir entre un point de la base et la position r elle de la BD TOPO est de 1 m La pr cision d pend du mat riel de saisie Il existe plusieurs fa ons de mesurer cet cart par exemple on peut consid rer l cart maxim
355. istiques issues de sources diff rentes Rappel Application g n rale de la m thode partir de l emprise au sol Objets micro pertinents pour le ph nom ne construire Emprise au sol du ph nom ne construire Agr gation d objets micro effectuer des analyses r f rence spatiale Caract risation de l agr gation Portion de territoire associ e au ph nom ne La m me portion de territoire d crite par des caract ristiques issues de sources diff rentes 147 PARTIE B M thode d observation multi niveaux B 2 5 3 Caract risation des agr gations d objets micro Apr s avoir montr comment construire des agr gations d objets micro nous allons maintenant nous int resser l autre tape principale de la m thode d observation multi niveaux la caract risation des agr gations Les sch mas des figures B 2 37 et B 2 38 montrent deux approches compl mentaires de cette tape l une est globale et m thodologique Elle d crit le processus de mise en uvre de la m thode d observation multi niveaux et situe la caract risation dans ce processus fig B 2 37 l autre est technique et s int resse sp cifiquement la caract risation dont elle d crit le principe en tant qu op rations sur des donn es fig B 2 38 D termination de l information m so structurelle Objets micro
356. it re ces observations dans le temps en exploitant le lien chronologique entre les tats Elle s appuie pour cela sur la m thode d agr gation par emprise qui utilise un objet m so structurel pour jouer le r le d emporte pi ce m thode sp cifique m thode mettre g n rique en oeuvre instanciation mise en uvre mettre application en oeuvre mettre en oeuvre r alisation ANNEXES Figure a 8 1 Mise en uvre de la m thode g n rique d observation multi niveaux pour l observation d un ph nom ne sp cifique sur une zone particuli re La m thode fonctionne selon le sch ma de la figure 8 1 avec trois stades de mise en uvre de la m thode g n rique jusqu l obtention des valeurs observ es avant leur interpr tation en passant par la m thode sp cifique Le passage des uns aux autres s effectue par mise en uvre successive que nous diff rentions par des appellations distinctes l instanciation Ja mise en uvre a r alisation Enfin chaque mise en uvre se d cline en diff rentes tapes a 8 2 Les tapes de mise en uvre a 8 2 1 L instanciation L instanciation configure la m thode g n rique pour un ph nom ne particulier Elle int gre le point de vue du th maticien sur le niveau et l objet ad quats pour observer ce ph nom ne Elle identifie parmi les donn es accessibles les informatio
357. it pour valeur de champ date de cr ation la date laquelle l objet g ographique consid r a volu cf figure A 3 9d Dans ce mod le l identifiant du successeur tablit un lien direct entre les diff rents tats d un objet g ographique O Il facilite la reconstitution automatique de la suite volutive de ces tats successifs Pour cela 1l suffit d extraire l identifiant du successeur O 1 de O de le s lectionner par requ te gr ce son identifiant on obtient alors l tat de O apr s sa premi re volution puis de reproduire cette op ration autant de fois que O volue c est dire tant que la valeur de la date de suppression reste un champ vide On notera ici que la valeur de l attribut date de modification permet d associer simplement et directement une date chaque volution Ce mod le qui simplifie le suivi d volutions reste techniquement lourd g rer Par ailleurs 1l est d licat mettre en uvre par des producteurs de donn es qui ne sont pas les utilisateurs finaux de ces donn es En effet l interpr tation des volutions d un objet g ographique est souvent th matique Suivant le contexte les volutions seront per ues diff remment Ainsi pour un architecte un b timent de bureaux transform en habitations a volu en subissant des modifications tandis que pour le service qui recense les entreprises 1l a disparu Parfois m me d
358. ite Les donn es micro donnent elles un acc s direct aux informations n cessaires dans le SIG Faut il adapter leur mod lisation Manque til des informations O les trouver Faut il les produire Quelle est la liste des indicateurs Les fonctionnalit s n cessaires leur calcul sont elles disponibles Si non o les trouver Doit on les d velopper Figure a 8 7 seconde parte Les questions trait es lors de la mise en uvre r alisation Adaptation des donn es Constitution des objets m so structurels Agr gations des donn es micro Calcul des indicateurs lt ration pour les diff rentes dates et suivi Figure a 8 9 Les tapes de la r alisation Constitution des objets m so structurels Dans cette tape l utilisateur constitue les emprises d agr gation Les op rations r aliser d pendent de la strat gie d agr gation et surtout de la disponibilit de donn es pour repr senter l objet m so structurel cf B 2 5 Agr gation des objets micro par emprise Dans cette tape l utiisateur applique la m thode d agr gation par emprise en s appuyant sur le SIG Il exploite les outils de s lection g om trique fonctionnalit standard des SIG pour construire partir des objets m so structurels les agr gations de donn es micro Calcul des indicateurs Les m thodes et outils de calculs des indicateurs ayant t mis au point a
359. ituer une suite d fafs un tat correspondant la configuration moment donn de l ensemble des caract ristique d crivant l objet Couclelis 1999 Langran 1993 Pour beaucoup d utilisateurs ce mod le poss de une qualit en dehors de sa simplicit 1l tend aux bases de donn es le mod le op rationnel traditionnellement utilis en cartographie classique et permet ainsi des analogies les versions des bases correspondent aux ditions des cartes En contrepartie cette simplification conceptuelle tend prolonger la perception originelle des SIG comme outils de cartographie num rique Or cette perception a pour effet de cantonner les SIG tre plus des cartoth ques un peu sophistiqu es que de v ritables outils d analyse The limitation of current data models in GIS are due in a large part to the continuing use of the traditional cartographic modeling MacMaster 2006 Pour int grer le temps dans un SIG il faut passer par une mod lisation qui simplifie alors le probl me des relations spatio temporelles pour les rendre accessibles aux requ tes spatiales l analyse et la visualisation Ott et 70 1 CoMoGIS2006 International Workshop on Conceptual Modeling for Geographic Information Systems 6 9 11 2006 Arizona SeBGIS 06 International Workshop on Semantic based Geographical Information Systems 29 10 3 11 2006 F rance DMGIS 05 Workshop on Dynamic and Multi dimensional GIS
360. ivre ces zones dans le temps cf p 108 Ces donn es int gr es dans un SIG renseignent facilement sur la surface totale occup e par le pavillonnaire sur le nombre de parcelles pavillonnaires sur leur superficie moyenne et sur leur localisation dans le territoire Dans une perspective temporelle cette base de donn es permet de retrouver les dates de changements d occupations des sols ainsi que le type d occupation avant et apr s chaque changement Outre ces l ments d observations statiques et cin matiques le MOS nous a servi montrer la p rennit des zones pavillonnaires Dans une tude men e avec H l ne Mathian de l UMR G ographie cit s nous avons en effet observ que l urbanisation pavillonnaire est un ph nom ne particuli rement p renne la fois dans ses effets une zone pavillonnaire construite tend perdurer et en tant que processus les zones pavillonnaires existantes s tendent et de nouvelles sont r guli rement produites Cette tude s appuie sur analyse des couples type d occupation des sols de la parcelle n la date t type d occupation des sols de la parcelle n la date ti pour n d crivant toutes les parcelles et 1 toutes les dates de mise jour du MOS Cette tude met en vidence la raret des couples du type tat pavillonnaire la date t tat autre que pavillonnaire la date t d une part qui d montre la long vit des zones pavillonnaires D
361. l on se pose implique de privil gier l une des deux dimensions Par exemple l tude de la dimension spatiale du ph nom ne en fonction du temps convient bien aux probl matiques du type d finir quelle est la forme de l emprise du ph nom ne une date t donn e l tude de la dimension temporelle du ph nom ne en fonction de l information spatiale convient bien aux probl matiques du type d finir quelle date le ph nom ne a telle superficie En illustrant nos propos l aide de faits spatiaux au d triment des faits temporels en utilisant le temps comme jalon pour situer ces tats nous avons d j pris position en faveur de la dimension spatiale La contrainte li e aux outils est la raison principale nous int grons le fait que l observation doit s effectuer avec un SIG et nous anticipons sur le fait que les SIG privil gient l espace par rapport au temps Cependant privil gier l un ne signifie pas renoncer l autre Dans ces travaux nous nous adaptons l outil SIG pour mieux l adapter l observation des ph nom nes En particulier nous constatons que la granularit th matique tablit un lien entre la dimension spatiale et la dimension temporelle dans une repr sentation discr te d un ph nom ne le pas d observation ne peut en effet pas tre choisi ind pendamment du niveau d observation En reprenant l analogie avec le film un pas d
362. la gestion de centre ville sur les transformations urbaines et l ambiance est l un des th mes partir duquel elle propose de l aborder Les indicateurs permettant de suivre l un servent alors analyser l autre et par r troaction mieux prendre les d cisions Dans cette application l observation dans le SIG est loin d tre seulement une application de type inventaire elle s inscrit d j dans un processus d analyse et d aide la d cision Dans ce cas d tude par ailleurs nous avons montr qu il importe que la mise en uvre de l application soit simple Cela justifie la contrainte impos e au d part d exploiter des fonctionnalit s standard Dans ce cas particulier nous avons propos une solution de mise en uvre initiale qui exploite uniquement des fonctionnalit s basiques du logiciel SIG Mapinfo Mapinfo tant consid r plus comme un logiciel de bureautique que comme un logiciel technique Enfin ce cas d application illustre comment des recherches compl mentaires portant sur des pr occupations th matiques applicatives d une part techniques et conceptuelles d autre part peuvent se rejoindre et s enrichir autour de la conception d une m thode d observation sp cifique PARTIE C Cas de mise en uvre et d application 231 PARTIE C Cas de mise en uvre et d application C 5 Conclusion sur les trois d clinaisons de la m thode d observation g n rique
363. le r glementation il est pr f rable de d buter les observations avant que les premiers changements n aient commenc On notera ici que le caract re encore r cent des bases de donn es num riques peut ce titre limiter l observation d un ph nom ne avec un SIG B 3 1 2 Suivi de ph nom nes g ographiques dans un SIG B 3 1 2 1 Un d calage entre volutions d objet et changements de donn e L observation cin matique d un ph nom ne g ographique implique de pouvoir suivre dans le temps les volutions des objets sur lesquels le ph nom ne se produit Nous avons vu dans le chapitre A 3 que les applications SIG comportent g n ralement peu d informations temporelles Lorsqu il en existe elles concernent alors des changements sur les donn es et non des volutions d objets Or les changements ne sont pas des volutions Et les donn es ne sont pas les objets elles n en sont que des repr sentations d form es par le filtre des sp cifications qui ne donnent voir que les informations qu elles contiennent cf chapitre B 1 L observation des changements sur les donn es n quivaut donc pas celle des volutions d objets g ographiques Proposer un suivi d volution de ph nom nes g ographiques l aide d un SIG implique donc d aider l observateur r duire ce d calage en lui permettant de tirer de l observation dans un SIG des informations utiles l analyse des o
364. le 19 1 2005 l IGN nous avons pos la question qu est ce que l analyse spatiale pour vous Les r ponses ont mis en avant une grande vari t de d finitions certaines taient centr es autour de l analyse de la compo sante g om trique ou de la topologie d autres taient plus proches des statisti ques certaines taient techniques d autres plus th matiques 97 PARTIE B Entre donn es et ph nom ne observ cr te continue et il existe plusieurs formes de spatialisation ce qui nous conduira d ailleurs d velopper une typologie des informations g ographiques cf B 1 2 2 2 Bordin 2005a Approche th matique Le terme d analyse spatiale se retrouve galement dans le domaine th matique Gr ce la g ographie 1l fait l objet d une d finition pr cise et formalis e Pumain et Saint Julien 1997 Les dictionnaires de g ographie proposent ainsi une d finition propre ce double terme Ensemble de m thodes math matiques et statistiques visant pr ciser la nature la qualit la quantit attach es aux lieux et aux relations qu ils entretiennent l ensemble constituant l espace en tudiant simultan ment attributs et localisations Brunet 1992 ou encore L analyse spatiale met en vidence des structures et des formes d organisation spatiale r currentes que r sument par exemple les mod les centre p riph rie les champ d interaction de type gravit
365. le choix particulier de la surface d agr gation nous garantit la compatibilit entre la repr sentation de l objet m so et les agr gations d objets micro puisque par construction ils partagent la m me composante g om trique fig B 2 21 Information g ographique zone pavillonnaire avec sa composante g om trique Eu Een EE E g B z m E Ba g 2 D E p A M sas ss Emprise au sol de la Informations micro zone pavillonnaire prise Informations micro b timents comme surface d agr gation tron ons de route 0 Eu emprise de o l agr gation i q E M composante g om trique p de l agr gation Nes Figure B 2 21 La m thode d agr gation par emprise assure la compatibilit des repr sentations ce qui leur assure de pouvoir faire r f rence une m me composante g om trique PARTIE B M thode d observation multi niveaux 133 PARTIE B M thode d observation multi niveaux Cette deuxi me propri t de partager la m me composante g om trique tablit un lien entre les deux types de repr sentations analys es dans le SIG celle de l objet m so et celle des agr gations d objets micro Ce lien peut se traduire formellement par les agr gations d objets micro d termin es par cette m thode et l objet m so partagent la m me emprise au sol elles ont pour support g ographique une m me portion de territoire Objet
366. le de la composante s mantique ex sur la r gularit des formes d un b ti sur l orthogonalit d un maillage routier sur l homog n it d un parcellaire Les SIG distinguent la repr sentation au sens de mod lisation et l repr sentation au sens cartographique 99 PARTIE B Entre donn es et ph nom ne observ applicatives Analyse structurelle des r seaux dans un contexte de risque N anmoins ces analyses restent encore sous valoris es malgr leur potentiel car les outils et m thodes pour les mettre en uvre ne sont pas encore suffisamment d velopp s en standard dans les logiciels Ils font l objet de d veloppements sp cifiques parfois dans le cadre de recherches techniques De fait leur visibilit se trouve restreinte au risque parfois d tre oubli es en tant qu analyse spatiale ou d tre cantonn tre des analyses r f rence spatiale uniquement technique Pourtant des mises en uvre simples peuvent tre effectu es cf B 2 p 156 qui peuvent participer des analyses plus th matiques Le cas des zones pavillonnaires nous sert en partie pour l illustrer B 1 2 A l entre deux la formalisation technique Face la diff rence de point de vue entre technicien et th maticien pour r pondre au besoin de suivi temporel de ph nom nes g ographiques avec un SIG on aurait pu constater cette diff rence en concluant que les difficult s voqu es par Nverg
367. le logiciel de CAO Autocad Les th mes facilitent le transfert de donn es des outils de dessin vers les SIG et donc la r cup ration de donn es existantes Pour d autres raisons techniques les calques ont trouv un relais naturel dans les SIG les couches En effet pour g rer la topologie l un des premiers logiciels de SIG ArcInfo s appuyait sur la notion de graphe planaire Cette notion impose que toute intersection g om trique entre deux l ments du graphe soit mat rialis e par un point On voit bien l int r t pour les routes En effet m me lorsque le croisement 254 ANNEXES ne correspond pas une connexion r elle 1l poss de g n ralement un sens th matique ex pont tunnel voie souterraine En revanche il n est pas utile de maintenir le graphe planaire entre un r seau de t l communication et les chemins de grandes randonn es Les couches ont donc t introduites pour isoler les objets sans logique topologique entre eux elles servent optimiser le calcul et le maintien automatique de la planairit du graphe Aujourd hui d autres modes de gestion des questions topologiques 1 Par exemple dans le logiciel SiG existent mais on trouve encore cette notion de couche En particulier le G oconcept la topologie n est pas logiciel Mapinfo g re des couches qui ressemblent des calques elles se SA DES 9 5 ETS superposent selon un ordre qui contribue l
368. les coordonn es associ es sont celles du point lorsque l objet de r f rence poss de une composante g om trique polygonale les coordonn es sont souvent celles de son centro de et pour les objets lin aires les coordonn es sont obtenues par calculs barycentriques une localisation explicite plus labor e sous forme surfacique ou linaire correspondant une emprise sur le sol donn e par une composante g om trique de type polygone ou polyligne La forme de la localisation doit tre fonction du r le descriptif des informations g ographiques Didier 19901 Afin de pr server ce lien lors de l impl mentation en donn es g ographiques et pour aider la formalisation technique nous proposons de distinguer trois types d informations en fonction de leur localisation Bordin 2005b Bordin 2002 et nous d veloppons ensuite deux exemples pour montrer comment le choix d un type contribue aux analyses th matiques Ainsi nous appelons respectivement Information localisable localisation implicite information qui n a pas de coordonn es mais qui poss de un attribut la mettant en relation avec une donn e g ographique dans un SIG ex le chent et son adresse Information localis e localisation explicite indirecte information qui d crit sous forme d attribut une autre information g ographique dite information support ex le type de culture d un champ le nombre d l ves dans une cole
369. les quatre p riodes tudi es la surface d habitat individuel augmente sur chacune d entre elles constater que le ph nom ne tend se diffuser autour des zones pr existantes Pour r aliser cette repr sentation nous avons s lectionn parmi l ensemble des th mes contenus dans le MOS le th me habitat individuel et nous avons affich les quatre extraits correspondant aux quatre dates diff rentes La partie sup rieure correspond une description discr te par mutation Sur la portion de territoire tudi e elle permet de localiser les changements et de conna tre leur nature constater que le ph nom ne se d veloppe de fa on r guli re chaque p riode de nouvelles zones apparaissent constater que le type des mutations varie d une p riode l autre Pour obtenir cette description nous avons s lectionn les parcelles qui changeaient d occupations des sols entre deux dates Parmi elles nous avons s lectionn celles qui se transformaient en zone d habitat individuel et nous les avons affich es avec une l gende correspondant au type d occupation des sols avant leur mutation Il importe de signaler ici la contribution de la base le MOS cette analyse elle offre une repr sentation directe du ph nom ne tudier l urbamisation d habitat individuel et elle facilite le suivi des zones dans le temps travers les tats L utilisateur dispose rarement de conditions aussi favorabl
370. les repr sentations multiples La simplicit des solutions est fonction de leur performance de la plus restrictive o on ne s int resse qu l afjichage des diverses repr sentations qui exploite des fonctionnalit s standards des logiciels SIG la plus labor e la multi repr sentations qui tente de faire cohabiter des bases de donn es vari es pour permettre des tudes conjointes de repr sentations diff rentes sur un m me objet et qui n cessite des outils d appariement en passant par une approche interm diaire le multi chelles o l on tudie conjointement des repr sentations du territoire des niveaux d observation diff rents les repr sentations tant par ailleurs toutes d duites d une m me base de donn es et qui implique des travaux de g n ralisation 120 B 2 2 1 1 De la carte aux repr sentations multiples Affichage multiple La solution la plus simple pour g rer des repr sentations multiples r pond uniquement un besoin de type cartographique et ne concerne que l affichage Cette solution propose une simple superposition des repr sentations Les repr sentations sont quivalentes aux calques en dessin Dans un SIG il existe pour cela des fonctions basiques les bases de donn es ne font que cohabiter et c est le logiciel de SIG qui g re leur affichage en fonction de la gamme d chelles d utilisation qui leur a t pr alablement associ e Suivant l
371. les sont galement simples suivre dans le temps chapitre B 3 B 1 1 1 Entre ph nom ne et donn es l information g ographique s lection impl mentation a O entit information donn es g ographique Figure B 1 1 Trois niveaux conceptuels pour observer un ph nom ne avec des donn es dans un SIG PARTIE B Entre donn es et ph nom ne observ Si dans un premier temps on distingue de fa on sch matique trois niveaux conceptuels diff rents dans le processus de formalisation qui dans un SIG m ne du ph nom ne g ographique aux donn es cf figure B 1 1 le niveau du ph nom ne celui sur lequel on veut acqu rir des connaissances le niveau des informations g ographiques celui sur lequel on raisonne et effectue des analyses le niveau des donn es celui des traitements des mesures des calculs l information g ographique appara t alors comme un interm diaire entre une approche th matique centr e sur le ph nom ne ex comment r duire le ph nom ne de congestion des voies de circulations et une approche technique des donn es g ographiques ex comment repr senter le trafic sur le r seau routier fig B 1 2 Or le changement d approche peut soulever des difficult s Nyerges 19951 soit parce que les SIG ne sont pas capable d int grer les informations du th maticien When basic language in the tool domain are not sufficiently developed then
372. leurs donn es des informations nouvelles susceptibles de les aider prendre leurs d cisions L observation de la dimension temporelle leur semble prometteuse Cependant les difficult s pour l introduire dans les bases de donn es dans les logiciels et les raisonnements n ont pas encore permis d aboutir des solutions simples cl s en mains Beaucoup d analyses spatio temporelles s effectuent aujourd hui par simple comparaison visuelle de deux tats de la base de donn es le SIG redevenant cette 14 Une rencontre en 2001 avec un utilisateur illustre ce point Cet utilisateur en phase initiale de projet SIG voulait am liorer la gestion de son cadastre Accessoirement il esp rait inventorier les poubelles publiques de sa commune pour mieux g rer la collecte des d chets car il n avait aucune id e du nombre exact de poubelles ni de leur localisation En effet la d cision d en installer une tait souvent prise l occasion de la r fection d un trottoir ou d un carrefour sans s inscrire dans un projet de gestion des espaces publiques ou de toute autre planification occasion rai outil d inventaire LE fig A 1 16 aN SRE RATE ent ci Fe r pe as TE DA Tiis ET y i de Xi r I Fai a j i EAA A Ws un al D E LR et ae Se AE RE oet 2 his AT p Janti a TR Tea e a Ain es Rene a ea Av ARS SZ ge e G 2 Go We w S 9 Es ma TE Ure A N SA Figure A 1 16 L analyse spa
373. lique de certains ph nom nes comme les saisons ou les rythmes quotidiens Banos et Thevenin 2003 fig A 2 18 Le mod le par branche est galement int ressant dans le cas d tudes prospectives car il permet d envisager simultan ment des hypoth ses d volutions vari es Figure A 2 18 Deux mod les conceptuels diff rents du temps Pastor 2004 recense ainsi quatre types de repr sentation du temps la s quence lin aire pass pr sent futur le cycle repr sentation des rythmes r currents avec p riodicit r guli re par exemple cycles naturels biologiques sociaux un ensemble de trajectoires potentielles et parall les avec des bifurcations le temps multidimensionnel pour distinguer le moment o un ph nom ne survient dans la r alit temps r el de ceux o 1l est observ ou mesur temps per u renseign dans la base de donn es temps de transaction repr sentatif de la situation r elle temps de validit ou utilis pour faire un traitement temps d usage La mod lisation de la dimension temporelle demeure en soi un probl me complexe Langran 1993 Egenhofer et Golledge 1998 Peuquet 2002 Elle ne se limite pas au choix du mod le de r f rence lin aire boucle branche Concernant les faits temporels Langran 1993 p 32 note par exemple The view of temporality shared by most researchers envisions a sequence of states punctuated by events that transform
374. lisation importants entre les objets g ographiques tels qu tudi s par le th maticien et les objets informatiques tels que g r s dans les SIG n cessitent un travail d adaptation fa on Il ne peut tre question ici de m thodologie g n rique pour l utilisation des SIG En effet il s agit de limiter ce quoi doit renoncer l utilisateur et de construire une solution qui lui convienne ce qui de fait implique des traitements sp cifiques parmi la gamme des solutions techniquement possibles cette gamme pouvant comprendre des solutions hors SIG comme le montre l exemple 2 En revanche il existe d autres carts de mod lisation entre l objet g ographique tel que le th maticien souhaite le suivre et l objet informatique tel que formalis dans le SIG Ces carts concernent uniquement la mod lisation dans le SIG la forme prise par la mod lisation en objet g ographique C est dans cet cart que se situe exactement l entre deux entre th maticien et technicien B 1 2 2 Diff renciation des informations g ographiques L observation des objets g ographiques d pend de fa on essentielle de la mod lisation en objets informatiques Et donc en retour la mod lisation en objets informatiques d pendra de fa on fondamentale de ce que l utilisateur veut observer ef des analyses qu il veut effectuer Vari t des informations g ographiques Th matiquement il existe une grande var
375. llu introduire les niveaux de d tails La repr sentation devenant plus conceptuelle elle a par ailleurs utilis des fonctionnalit s d abstraction On a alors parl de multi repr sentations pour signifier qu il ne s agissait plus de repr senter des informations cartographiques mais plut t de mod liser des informations g ographiques L approche multi niveaux pourrait tre l tape suivante de cette volution En effet en int grant les fonctionnalit s d analyses une gestion de repr sentations multiples elle pourrait op rer le passage d une observation technique dans un SIG partir d une mod lisation multiple vers une observation plus g ographique Ce faisant l approche multi niveaux r aliserait un glissement s mantique du multi niveaux de d tails qui porte sur l analyse des sp cifications techniques des objets vers le multiniveau en g ographie qui porte sur les analyses des objets Pour tudier des ph nom nes l utilisateur doit pouvoir faire co ncider les deux le SIG doit devenir un outil d analyses r f rence spatiale au sens le plus large o l analyse spatiale g ographique peut exploiter toutes les analyses techniques op rant sur une information g ographique PARTIE B M thode d observation multi niveaux 123 PARTIE B M thode d observation multi niveaux La d marche Multi chelles De l chelle aux niveaux de d tails dans la repr sentation L chelle
376. lobale au plus pr s de ce qui est per u au quotidien Il s agissait pour nous d identifier des l ments participant de l Ambiance en tant que tout au del d un simple processus d addition Sans pr tendre saisir l Ambiance en elle m me nous avons cherch d finir des indices objectivables et descriptibles et pouvant tre suivis Le SIG en tant qu outil d analyses localis es pluridisciplinaires nous a sembl un support particuli rement pertinent pour concevoir de tels indicateurs Basile et Bordin 2005 Il s agit donc pour nous d identifier de tels indices et de les mod liser dans un SIG sous forme d indicateur c est dire comme attribut d un objet consid r comme caract ristique de l ambiance et pouvant servir au suivi de cette ambiance Pour pouvoir observer l ambiance dans un SIG avec la m thode d observation multi niveaux il fallait d finir un objet g ographique m so Nous inspirant de l tymologie du mot ambiance d rivant du latin ambire signifiant faire le tour nous avons cherch un objet PARTIE C Cas de mise en uvre et d application 223 PARTIE C Cas de mise en uvre et d application g ographique qui puisse constituer un environnement l chelle des perceptions du passant Nous nous sommes alors int ress es la rue En fait nous avons consid r un objet proche du tron on de rue qui puisse servir regrouper des objets l mentaires p
377. loitation d analyses topologiques 160 B 2 6 4 Exploitation d analyses statistiques 162 B 2 6 5 Utilisation de plusieurs agr gations 164 B 2 7 De l objet m so structurel la portion de territoire 165 B 3 Suivi de ph nom nes g ographiques avec un SIG 169 198 B 3 1 Suivi d volutions de ph nom nes g ographiques 169 B 3 1 1 Evolution et changement 170 B 3 1 2 Suivi de ph nom nes g ographiques dans un SIG 173 B 3 2 Suivi de ph nom nes g ographiques dans un SIG avec la m thode d observation multi niveaux 176 B 3 2 1 Exploitation standard de la m thode 176 B 3 2 2 Am lioration de la m thode d observation multi niveaux 187 C Cas de mise en uvre et d application 199 234 C 1 Cas de ph nom nes g ographiques 199 C 2 Le ph nom ne d urbanisation pavillonnaire 202 C 2 1 Observations sur le ph nom ne d urbanisation pavillonnaire 205 C 2 2 Mise en uvre de la m thode pour l observation des zones pavillonnaires 208 C 2 3 Vers un outil d observation et d analyse de l urbanisation pavillonnaire 212 C 3 Le ph nom ne d imperm abilisation des sols 214 C 3 1 Suivi de l imperm abilisation des sols pour r duire les risques li s au ruissellement 214 C 3 2 Vers un suivi du coefficient d imperm abilisation 216 C 3 3 Mise en uvre de l observation de l imperm abilisation des sols 217 C 3 4 Vers un outil op rationnel d observation de l imperm abilisation des sols au service des am nageurs 219
378. loite des fonctionnalit s standards des SIG pour enrichir la caract risation de ces zones partir de donn es sur les b timents d nombrement moyenne sur la valeur d un attribut ratio entre les valeurs de deux attributs buffer On d termine par exemple le nombre de b timents dans la zone la surface moyenne de ces b timents la densit du b ti la surface d espace non b ti Dans un premier temps les nouvelles caract ristiques permettent une observation statique plus d taill e et peuvent servir la r daction de cartes th matiques sur les zones pavillonnaires Dans un second temps nous calculons ces indicateurs pour deux versions diff rentes de la base de donn es sur le b ti Par comparaison nous sommes alors en mesure d identifier des volutions relatives aux zones pavillonnaires et de rep rer par exemple celles qui se sont densifi es dans le temps cf Annexe 7 Dans cette application nous envisageons galement le cas o l utilisateur ne dispose pas de donn es sur les zones pavillonnaires en tant que telles Or sans donn es sur ces zones nous ne disposons plus de support auquel rattacher les indicateurs calcul s L utilisation d un SIG pour le suivi d volutions n cessite en effet d associer ces indicateurs une information g ographique support c est dire techniquement de les int grer la composante s mantique d une information g ographique poss
379. lui Je remercie Nadine Cattan Renaud le Goix et Bruno Tassin ils ont beaucoup contribu ma soutenance par leurs remarques et leurs conseils mais aussi par l amiti avec laquelle ils me les ont donn s Je remercie Fran ois Durand Dast s qui m a aid e claircir certaines notions Notre premi re discussion est un des moments charni res de la th se Je remercie Philippe Fontaine qui par ses conseils m a permis d adapter la forme pour qu elle ne devienne pas un poids pour le fond Je remercie Maria Basile qui m a offert avec l ambiance urbaine un objet g ographique pour valoriser la m thode d observation propos e Je remercie Marie Mayeux et Olivier Raymond qui ont contribu cette th se par la qualit de leur travail de stage sur le coefficient d imperm abilisation et les zones pavillonnaires Je remercie H l ne Mathian pour le travail en commun sur les zones pavillonnaires les premiers r sultats ont servi initier l application principale de ces recherches Je remercie Arnaud Braun C cile Duch ne de m avoir fait b n ficier de leurs travaux en me fournissant des donn es utiles l application de ces recherches S bastien Musti re pour son expertise en multi chelleS qu il a bien voulu me faire partager Je remercie galement Jean Fran ois Gleyze sans qui ces ann es de recherche auraient t nettement plus difficiles Benoit Poupeau ainsi que mes autres coll gues du COGIT Je remercie po
380. lution exploitable par les utilisateurs pour faire du suivi d volutions Ce mod le est proche du mod le par time stamp avec identifiant mais il introduit en plus la notion de successeur Il associe ainsi syst matiquement tous les objets un identifiant et les deux attributs date de cr ation et date de suppression mais galement une date de modification et un identifiant du successeur Lorsqu une donn e doit tre modifi e 1l faut alors d finir s1 l objet g ographique repr sent par la donn e a disparu et s il a t remplac par un autre ex destruction d un b timent et construction d un nouveau o si l objet g ographique d crit par la donn e ayant volu la donn e n est plus une bonne repr sentation de cet objet ex r habilitation et agrandissement d une construction Dans le premier cas on remplit le champ date de suppression avec la date laquelle l objet g ographique a disparu et on cr e une nouvelle donn e pour repr senter le nouvel objet g ographique avec un nouvel identifiant et une date de cr ation correspondante Dans le second cas on remplit le champ date de modification avec la date laquelle l objet g ographique a volu On inscrit dans le champ identifiant du successeur la valeur de l identifiant attribu la nouvelle donn e cr e pour le successeur Cette donn e re o
381. m ables pour obtenir leur superficie puisqu elle est obtenue par calcul partir de relations statistiques De fait nous n observons pas les zones imperm ables elles m mes En revanche l utilisation des outils SIG reste requise dans l laboration des relations statistiques les fonctionnalit s des SIG servent extraire commod ment les diff rentes caract ristiques des objets l mentaires g om triques et s mantiques pour tester leur pertinence en tant que param tre dans les relations R Par exemple pour les objets de la cat gorie route la caract ristique classement fonctionnel est un param tre significatif pour la relation R ce qui n est pas le cas du sens de circulation dans l exploitation ult rieure de la m thode Pour reconstituer une approximation de la superficie de la surface imperm able totale sur une zone d tude donn e les fonctionnalit s du SIG serviront s lectionner les objets pr sents dans la zone tudi e et identifier leurs caract ristiques C 3 3 Mise en oeuvre de l observation de l imperm abilisation des sols Cette application consiste essentiellement mettre au point et tester une m thode pour construire des relations R liant l emprise d un objet topographique ojj de cat gorie 1 c est dire ayant un type et une fonction donn s la surface imperm abilis e qui lui est associ e cf figure C 15 Dans la premi re tape
382. m ne d urbanisation pavillonnaire Apparue la fin du 19i me si cle l urbanisation pavillonnaire est le mode d habitat favori des Fran ais Guerin 1968 Cependant dans le contexte actuel mettant en avant le th me g n ral du d veloppement durable et celui plus sp cifique du renouvellement urbain l urbanisation pavillonnaire fait depuis quelques temps l objet d un discours critique de la part de certains am nageurs Sans prendre part ces d bats nous proposons de d velopper une m thode pour construire des indicateurs d observation et de suivi de l habitat pavillonnaire pour permettre aux d cideurs de mieux les conna tre En effet certains s tonnent au vu de l importance de ce ph nom ne du peu d l ments dont 1ls disposent pour tudier l volution de ces zones et d cider de leur avenir Petit 2000 C 2 1 1 Observation partir du MOS de L IAURIF Sur la r gion Ile de France 1l existe une base de donn es le MOS ou mode d occupation des sols de PIAURIF qui int gre dans ses sp cifications les objets zones pavillonnaires en tant que tels Elle permet de recenser et de localiser les zones pavillonnaires plusieurs dates entre 1982 et 1999 cf figure C 3 Par ailleurs la mise en coh rence des partitions d occupation des sols utilis es lors des diff rentes mises jour et les choix op r s pour la structuration de ces donn es assurent les utilisateurs de pouvoir su
383. m so et agr gation d objets micro peuvent alors tre consid r s comme des caract ristiques de cette portion de territoire et leurs caract ristiques peuvent alors tre transf r formellement la portion de territoire Ainsi dans la pratique la m thode d agr gation par emprise permet d utiliser la m me composante g om trique pour servir de support la fois aux caract ristiques de l objet m so et aux caract ristiques des agr gations des objets micro B 2 5 M thode d observation multi niveaux dans un SIG B 2 5 1 Principe de la m thode d observation multi niveaux Objet m so Objets micro extraire Composante Composante s mantique de g om trique de l objet m so l objet m so identifier Emprise au sol de l objet m so identifier construire Emprise au sol du ph nom ne construire Agr gation d objets micro identifier effectuer des analyses Emprise au r f rence sol associ e spatiale l agr gation Caract risation de l agr gation d finir en tant qu ensemble d l ments d finir Portion de Portion de Portion de territoire territoire territoire associ e associ e au associ e l objet m so ph nom ne l agr gation int grer int grer identifier identifier Une unique portion de territoire repr sent e par la composante g om trique de l objet m so et ay
384. malgr les modifications il lui associe la m me valeur d identificateur Figure A 3 8 Principe du mod le par snapshots Le snapshots archive les diff rentes versions de la base de donn es de fa on autonome Sans identifiant les jeux de donn es temporels sont ind pendants Rien ne permet d identifier automatiquement un objet dans la base de donn es Il faut le rep rer et le suivre visuellement dans les diff rentes versions Le mod le par time stamp ou par estampillage des donn es Si on enrichit le mod le basique par snapshots en ajoutant pour chaque objet un identifiant strict signature et deux champs suppl mentaires date de cr ation et date de suppression Langran et Chrisman 1988 Langran 1993 on peut alors int grer dans une m me base de donn es l ensemble des donn es g ographiques issues des diff rentes mises jour Cette base de donn es unique regroupe alors toutes les donn es pass es et actuelles d crivant un m me territoire nous sommes alors dans le mod le par fime stamp La date de cr ation et de suppression tant attach es chaque objet on peut alors envisager des dates qui ne soient plus li es des versions de carte mais qui soient des dates ayant une signification plus proches des objets eux m mes Ce mod le n implique en effet pas une mise jour ponctuelle et sait au contraire profiter d une mise jour en continu Ce mod le permet fa
385. mation m so g ographiques de type portion de territoire Composante g om trique de l information m so structurelle Construction d une information m so structurelle de type portion de territoire Objets micro pertinents pour le ph nom ne information m so g ographiques de type portion de territoire construire Composante g om trique de l information m so structurelle construire Agr gation d objets micro effectuer des analyses r f rence spatiale Caract risation de l agr gation Portion de territoire associ e au ph nom ne La m me portion de territoire d crite par des caract ristiques issues de sources diff rentes PARTIE B M thode d observation multi niveaux c2 o on ne parvient pas construire une information m so g ographique de type portion de territoire pertinente on utilise une agr gation partir des objets micro Objets micro pertinents pour le ph nom ne construire l agr gation partir des objets micros Agr gation des objets micros d finir Portion de territoire associ e l agr gation identifier effectuer des analyses r f rence spatiale Portion de territoire associ e au ph nom ne Caract risation de l agr gation int grer int grer La m me portion de territoire d crite par des caract r
386. mble de parcelles et non des ZHI En effet si on veut caract riser les ZHI par leur nombre de b timents il n existe pas d autre solution que de cr er un attribut nombre de b timents en 1982 et de l associer la parcelle En faisant ainsi les parcelles de type grande infrastructure berge ou encore verger poss deront galement cet attribut ce qui n a pas de sens g ographique Pour pouvoir caract riser les ZHI il faut qu elles soient sous forme d informations g ographiques par nature Dans le cas du MOS il est simple de les tablir comme telle 1l suffit de s lectionner pour chaque date l ensemble des parcelles de type ZHT de dupliquer leur g om trie et de d finir les informations ZHI par nature partir de ces composantes g om triques dupliqu es Une fois que les ZHI poss dent leur propre g om trie 1l ne reste plus qu cr er les attributs permettant de recevoir les informations descriptives que l on veut associer aux ZHI fig B 1 20 L__Jcode en 1982 41 le pol PODEME 2 on cr e information 1 on olsson zone _habitat_ individuel _ 3 qui poss de alors sa propre g om trique polygone individuel en 1982 Figure B 1 20 Cr ation de l information g ographique par nature zone d habitat individuel partir des donn es sur les parcelles Il est importe ici de noter que la s lection des
387. ment aux informations localis es Cette mod lisation doit donc tre privil gi e pour les objets d observations principaux Ainsi lorsque l on identifie les zones dangereuses aux tron ons de route qui existent d j sous forme d information par nature plut t que d observer l ensemble des accidents on pr f re souvent cr er un attribut nombre d accidents qui transforme l accident en information localis e mais permet d identifier imm diatement les zones dangereuses tron ons dangereux par simple requ tes sur la valeur de cet attribut ex valeur gt 5 cette mod lisation permet d effectuer des analyses plus labor es que les requ tes l mentaires sur des aspects de localisations et sur les caract ristiques s mantiques Il s agit donc de la privil gier pour les objets sur lesquels on veut effectuer des analyses r f rence spatiale Ainsi le fait de mod liser les accidents sous forme d informations g ographiques par nature permet d tudier les relations de voisinage pour d finir par agr gation des zones dangereuses plus pertinentes Il autorise par ailleurs l utilisation d outils statistiques pour rechercher les corr lations existant entre les diff rentes caract ristiques des accidents d un point de vue g n ral ex taux d alcool mie et sexe ou age type de voiture et age etc ou chercher les caract ristiques communes aux
388. mentation codage th matique technique N I gt a objet objet 5 entit g ographique informatique donn es octets et ses et ses caract ristiques composantes Figure B 1 14 La formalisation technique comme pr alable l impl mentation 102 objet geographique complexe route attributs Pas de primitive g om trique propre Pas de primitive g om trique propre 1 esticompos de objet g ographique attributs primitive g om trique esticompos de tron on de route nombre de voies largeur polyligne Figure B 1 13 Concept d objet complexe application sur l exemple de la route PARTIE B Entre donn es et ph nom nes observ En revanche nous supposons que th maticien et technicien participent la formalisation technique pour assurer que les objets et leurs caract ristiques identifi s par le th maticien sont bien mod lis s en objets c est dire de fa on ce que l impl mentation ult rieure sous forme de donn es permette de r aliser les analyses dont le th maticien a besoin En effet la fa on de mod liser les objets en objets influe sur les analyses que l on peut effectuer Nous l avons voqu avec l exemple de la route p 94 en montrant que le choix de la composante g om trique devait d pendre de l application polylhigne pour un calcul d itin raire polygone pour un calcul de surface De la forme du codage des attributs d
389. mpasse ou les boucles fig B 2 59 160 Figure B 252 Caract risation des lots en fonction des tron ons de route internes Les caract ristiques topologiques traduisent des relations qui ne sont pas toujours quantifiables ex attribut est n est pas une impasse est connect n est pas connect Au moment de l agr gation elles donneront alors lieu des indicateurs plus qualitatifs sous forme d une caract risation g n rale ou de classes avec leur effectif par exemple les tron ons sont principalement des impasses ou bien 1l y a 3 impasses et 1 boucle Comme pour la composante g om trique les analyses topologiques serviront enrichir la description initiale des objets g ographiques et caract riser la r partition de l agr gation dans son emprise par exemple position relative du b ti par rapport aux espaces non construits fig B 2 60 ou par rapport d autres objets cf photographies p 99 Les co ts et la difficult li s ces extensions seront comme pour les analyses morphologiques ceux inh rents aux d veloppements informatiques Les r sultats des recherches effectu es en analyses r f rence spatiale de type g om trique et ou topologique nous semblent particuli rement int ressants exploiter pour d velopper et enrichir la m thode Ils fournissent des indicateurs et des m thodes de complexit s variables Sous r serve de comp tences informatiques
390. mpl te L utilisateur peut aussi choisir d ignorer les sp cificit s th matiques de l entit autres que celles observ es par lui Alors la diff rence n existe plus elle n est pas En revanche 1l existe bien une diff rence entre l information g ographique telle que s lectionn e par le th maticien et celle impl ment e dans les donn es SIG L o l utiisateur ne voit qu un seul objet g ographique qu il aimerait tudier en tant que tel la repr sentation dans le SIG lui impose parfois de diff rentier plusieurs objets g ographiques informatiques pour faciliter la gestion et les traitements EXEMPLE 1 Pour une route la repr sentation sous forme de polyligne est requise pour calculer des itin raires car les fonctionnalit s topologiques utilis es pour ce type d analyse se fondent sur la th orie des graphes et travaillent donc partir de lignes En revanche pour calculer pr cis ment une surface par exemple dans le cadre de la gestion de l entretien de la route 1l est n cessaire de disposer d une repr sentation surfacique pour prendre en compte les variations de largeur de voie le long de laxe fig B 1 6 94 3 On voque alors le SIG f d rateur le SIG pluridisciplinaire ou interdisciplinaire L interdisciplinarit favorise la fertilisation crois e Zaninett 2005 et peut tre m me transdisciplinaire Selon Nicolescu 1996 Interdisciplinaire concerne le transf
391. mporelle 67 3 1 2 Observation de ph nom nes g ographiques 70 3 2 Int gration de la dimension temporelle dans un SIG 70 3 2 1 Le temps dans les SIG point de vue conceptuel 70 A 3 2 2 La mise jour point de vue technique 71 A 3 2 3 La gestion des mises jour point de vue pratique 72 3 3 Vers une gestion labor e des mises jour dans un SIG 86 3 3 1 Approche technique un exemple de configuration pour g rer la dimension temporelle 87 10 8 3 2 Approche m thodologique vers une m thode pour laborer des donn es de suivi dans un SIG 88 3 3 3 Trois contextes applicatifs diff rents pour tester la m thode propos e 89 B 1 Entre donn es et ph nom ne observ la formalisation des informations g ographiques B 1 1 L information g ographique comme m diateur entre une approche th matique et une approche technique 91 B 1 1 1 Entre ph nom ne et donn es l information g ographique 91 B 1 1 2 Deux informations g ographiques celle du technicien celle du th maticien 93 B 1 1 3 L entre deux entre technique et th matique 95 B 1 2 A l entre deux la formalisation technique 100 B 1 2 1 L tape de formalisation technique 101 B 1 2 2 Diff renciation des informations g ographiques 104 B 1 2 3 Informations observer informations observables r le de la mod lisation en objet informatique illustr sur deux exemples 108 B 1 3 Vers l observation de ph nom n
392. n uvre en tant les tapes purement formelles fig B 2 23 nous obtenons le sch ma pratique de la m thode fig B 2 24 Objet m so Objets micro extraire Composante s mantique de l objet m so identifier identifier ifi construire de Emprise au sol du ph nom ne construire Agr gation d objets micro effectuer des analyses r f rence spatiale identifier Caract risation de l agr gation PARTIE B M thode d observation multi niveaux 10 en jargon informatique on appelle cela une descente des attributs sur la g om trie Objet m so Objets micros extraire construire Caract risation Emprise au sol du objet m so ph nom ne construire Agr gation d objets micros effectuer des analyses d finir M d finir r f rences Portion de d l ments spatiales territoire oo Portion de oo int grer int grer territoire Caract risation identifier identifier an 5 associ e au de l agr gation Une unique portion de territoire ph nom ne repr sent e par la composante g om trique de l objet m so et ayant comme attributs ceux de l objet m so int grer et ceux calcul s pour caract riser l agr gation d objets micro Une unique portion de territoire repr sent e par la composante g
393. n Avec l hypoth se de constance de l emprise nous imposons l identit de l emprise d agr gation Les valeurs prises par les caract ristiques deviennent alors comparables dans le temps elles repr sentent les tats d un m me indicateur donn par la fonction fk sur le m me objet portion de territoire les objets micros qui participent au calcul de cette fonction sont alors consid r s comme des param tres Int gr es aux attributs de l objet observ ces valeurs repr sentent alors les tats d une m me caract ristique et leur suivi peut donc participer au suivi des volutions de cet objet La forme des indicateurs simplifie la gestion temporelle de l information Il s agit maintenant de pouvoir effectuer ce suivi simplement Bien que la gestion des informations temporelles soit g n ralement d licate dans les SIG elle se fait ici sans impliquer de mod le particulier En effet la s rie temporelle des valeurs prises par chaque caract ristique r sulte de calculs successifs Nous avons vu qu elle pouvait s exprimer sous la forme de fk o t Nous conseillons ici d int grer ces valeurs sous forme de valeurs d attributs dans la s rie des repr sentations d tats de l objet le fait que ces valeurs soient stock es en dur c a d qu elles fassent partie des valeurs d attributs contenues explicitement dans la composante s mantique facilite leur exploitation da
394. n il aide voir comment voir inscrivant l observation du ph nom ne l aide d un SIG dans un processus d tudes et d analyses plus labor Or si certaines r serves ont t mis concernant essentiellement la disponibilit des donn es donn es de r f rences donn es descriptives et donn es temporelles les r sultats ont t jug s globalement concluant Ce faisant l int r t de la m thode d observation sp cifique permet de valider sur cet exemple l int r t de la m thode g n rique 230 21 Bien que faisant partie des applications tardives des SIG le g omarketing qui s est d velopp partir de 1992 est devenu un domaine d applications tr s actif C 4 4 2 Enjeux du suivi de l ambiance urbaine pour les SIG Cette application offrait un excellent cadre pour mettre en uvre la m thode d observation multi niveaux Outre qu elle insiste sur le travail de conception n cessaire pour appr hender le ph nom ne tudi dans un SIG et qu elle pr sente une configuration du probl me n cessitant de tester deux formes particuli res de la m thode cf paragraphe B 2 p 139 cette application 1llustre le potentiel des applications d observation dans un SIG En effet dans cet exemple le ph nom ne observ l ambiance n est pas le ph nom ne principal tudi la transformation des centres villes Dans ces travaux M Basile s int resse en effet l impact de
395. n Pace F Mathian H Pumain D Sanders L Multi agents system and the dynamics of a settlement system Geographical Analysis vol 28 n 2 p 161 178 1996 Cheylan et al 1994 Cheylan J P Lardon S Mathian H Sanders L Les probl matiques li es au temps dans les SIRS Revue Internationale de G omatique Vol 4 No 3 4 1994 pp 287 305 Chocat 1997 Chocat B coordonnateur de l Encyclop die de l hydrologie urbaine et de l assainissement Lavoisier TEC et DOC p 1123 1997 Chrismann 1998 Chrismann N Beyond the snapshot Changing the Approach to Change Error and process in Eds Egenhofer M J Golledge R G Spatial and temporal reasoning in geographic information systems Oxford University Press 1998 pp 85 92 Chrismann 1975 Chrismann N R Topological information systems for geographic representation Proceedings of 2 International Symposisum on Computer Assisted Cartography pp 346 351 Claramunt 2005 Claramunt C Syntaxe spatiale vers de nouvelles formes de repr sentation d une certaine logique de la cit Th oQuant 2005 Besan on 24 26 1 2005 Claramunt et al 1994 Claramunt C De S de M H Pr laz Droux R Vidale L S mantique et logique spatio temporelle Revue internationale de G omatique vol 4 n 2 1994 pp 165 180 CODATSI 1996 CODATSI Des donn es localis es aux syst mes d information g ographique conseils aux services MELT CCIG 1996 Corc
396. n avec la m thode multi niveaux se contente de reproduire une observation statique dans le temps sans se pr occuper d tablir de lien entre les tats des attributs observ s le lien entre les informations d tat r sulte directement de la m thode de production des indicateurs Mise en uvre de la m thode multi niveaux pour un suivi d volutions Pour construire les descriptions d tats n cessaires au suivi de l objet m so g ographique tudi nous utilisons la m thode multi niveaux en 1it rant les Figure B 3 7 Observations cin maftiques a suivi cin matique d un ph nom ne b suivi dans un SIG des tats d un objet c suivi dans un SIG des attributs d un objet 8 Par exemple Le mod le par historique propose un identifiant du successeur Le mod le par versionnement utilise un num ro de version d objet pour passer d un tat d objet celui qui lui succ de Seul le mod le par versionnement sans description totale qui n enregistre que la valeur des caract ristiques qui ont t modifi es entre deux tats cf A 3 2 3 2 permet de d duire par compl mentarit que les valeurs qui n ont pas t mises jour sont rest es dans un tat identique et pour celles qui ont t modifi es de retrouver par requ te leur valeur dans l tat pr c dent 179 PARTIE B Suivi de ph nom n
397. n est pas un v nement t1 t2 t3 MU L v nement est la cause ou l origine de changements produits sur les tats La Figure A 2 8 Le ph nom ne d crit par la s rie des mutations op rant sur les tats mutation peut tre l action qui tablit ces changements ou le r sultat de cette action Ainsi l v nement peut engendrer des La donn e de l tat initial et la suite des mutations suffisent pour mutations mais il ne se confond pas avec reconstruire le mouvement connaissant l tat 1 en appliquant la elles mutation 1 on obtient l tat 2 connaissant l tat 2 on en d duit alors l tat 3 et ainsi de suite fig A 2 8 En revanche on ne peut pas acc der directement un tat Il faut au pr alable appliquer la suite des mutations Cela explique pourquoi on pr f re souvent utiliser conjointement les deux descriptions discr tes et travailler simultan ment avec l ensemble des mutations ef des tats La figure A 2 9 montre la compl mentarit de ces deux descriptions Cette figure qui pr sente l volution de l habitat individuel comprend deux parties 44 PARTIE Etudes de ph nom nes g ographiques La partie inf rieure correspond une description discr te sous forme de succession d tats Sur la portion de territoire tudi e elle permet de faire l inventaire des zones d habitat individuel constater que ce type d urbanisation est un ph nom ne en d veloppement sur
398. n particulier pour d duire de l une de l agr gation des caract ristiques pour l autre ex pour associer la zone d accident la plage horaire d occurrence maximale il faut encore qu il existe un lien entre les deux repr sentations par exemple la repr sentation en information par nature des accidents permet des analyses statistiques g n rales sur les accidents mais une relation entre une zone dangereuse et les accidents est n cessaire pour pr ciser les caract ristiques sp cifiques aux accidents d une zone Autrement dit dans un SIG il ne suffit pas de faire des analyses des niveaux de d tails diff rents pour pouvoir faire une analyse multi niveaux il faut galement tre capable de g rer conjointement les deux repr sentations dans le SIG ce qui confronte le technicien au probl me de gestion de repr sentations multiples Dans l exemple sur les accidents il y chappait en repr sentant les accidents comme un attribut des tron ons En effet la mod lisation sous forme d information localis e tablit un lien entre l agr gat et l objet support directe mais ce lien existe alors au d triment de la capacit d analyse Remarquons ici qu une autre situation simplifie le probl me des repr sentations multiples pour le technicien quand 1l n existe qu une seule repr sentation C est le cas lorsque l objet principal d observati
399. n sur les sites d application ont galement fourni les informations sur le type de fermeture et les horaires d ouverture qui du fait de leur sp cificit n existent dans aucune base de donn es Pour les impl menter dans un SIG nous avons travaill sur leur mod lisation en donn es g ographiques en effet au travers de cette mod lisation 1l s agit d avoir acc s une caract risation plus qualitative de l ambiance urbaine ex esth tique des rideaux type d animation li e aux horaires d ouverture tout en assurant aux crit res de caract risation une objectivit suffisante pour garantir la robustesse de l indicateur observ Ce travail a conduit proposer des l ments de sp cification de saisie pour int grer ces informations sous forme d attribut des objets commerces pour les horaires d ouverture plut t que de choisir la forme objective consistant donner l information brute heures d ouverture fermeture nous avons adopt une codification par tranches ou cr neaux horaires en fonction des jours de la semaine Cela permet d identifier plus simplement les moments de la journ e et ou de la semaine o le tron on de rue est le plus anim car les occurrences principales sont plus facilement rep rables Cette mod lisation permet d introduire l information sous forme plus applicative avec une dimension plus interpr tative par exemple avant 7h30 tr s matinal de 9 12h ma
400. n temporelle suivrait des processus de traitement diff rents de ceux de la dimension spatiale 10 On appelle r ductionnisme toute d marche philosophique qui consiste consid rer que l on a compris la totalit de l objet partir du moment o il a t r duit ses l ments les plus fondamentaux Un r ductionniste accomplit une analyse c est dire une d marche qui consiste diviser un objet en une multitude de parties tudi es s par ment et oublie que la synth se qui sert combiner les l ments reste r aliser pour comprendre le fonctionnement des choses Serres et Farouki 1998 11 Le chapitre suivant montre cet avantage donn l espace par rapport au temps mais le chapitre A 1 le laissait d j deviner il existe une composante g om trique et topologique mais dans les SIG aucune composante temporelle n est explicitement voqu e 12 Ainsi nous proposons de partir de repr sentations par tats successifs sans mutation car ce sont les plus simples g rer dans les SIG et de fait les plus classiques mais nous d veloppons une m thode qui permette d acc der facilement aux changements pour pouvoir observer des volutions 51 PARTIE Etudes de ph nom nes g ographiques int ressante Dans un contexte o la dimension temporelle est contrainte cette condition peut alors s interpr ter dans un sens inverse pas d observation fix il faut disposer d un niveau
401. naires partir des pavillons qu elle regroupe Et plus g n ralement nous avons eu l id e de d crire des volutions d une zone pavillonnaires partir d volutions survenues sur le groupe de ses pavillons Cette application beaucoup contribu l laboration de la m thode propos e pour valider ses principes et tester sa faisabilit Pour illustrer nos propos nous voquerons galement deux autres cas d application L imperm abilisation des sols Le suivi de l imperm abilisation des sols dans un SIG part du m me constat que le ph nom ne d urbanisation pavillonnaire bien l on puisse facilement identifier les surfaces imperm ables l aide d une photographie a rienne il est plus difficile de pouvoir les observer dans un SIG puisqu il n existe pas de base de donn es r guli rement mise jour pour fournir cette information Cependant dans la cadre sp cifique retenu pour cette application les tudes d am nagements hydrauliques 1l est int ressant de noter que ce n est pas tant l information g ographique zone imperm able avec sa composante g om trique cf p 30 qui est souhait e par les th maticiens mais c est l information s mantique superficie de la surface imperm abilis qui est recherch e car elle permet alors de d terminer un indicateur essentiel pour les analyses le coefficient d imperm abilisation donn par le ratio surface imperm ab
402. nalyse spatiale Plus concr tement elle porte sur la g om trie mais ne concerne que les propri t s comme l intersection l inclusion la connexion Suivant les bases de donn es et les logiciels de SIG cette composante fondamentale pour toutes les applications de diffusion et de propagation est cod e explicitement ou recalcul e partir de la g om trie 1 2 5 La mod lisation des informations g ographiques en base de donn es La repr sentation des entit s g ographiques sous forme de donn es implique de nombreux choix la fois en ce qui concerne la composante g om trique quel mode de repr sentation sera retenu ex raster ou vecteur quelle chelle d utilisation Les b timents en 12 0n peut m me envisager des informations g ographiques sans composante g om trique En effet certains utilisateurs de donn es g ographiques localisent leurs informations sous forme d un nom de ville d un code INSEE d une adresse dans un tableau mais ils n effectuent pas l op ration de g ocodage qui permet d associer des coordonn es aux informations pour les positionner explicitement sur une carte 33 PARTIE Les SIG des outils d di s Aux informations g ographiques mode vecteur seront il repr sent s Si oui sous quelle forme point ou polygone la composante s mantique quelles caract ristiques seront repr sent es ex sur une route indiquera t on le nombre de voies son
403. ndidats Ils sont disponibles sous forme de donn es condition n cessaire surfaciques et forment une partition pour permettre l agr gation g n ralistes pour convenir un grand nombre de ph nom nes enfin ils structurent l espace g ographique car ils servent de r f rent pour la localisation de nombreuses informations ils interviennent comme unit de collecte et comme unit d analyse dans beaucoup d tudes d acteurs du territoire 163 PARTIE B M thode d observation multi niveaux B 2 6 5 Utilisation de plusieurs agr gations En introduisant la m thode d agr gation par emprise et le concept d objet m so structurel nous nous somme assur s de la compatibilit des repr sentations entre agr gations d objets micro diff rents Cette compatibilit qui permet de consid rer simultan ment plusieurs agr gations dans une m me tude peut galement servir enrichir la description du ph nom ne fig B 2 64 Nous l avons d ailleurs test e dans le cas des zones pavillonnaires nous avons construit des agr gations de b timents et des agr gations de tron ons de routes Le principe ici consiste reproduire la m thode sur d autres objets l mentaires La difficult principale r side dans l identification d objets micro pertinents nouveaux La caract risation des nouvelles agr gations pourra alors son tour profiter des diff
404. ne r traction ni une extension ni a un d placement D autres typologies auraient pu tre propos es plus proche de la probl matique de la constance de l emprise Celle que nous avons retenue a l avantage de s adapter aux conditions d application de la m thode multi niveaux En effet si la stabilit correspond notre hypoth se initiale constance de l emprise des solutions peuvent galement tre envisag es pour traiter des cas d extension et de r fraction dans ces deux cas l hypoth se d emprise constante n est plus respect e La solution que nous envisageons reprend le principe de l application diff renci e de la m thode cf paragraphe B 2 3 2 consistant introduire une partition de l objet m so observ en objets m so structurels plus fins ex la zone pavillonnaire d coup e en flots Il s agirait de construire une partition de l emprise en deux objets m so structurels l un correspondant la portion de territoire commune aux deux tats du ph nom ne l autre la partie suppl mentaire dans le cas d une extension la partie retranch e dans le cas d une r traction Le principe serait assez proche de celui mis en uvre dans le MOS Il impliquerait de recoder les caract ristiques sur chaque sous partie Mais la m thode d agr gation par emprise simplifierait ce travail Le d veloppement d une telle application implique toute
405. nir l emprise au sol du ph nom ne et sert de support pour l agr gation des objets micro fig B 2 27 Une information est dite information m so structurelle pour un ph nom ne si son emprise est compatible avec celle de l objet d sign comme objet ad quat d observation pour le ph nom ne compatible au sens o sa composante g om trique pourrait caract riser l emprise de l objet m so ou bien si on peut trouver d autres informations de m me type telles que la r union de leur composante g om trique forment une partition de l emprise du ph nom ne Par exemple pour observer l urbanisation pavillonnaire on peut choisir comme information m so structurelle une zone du POS dont l emprise correspondra celle de la zone pavillonnaire d sign e comme objet PARTIE B M thode d observation multi niveaux Objets micros construire Emprise au sol du ph nom ne construire Agr gation d objets micros effectuer des analyses r f rences d finir spatiales d observation ad quat ou un lot qui participe d un ensemble dont la LE c ira Portion de r union aura pour emprise celle de la zone pavillonnaire K Eron associ e au de l agr gation oh nom ne gt Autrement dit l information m so structurelle s identifie l information g ographique portion de territoire associ e l
406. nna 2006 Pardel 2005a Pradel B Entre institutionnalisation et clandestinit le graffiti ou l hydre deux t tes in C est ma ville l Harmattan 2005 Pradel 2005b Pradel B Polarit d animation cyclique de l espace public M moire de DEA Mutations urbaines et gouvernance territoriale Universit de Marne la Vall e 2005 Proulx et al 2002 Proulx M J Suzie Larriv e Yvan B dard Repr sentation multiple et g n ralisation avec UML et l outil Perceptory in G n ralisation et repr sentation multiple Dir A Ruas 2002 Herm s Lavoisier Pumain 2004 Pumain D Analyse spatiale g n ralit s Hyperg o GDR Liberg o http hypergeo free fr Pumain et Saint Julien 1997 Pumain D Saint Julin T L analyse spatiale localisations dans l espace Armand Collin Paris 1997 Quodverte 1994 Cartographie num rique et information g ographique Th se de doctorat Universit d Orl ans 1994 Raimond 2005 Raimond O Identification des zones d habitat individuel l aide de donn es topographiques M moire de master 2 en Sciences de l Information G ographique Universit de Marne La Vall e ENSG Septembre 2005 Raymond et al 2002 Raymond H Haumont N Raymond M G Haumont A L habitat pavillonnaire L harmattan Paris 2002 Raynal 1997 Raynal L Gestion du temps dans une base de donn es topographiques bulletin d information de l IGN n 68 p 65 74 1997
407. nous assurons en plus la compatibilit avec la repr sentation de l objet m so Ce qu illustre la gauche de la figure B 2 18 o consid rant une zone pavillonnaire dont l emprise en gris sert d finir l emprise d agr gation en hachure utilis e pour agr ger les b timents situ s dans cette zone on obtient en deux objets une agr gation de b timents et l objet zone pavillonnaire qui ont par construction une emprise commune ce qui n aurait pas t le cas avec une agr gation par buffers En effet comme le montre la droite de la figure l agr gation par buffers des b timents poss de une emprise qui n est pas compatible avec celle de la zone pavillonnaire leur composante g om triques sont diff rentes l agr gation par buffer int grant m me des b timents en dehors de la zone o E Ayant la repr sentation du ph nom ne sous forme d objet m so on utilise sa composante g om trique pour d finir une emprise compos s mantiq enrichie compos g om trique agr gation d objets micro les objets micro pertinents ayant t pr alablement identifi s compos s mantique compos g om trique Figure B 2 19 La m thode d agr gation par emprise pour surmonter le probl me des repr sentations multiples 132 2 on agr ge les objets micros sur la base de cette emprise Objet m so compos
408. nous choisissons une cat gorie C d objets l mentaires par exemple le b ti Un jeu de donn es test est ensuite constitu en choisissant un ensemble 0j d objets de C et en num risant les surfaces sj associ es chaque oj fig C 4 16a L utilisation de la m me m thode que celle traditionnellement utilis e pour obtenir la valeur des surfaces imperm ables nous permet de consid rer les valeurs des superficies s comme des valeurs vraies et de disposer ainsi d un jeu de surface de r f rence La seconde tape consiste tablir une relation statistique R permettant d estimer la superficie des surfaces s en fonction des caract ristiques des objets oj en particulier en fonction de caract ristiques de leur composante g om trique la superficie pour les objets polygonaux la longueur pour les objets lin aires fig C 4 16b La validit de la relation ainsi obtenue doit ensuite tre test e sur d autres jeux de donn es Enfin en passant en revue l ensemble des objets topographiques et en les classant dans des cat gories pertinentes en tablissant ensuite les diff rentes formes de relations R liant les objets d une cat gorie C la surface imperm abilis e qu ils g n rent on peut alors esp rer calculer automatiquement le coefficient d imperm abilisation associ un territoire On peut galement envisager de pr voir le coefficient d imperm abilisation
409. ns le SIG pour leur consultation pour leurs repr sentations cartographiques etc cf B 1 p 110 Cependant concep tuellement chaque caract ristique peut tre g r e par ailleurs comme une formule math matique renvoyant pour chaque tat la valeur des diff rents 182 10 La condition de continuit de l objet observ est indispensable pour envisager un suivi d volutions II s agit ici de valider la comparabilit des informations construites En effet pour pouvoir comparer des tats d objet et des tats de caract ristique il ne suffit pas qu ils poss dent le m me intitul Il faut qu ils repr sentent le m me objet ou caract ristique et que les repr sentations soient coh rentes En effet on peut se trouver avec des descriptions qui ne sont pas comparables parce que l objet r f rent n est pas le m me Soit parce que la d finition de l entit est intrins quement floue et qu en croyant saisir le m me objet on observe des objets diff rents par exemple la ville le terme de ville la diff rence de ceux d agglom ration ou de banlieue par exemple n a pas de d finition pr cise Nicot 1996 p289 Soit parce que chaque utilisateur une d finition pr cise de l objet mais celle ci diff re d un utilisateur l autre ex la zone inondable dans la BD TOPO est une zone de terrain naturel pouvant tre recouverte d eau Comme le note les sp cification
410. ns le cadre d une tude plus large cf paragraphe A 1 3 2 Avant de proposer une m thode d observation pour un ph nom ne il importe de savoir ce que l on veut tudier de conna tre le syst me de r f rence de l observateur En particulier pour un ph nom ne consid r comme un fait en mouvement il s agit de pr ciser le fait observ Nous avons d j vu qu il fallait pr ciser le niveau d observation mais il faut galement sp cifier les caract ristiques observ es par exemple l observation du ph nom ne d urbanisation peut tre centr e sur les individus les activit s les constructions etc le statut du mouvement Le mouvement en tant que tel fait il partie de l observation Veut on le d crire Veut on l expliquer A 2 2 1 1 Syst mes de r f rence pour l tude de ph nom nes Le syst me de r f rence de l observateur peut tre compris dans un sens technique lorsqu il s agit des donn es le syst me de r f rence comme syst me g od sique En effet pour localiser les objets il est n cessaire de d finir un syst me de coordonn es cf A 1 2 4 Ce syst me varie alors suivant le lieu du globe o se trouve le ph nom ne o se trouve l observateur fig A 2 15 et suivant l tendue du ph nom ne Le syst me de r f rence peut tre compris comme th matique lorsqu il s agit de l observation des entit s g ographiques le syst me de r f rence c
411. ns micros et les caract ristiques utiles pour le suivi Elle pr pare les processus d analyse des donn es et aboutit l laboration d une m thode sp cifique d di e au ph nom ne consid r cf figure a 8 2 A ce stade la collaboration entre les acteurs est essentiel En effet pour tirer parti des donn es disponibles et produire des informations int ressantes pour le suivi il est indispensable de mobiliser conjointement des comp tences en donn es g ographiques et des comp tences th matiques sp cifiques au ph nom ne 279 ANNEXES Ph nom ne m thode g n rique Sp cifications des base de donn es E m thode INStanciation sp cifique Th maticien Technicien M thodes d acquisition et de traitements de donn es Figure a 8 2 Instanciation de la m thode g n rique L instanciation regroupe plusieurs tapes fig a 8 3 qui peuvent chacune se d cliner en plusieurs questions fig a 8 4 Identification du niveau ad quat d observation et de l objet observ L identification du niveau et de l objet ad quats d observation est un travail pr alable la m thode Il incombe au th maticien Dans le paragraphe B 2 1 nous montrons comment ce travail pr paratoire participe la d finition de l objet m so g ographique observ dans le SIG sans toutefois se confondre avec elle Dans cette tape 1l s agit galement de pr ciser les th mes de caract risat
412. nt chaque syst me Figure B 3 14 Exemple de syst me de donn es diff rents La m me information ici la maille du r seau routier peut tre repr sent e par des donn es diff rentes car issues de processus de num risation distincts par ex les lots de BASE ILOT de l INSEE et ceux de la BD TOPO de l IGN Figure B 5 15 Utilisation d emprises d agr gation diff rentes 190 PARTIE B Suivi de ph nom nes g ographiques avec un SIG Nous proposons de ne pas utiliser une seule emprise mais d exploiter des emprises d agr gation diff rentes pour assurer une plus grande compatibilit g om trique et une meilleure coh rence g ographique cf figure B 3 15 Le principe de la m thode d observation multi niveaux propos e consiste a utiliser une m me emprise de r f rence pour transf rer des caract ristiques calcul es sur des agr gations d objets micro l objet d observation principal Pour faciliter la pr sentation de la m thode et nous concentrer sur les aspects temporels de l observation cin matique nous avons traduit cela dans la pratique par l unicit de l emprise Toutefois nous avons vu avec la notion de portion de territoire cf B 2 7 qu il est parfois pr f rable d utiiser des repr sentations diff rentes de l emprise pour agr ger les diff rents types d objets micro cf figure B 3 16 E REN lt pa
413. nt cela ne nous permet plus de comparer de la m me fa on les valeurs prises par les indicateurs d un tat l autre par exemple dans le cas d un ph nom ne d pid mie on pourra tudier la portion de territoire touch e celle ci voluant on pourra suivre l indicateur nombre de foyers touch s pour mesurer l tendu du fl au En revanche on ne pourra pas d terminer quelle est la part de l augmentation des foyers concern s due l extension g ographique de l pid mie et celle due la densification de l pid mie sur les territoires d j atteints 260 Une dimension g om trique un peu moins fixe Le d coupage en objets m so interm diaires propos comme enrichissement de la m thode peut apporter des solutions dans certains cas o l on souhaiterait observer des objets m so g ographiques emprise variable Nous proposons ici de distinguer parmi les modifications g om triques la stabilit extension la composante g om trique dans l tat suivant contient strictement celle de l tat pr c dent la r traction la composante g om trique dans l tat suivant est strictement incluse dans celle de l tat pr c dent le d placement La forme de la composante g om trique est identique mais la localisation de son centre de gravit est diff rente la d formation la composante g om trique est diff rente entre les deux tats et cela ne correspond ni u
414. nt confi es Ils permettent de r pondre aux questions de type O O sont les objets et de type Quoi Quoi qu il y a l Quels sont ces objets Ces questions correspondent des requ tes l mentaires sur les informations g ographiques Elles interrogent respectivement la composante s mantique et la composante g om trique des donn es g ographiques pour restituer leur localisation respectivement leurs caract ristiques Ces fonction nalit s sont simples mettre en uvre et ne posent aucune difficult technique les faits le confirment d ailleurs puisque dans la pratique les applications de type inventaire ou observatoire sont tr s d velopp es Elles constituent d ailleurs une entr e dans le domaine de la g omatique pour beaucoup d utilisateurs Cependant pour que l observation d un objet dans un SIG soit effectivement simple 1l est important que l objet poss de une repr sentation explicite avec une composante g om trique propre autrement dit une repr sentation sous forme d information g ographique par nature En effet si l objet ne fait pas partie des informations list es dans les sp cifications les requ tes de type O sont les objets ne trouveront pas de r ponse Par ailleurs seule la mod lisation sous forme d information par nature optimise l exploitation des outils de requ tes comme ceux pr sent s dans la figure a 4 1 requ tes g om triq
415. nt des l ments propres l tape d impl mentation ensuite parce que la notion de niveau d observation nous semble comporter un l ment d information suppl mentaire sur l observation par rapport l chelle d observation la granularit th matique La granularit th matique comme compl ment aux niveaux de d tails La granularit th matique voqu e dans le chapitre A 2 p 49 stipule l objet partir duquel les analyses s effectuent principalement le plus petit objet ins cable tudi L objet analys principalement peut en effet ne pas tre l objet d observation principal mais un objet plus petit L exemple des zones dangereuses p 108 montre l int r t qu il y a introduire un niveau d analyse plus fin Ainsi Batty 2001 analyse les individus pour tudier la ville Boffet 2001 s appuie sur les b timents pour d finir la ville cf figure B 2 3 PARTIE B M thode d observation multi niveaux e FigueB21L Trois niveaux de repr sentations diff rents pour un m me objet FigueB 22 La num risation d un m me objet par des producteurs diff rents La num risation d un m me objet par des producteurs diff rents entraine des repr sentations diff rentes les composantes g om triques ne se correspondent pas exactement 1 En particulier ils aident formaliser les questions sur ce qui doit tre s lectionn au sens de ce que l on
416. nt des traitements statistiques ex tude de r partitions Latour et Le Floc h 2001 Le cas des cartes scann es fig A 1 1la est un cas un peu particulier Bien qu elles puissent repr senter des informations s mantiques ex cartes de la populations elles sont de sources radiom triques capture de la couleur par le scanner la valeur de chaque pixel traduit une couleur et non une valeur th matique C est pourquoi pour leur analyse on utilise des fonctionnalit s de traitements d images et le plus souvent il s agit alors de reconstituer des informations en mode vecteur Le mode vecteur Alors que le mode raster utilise une grille pour d composer la repr sentation en cellules l mentaires le mode vecteur la d compose en ses l ments constituants Pour les expliciter il s appuie sur trois primitives g om triques le point la polyligne et le polygone fig A 1 12 Exemples Information Traduction en p g ographique mode vecteur AIS jan Maison Ch teau d eau ponctuelles gt lt Route TE O Oon lin aires Cours d eau Parcelle Figure A 1 12 Les primitives g om triques du mode vecteur surfaciques Un m me objet g ographique peut tre repr sent par des donn es diff rentes en mode vecteur ex une route peut tre repr sent e par une ligne ou par un ensemble de surface contigu s une maison par un polygone ou par un point Il s agit ici de mod lisations distinctes
417. nt en vue de construire d autres am nagements il est souvent n cessaire d exproprier les propri taires ce qui est rarement populaire pratiques les nouveaux programmes immobiliers n cessitent souvent d importantes superficies de terrain or les zones pavillonnaires sont souvent d coup es en petit parcellaire impliquant de n gocier avec une multitude de petits propri taires sociales et conomiques pour acheter leur pavillon les familles s endettent pour de nombreuses ann es et elles y restent longtemps attach es etc 205 PARTIE C Cas de mise en uvre et d application homog nes caract ris es uniquement par leur type d occupation des sols sans autre information attributaire pour d crire ces portions de territoire Ainsi dans le cas de la figure C 6 o l on consid re pour sch matiser que les quatre zones observ es ont la m me forme d emprise alors seule la localisation peut permettre de les distinguer Or elles peuvent correspondre des situations tr s diff rentes tant du point de vue de la densit que de la r partition du b ti sur l ensemble de la surface ou encore du nombre de pavillons Par ailleurs l utilisation du MOS dans le cadre d une observation temporelle donne principalement voir des cr ations et des destructions de zones Elle ne permet pas de saisir des volutions diff renci es ni d identifier les pr mices aboutissant l mergence pr
418. nt int grer dans cette formalisation la notion de niveau d observation Le niveau d observation et les niveaux de d tails Le choix du niveau d observation ne peut pas tre g n rique Sa formalisation dans un SIG peut en revanche utiliser des moyens g n raux Pour aller dans ce sens nous proposons de rapprocher la notion de niveau d observation qui n existe pas en tant que telle dans les SIG de la notion d chelle d observation pour laquelle il existe des l ments de formalisation Ruas et Musti re 2005 Ruas 2002 proposent en effet des crit res pour caract riser la fa on dont le terrain observ est mod lis sous forme de donn es Ces crit res regroup s sous le terme de niveaux de d tails s mantiques et g om triques peuvent servir pour juger de l adaptation d une base pour une observation une chelle donn e Ils peuvent galement tre utilis s comme une grille pour sp cifier le contenu d une base Par exemple la r solution s mantique sp cifie l unit de r f rence utilis e pour les valeurs d un attribut ex la valeur de l attribut nombre d accidents de l objet zone dangereuse suivant la granularit s mantique unit dizaine centaine Toutefois la notion de niveau de d tails ne suffit pas pour formaliser techniquement le niveau d observation g ographique D abord parce que les niveaux de d tails caract risent des donn es ils inclue
419. ntes de l information g ographique Consid rant cette tape comme l tape technique la plus proche des utilisateurs nous d cidons d y d velopper la m thode d observation Le chapitre B 2 d bute par un truisme avant de pourvoir effectuer des observations d taill es dans un SIG il est n cessaire de disposer de donn es et par le constat que souvent cette condition pr alable n est pas remplie Avant de chercher une solution pour r soudre le probl me de suivi temporel il s agit d j de r soudre un autre probl me li au SIG le manque de donn es adapt es au suivi des ph nom nes tudi s Le chapitre B 2 est ainsi consacr l laboration d une m thode d observation statique permettant de construire des indicateurs utiles un suivi circonstanci des ph nom nes g ographiques Nous inspirant de pratiques en g ographie nous proposons alors de d velopper une m thode d observation statique multi niveaux pour les SIG elle a pour objet la construction d informations sur les entit s observer partir d entit s d crites un niveau plus fin Proches des m thodes d analyses th matiques et permettant de construire des informations d taill es le principe d une m thode multi niveaux pour observer des ph nom nes g ographiques dans les SIG semble prometteur il est aussi complexe mettre en uvre car 1l se heurte son tour une autre difficult technique la gestion de repr
420. ntre donn es et ph nom ne observ Sibony 1991 fig B 1 8 que nous pr sentons de fa on plus d taill e en Annexe 3 Caract risation de l espace A in Fronti re Cloison Limite Interface Intersection Espace int gr Relation entre le domaine i Opposition Diff renciation D couverte technique et th matique pp ffi T A A Dans lun ou dans lautre Positionnement Entre les deux A l entre deux Figure B 1 8 Comment aborder l information g ographique partag e entre domaine th matique et domaine technique Il nous semble en effet qu il existe entre le producteur de donn es et l utilisateur th maticien un espace part enti re o les questions ne se posent pas en terme de d finition de LA bonne repr sentation mais o les questions s appuient sur les connaissances et les points de vue de chaque approche pour les int grer o le potentiel de chaque domaine de connaissances peut tre exploit au mieux pour laborer un SIG permettant d observer un ph nom ne Having knowledge in the problem domain or knowledge in the tool domain does not ensure that one is sufficiently skilled to carry out GIS data processing Skill arises not only from a mutual development of problem domain knowledge and tool domain knowledge but from an ability to carry out acts as a synthesis of these two kinds of knowledge Nyerges 1995 C est cet endroit pr cis que nous avons voulu nous positionner
421. nts plus localis s dans l espace et dans le temps d une zone pavillonnaire pr cise Cette application offre donc l analyse plusieurs probl matiques temporelles et aide ainsi exprimer le potentiel de la m thode d observation propos e 202 Figure C3 Repr sentation cin matique de l urbanisation pavillonnaire bleu sur une zone de Mame la Vall e du haut vers le bas en 1982 1987 1990 1994 1999 Extrait du MOS PARTIE C Cas de mise en uvre et d application Ces propri t s des objets g ographiques zones pavillonnaires contribuent faire de cette application un bon exemple pour pr senter ces travaux D autres consid rations plus techniques cette fois finissent de la transformer en exemple central pour cette th se L tude du ph nom ne d urbanisation pavillonnaire nous confronte en effet des conditions d application vari es des plus favorables o l on dispose de donn es explicites sur les zones pavillonnaires en tant que telles au cas o l utilisateur doit tenter de les reconstituer partir de donn es sur d autres objets par exemple des donn es sur le b tr du cas pr curseur o l on dispose d un mod le temporel sophistiqu permettant de retrouver les mutations g om triques et ou s mantiques d un objet au cas o les donn es se pr sentent sous forme de snapshot laissant a priori la dimension temporelle l observation visuelle des
422. nvestissements consentis AUE 2006 Elle propose pour cela d laborer une solution adaptative o par adaptative nous signifions une solution qui puisse int resser des utilisateurs aux profils vari s En particulier 1l faut qu il existe une configuration simple adapt e aux utilisateurs disposant d un minimum de moyens puisse voluer en fonction des besoins en s enrichissant par exemple de comp tences donn es et outils acquis au fur et mesure par les utilisateurs Cette application illustre galement une volution dans l utilisation des SIG o partant d une exploitation comme outils d observatoire on aboutit une utilisation comme outils d analyse et d aide la d cision Elle montre en particulier que des caract ristiques ex la densit utilis es dans une observation statique ex une carte de densit si elles sont con us comme des indicateurs de suivi dans une observation plus cin matique ex tude de la densification peuvent devenir des param tres d analyse dans une observation plus dynamique ex tude du lien entre la densification et la morphologie Ce dernier niveau d analyse o l on cherche des corr lations et ou des relations de causalit ouvre sur d autres analyses proches de la mod lisation et de la simulation urbaine PARTIE C Cas de mise en uvre et d application 11 Pour exprimer la capacit de leur logiciel tre une solution
423. objet ou une caract ristique un moment donn Nous ne poss dons quasiment pas d informations sur les mutations mis part les informations de mutations fournies au travers des couples d tats sous la forme indirecte du diff rentiel entre ces deux tats et les informations de changements r sultant de l utilisation des outils diff rentiels C est un fait les mod les de gestion temporelle ne mod lisent pas les objets temporels v nements Les outils d appariement et de calculs de diff rentiels ne permettent de saisir que des informations sur leurs effets et de fa on globale sans distinguer les effets provenant d un v nement des effets dus un autre Dans les SIG les moyens techniques les plus performants permettent au mieux de d crire l action cumul e des v nements travers des changements op r s sur les donn es et selon une typologie restreinte des changements Bref ils ne permettent de saisir aucun d tail sur le comment ces v nements se produisent et la fa on dont ils op rent sur les objets g ographiques aucune information sur le pourquoi ils se produisent aucune information m me sur leur identit le quoi En effet on ne les saisit pas on observe leurs effets On ne les distingue m me pas les uns des autres les effets observ s sont cumul s Seules les m tadonn es peuvent actuellement accueillir quelques informations leur propos cf A 3 p 86
424. observation d un ph nom ne dans un SIG L utilisation d un tel outil implique en effet de disposer de donn es g ographiques et donc d avoir pr alablement effectu un travail de mod lisation en informations g ographiques Il s agit donc d identifier et de construire des informations pour repr senter caract riser et suivre le ph nom ne tudier Cette application d taille l tape de formalisation technique Elle illustre en particulier le travail de mod lisation n cessaire pour disposer de l objet m so structurel indispensable l application de la m thode d observation multi niveaux Ainsi le premier cas nous permet de d cliner enti rement la m thode g n rique et de montrer comment exploiter certains modes d enrichissement propos s tandis que les deux autres applications se concentrent sur les deux tapes cl s de la mise en uvre la construction des indicateurs utiles au suivi du ph nom ne la caract risation B 2 5 3 p 146 et la mod lisation de l objet d observation principal la construction de l objet m so structurel B 2 5 2 p 136 PARTIE C Cas de mise en uvre et d application 201 PARTIE C Cas de mise en uvre et d application C 2 Le ph nom ne d urbanisation pavillonnaire Le suivi de l urbanisation pavillonnaire est un cas d application important pour la m thode d observation g n rique que nous proposons En effet il permet de mettre en
425. observation multi niveaux Dans cette tape l utlisateur s approprie la m thode d observation fig a 8 8 Apr s l avoir exp riment e il pourra demander des d veloppements compl mentaires ex introduction de nouveaux indicateurs de nouveaux th mes am lioration de la pr cision sur les indicateurs de strat gie temporelle plus sophistiqu e etc En fonction du besoin il s agira de revenir l une des tapes ant rieures de mise en uvre Par exemple le besoin d une plus grande pr cision sur les indicateurs peut impliquer de revenir l tape de construction des indicateurs dans la mise en uvre pour effectuer des d veloppements suppl mentaires ou bien impliquer de revoir le processus d s l tape de recensement des donn es dans l instanciation pour introduire des donn es micro plus pr cises La r alisation comprend cinq tapes fig a 8 9 Adaptation des donn es Au cours de l adaptation des donn es l utilisateur int gre les diff rents jeux de donn es Il effectue les pr traitements qui lui permettront de disposer dans le SIG des informations micro n cessaires pour l observation multi niveaux ex introduction des dates de version dans les bases poss dant un mod le par snapshots sans estampillage modification de structure des donn es pour introduire de nouveaux attributs enrichissement des donn es par g ocodage ou autre num risation etc 282 su
426. offre la possibilit d analyses statistiques plus nombreuses le fait de disposer d une composante g om trique et d une composante s mantique permet de faciliter les observations simples de type inventaire recensement localisation dans les SIG cf Annexe 4 B 1 2 3 Informations observer informations observables r le de la mod lisation en objet technique illustr sur deux exemples EXEMPLE 1 Les zones d habitat individuel dans le MOS La mod lisation du MOS se fonde sur une partition du territoire en parcelles unit s g ographiques d occupation des sols homog nes Les parcelles sont de fait des informations g ographiques par nature ce sont d ailleurs les seules que contient le MOS Par ailleurs le MOS permet d observer 83 types d occupations des sols diff rents Ces types sont impl ment s sous forme de code ex 41 pour P habitat individuel Ces codes constituent les valeurs possibles pour les cinq attributs que comporte la composante s mantique d une parcelle ces attributs correspondant chacun l tat de la parcelle une date donn e fig B 1 18 et B 1 19 parcelle parcelle Figure B 1 18 Mod lisation UML de l information g ographique par nature parcelle et de l information g ographique localis e zone d habitat individuel en 1982 dans le MOS L information parcelle comporte une composante g om trique de type p
427. ogressive de nouvelles zones Dans le sch ma de la figure C 7 on voit en effet qu un m me exemple d volution dans le MOS a o des zones sont recens es comme des zones d espaces verts dans plusieurs versions de la base et deviennent une certaine date zone pavillonnaire peut correspondre sur le terrain des volutions vari es des processus de mutations diff rents implantation rapide d une zone enti re b mont e en puissance densification lente c ou encore apparition insidieuse comme dans le ph nom ne de mitage d a Exemple d volutions d occupation des sols sur une zone s au U u zones d espaces verts zones pavillonnaire zone pavillonnaire b B 701e A KIRSA Changement brutal pavillon Figure C 6 Vers une observation comparative des zones pavillonnaires Evolution progressive ma tris e Changement progressif SOUMMOIS Figure C 7 Une m me volution g n rale peut correspondre des situations d taill es diff rentes Actuellement l implantation des lotissements correspond un changement brutal b Un promoteur unique se charge de construire d un seul coup tout un ensemble de maisons pour b n ficier d conomies d chelle La mont e en puissance des lotissements au d but du 20i me si cle a Suivi un mouvement d volution progressive c que l on retrouve aujourd hui dans la densification de certaines zones
428. oire du ph nom ne ou son processus Kelmelis 1998 Choisissant d introduire les faits spatiaux sans se limiter l tude de la forme temporelle du ph nom ne ils tentent alors l aide d analyses cin matiques et dynamiques d tudier son histoire voire son devenir L tude des ph nom nes volutifs s int resse aux changements leur localisation dans le temps leur nature et leur origine Ces informations ne sont pas toutes disponibles dans un SIG Lorsque la description est sous forme d tat successifs les changements ne sont pas directement accessibles Seule l int gration des mutations permet de les expliciter et leur localisation temporelle est alors souvent impr cise La description des caract ristiques des changements d pend de la mod lisation des mutations Quant la description de la forme et de l origine de ces changements elle est g n ralement inexistante faute de mod le pour les int grer Ainsi faute d informations sp cifiques sur les mutations rien ne permet par exemple avec les donn es du recensement de d terminer si un individu qui habite Paris en 1999 et en 2004 n a pas d m nag entre temps et pourquoi il est Paris en 2004 La mod lisation dans les SIG contraint ainsi l observation des ph nom nes volutifs L int gration des mutations devient alors un moyen pour introduire des l ments sur les faits temporels dans une repr sentation par ailleurs presqu
429. oitation de moyens de gestion temporelle labor s 18 une typologie plus d taill e que la typologie effective sur les donn es destruction cr ation et plus factuelle que celle qui regroupe des changements l mentaires pour pr senter des volutions plus complexes scission fusion agr gation 193 PARTIE B Suivi de ph nom nes g ographiques avec un SIG composante s mantique ___Jattributs 4 objet N g ographique est associ primitive mane composante g om trique fig a Exemples de destruction cr ation la Tour Montparnasse la FNAC A ET e RE RE modification Exemple de modification s mantique la gare d Orsay E s mantique r modification g om trique Figure B 3 19 Cinq types de changements sur les informations g ographiques Informations temporelles sur les donn es m so Supposons qu ind pendamment des donn es obtenues par la m thode que 19 On retrouve ici le lien entre le multi nous avons d velopp e l utilisateur poss de une base d crivant l objet niveaux dans un SIG et le multi niveaux en observ au niveau m so pour laquelle 1l b n ficie de moyens de gestion statistiques I ne s agit pas d un simple glissement s mantique cf p 123 mais compl mentarit pour temporelle sophistiqu s Il est alors capable de suivre facilement d une v ritable l volution de l objet m so dans cette base et de sui
430. olutions Ce principe est celui exploit par l quipe de MacMaster 2006 pour d velopper le NHGIS National Historical Geographic Information System R solvant de nombreux probl mes techniques de g n ralisation entre autre pour maintenir la coh rences du support et disposer d une partition de r f rence commune pour tous les recensements effectu s depuis 1790 aux Etats Unis ils proposent de faciliter aux utilisateurs les tudes d volutions de nombreuses caract ristiques d mographiques sur une large p riode de temps www pop umn edu Cependant un probl me pos par l utilisation de telles unit s est li au fait que les ph nom nes tudi s ne se localisent pas forc ment en fonction d un d coupage pr d termin induisant alors des distorsions dans les observations C est le cas par exemple de l occupation des sols Le MOS de l IAURIF propose une solution originale pour observer ces volutions sur la r gion parisienne qui consiste d finir une partition adapt e et de la maintenir comme telle dans le temps l aide de sous partitions Cependant le mod le utilis s il facilite les inventaires temporels et le suivi des volutions des parcelles de r f rence ne permet pas d introduire des caract ristiques suppl mentaires adapt es l analyse d taill e d une occupation des sols sp cifique La m thode g n rique d observation multi niveaux labor e dans cette th se propose d
431. olygone et une composante s mantique constitu e de 5 attributs OCS occupation des sols 5 dates diff rentes L information zone d habitat individuel en 1982 est repr sent e sous la forme de la valeur 4l pour l attribut OCS en 1982 de l information parcelle les valeurs des autres attributs pouvant prendre n importe quelle valeur parmi les 83 sp cifi es dans le MOS 108 13 Le choix d impl menter un code s explique par des raisons techniques il est plus rapide plus simple et plus s r de rentrer un code au lieu d une cha ne de caract res ex 41 au lieu de zone habitat individuel PARTIE B Entre donn es et ph nom nes observ on trouve les zones pavillonnaires de 1982 au niveau de l attribut occupation des sols en 1982 OCS 1982 41 OCS 1987 code 1 JOCS 1990 code 2 OCS 1994 code 3 OCS 1999 code 4 parcelle est associ e Dans le MOS la zone pavillonnaire est une information localis e et non pas une information g ographique par nature Figure B 1 19 Mod lisation HBDS de l information zone d habitat individuel en 1982 dans le MOS Si l on veut observer les zones d habitat individuel ZHI de 1982 1l faut faire une requ te sur l attribut des parcelles correspondant la date 1982 s lectionner les parcelles telles que code d occupation des sols en 1982 4I On obtient alors un sous ense
432. om ne tudi en compl mentarit avec les applications pr existantes sans pour cela reporter sur lui la gestion du probl me des repr sentations multiples entre la repr sentation pr existante et celle construite pour l observation En revanche cela implique que le lien entre la repr sentation sous forme d agr gation et celle sous forme d information par nature ne peut pas tre uniquement d ductif la repr sentation par nature pouvant exister ind pendamment gt le lien multi niveaux ne peut pas tre a priori est directement d duit de Ayant suppos que l utiisateur puisse travailler par ailleurs avec une repr sentation de l objet d observation principal il nous faut disposer d un lien qui puisse s adapter aux cas o la repr sentation de l objet principale pr existe de fa on ind pendante de l agr gation des objets l mentaires Une unique base de donn es possibilit d int grer plusieurs types de donn es La m thode de Boffet 2001 adopte une approche multi chelle 1il s agit de d duire d une m me base de donn es la BD TOPO en l occurrence une repr sentation pour chaque niveau d observation Nous envisageons la possibilit d utiliser plusieurs repr sentations sous forme d agr gation d objets l mentaires et d exploiter pour cela plusieurs types de donn es ventuellement issues de bases de donn es d origines diff rentes Par exemple nous env
433. om nes g ographiques nous nous situons dans cette perspective o l espace et le temps participent galement aux ph nom nes A 2 1 2 L approche continue l approche discr te L observation de ph nom nes comme toute analyse implique une tape de mod lisation pr alable L approche adopt e et le mod le utilis diff rent suivant le r le donn au temps et l espace PARTIE Etudes de ph nom nes g ographiques Partant de la distinction entre fait et ph nom ne effectu e par Paul Janet cit par Lalande 1997 un fait est un ph nom ne arr t pr cis et d termin ayant des contours que l on peut saisir et dessiner il implique une sorte de fixit et de stabilit relative Le ph nom ne c est le fait en mouvement c est le passage d un fait une autre qui se transforme d instant en instant Nous distinguons deux fa ons de d crire les ph nom nes une approche continue principalement tourn e vers le mouvement et une approche discr te fond e sur les faits L approche continue consid re le ph nom ne comme un mouvement o il n y a pas de faits pr cis et d termin s il n y a que des nuances c est a dire des passages insensibles d un ph nom ne un autre P Janet cit par Durand Dast s 2005 Les descriptions continues saisissent la forme du ph nom ne dans l espace ET dans le temps Il s agit souvent de descriptions sous forme de formules math mati
434. om trique de l objet m so et ayant comme attributs ceux de l objet m so et ceux calcul s pour caract riser l agr gation d objets micro Figure B 2 23 Les tapes purement Figure B 2 24 Sch ma pratique de la formelles de la m thode d observation m thode multi niveaux les diff rentes multi niveaux Toutefois notons ici qu une condition essentielle pour pouvoir appliquer ce sch ma de mise en uvre de la m thode propos e et donc de pouvoir effectuer une observation multi niveaux repose sur une hypoth se de d part l utilisateur dispose d une repr sentation de l objet m so tapes de sa mise en oeuvre 135 PARTIE B M thode d observation multi niveaux B 2 5 2 Cas o l emprise d agr gation n est pas donn e Pour pr senter le principe de la m thode d observation multi niveaux nous nous sommes plac s dans le cas o l on disposait d une repr sentation de l objet m so et nous avons montr comment enrichir cette description en introduisant des informations obtenues partir d un niveau plus fin Il nous faut cependant maintenant envisager les situations o le th maticien d signe comme objet d observation principal ad quat un objet pour lequel il n existe pas de repr sentation sous forme d information par nature fig B 2 25 et B 2 26 voir Partie C le cas de l ambiance urbaine Dans le cas o cette repr sentation n existe pas l utilisateur ne
435. omme point de vue des chercheurs issus de disciplines diff rentes tudient des aspects divers d un m me ph nom ne Certains s minaires scientifiques illustrent la compl mentarit des approches diff rentes issues de disciplines vari es ex sur le risque sur le d veloppement durable 52 FigueA215 Syst me de r f rence de l observateur extrait de En hauteten bas d Escher PARTIE Etudes de ph nom nes g ographiques La sp cification des informations g ographiques utilis es pour observer un ph nom ne dans un SIG implique de pr ciser l ensemble des syst mes de r f rence les syst mes de r f rence techniques car les informations doivent tre repr sent es en donn es et th matiques car les informations mod lisent les entit s Or si les syst mes de coordonn es sont sans ambigu t la g od sie les d termine enti rement et exclusifs dans un SIG des donn es issues de syst mes diff rents ne peuvent tre observ es conjointement sans changement de coordonn es les syst mes de r f rences th matiques sont plus ouverts en raison de la complexit des ph nom nes Ainsi nous constatons que m me si l observation d un ph nom ne se concentre sur un aspect particulier il existe souvent des relations avec des th mes connexes Il est alors possible de compl ter les informations avec des l ments issus de syst mes de r f rences th matiques diff rents sans sortir du sys
436. on m so structurelle en remplacement de la zone pavillonnaire pour construire les agr gations d objets micro servant caract riser l urbanisation pavillonnaire Quand il existe une repr sentation de l objet observ sous forme d information g ographique par nature Ex si l information g ographique zone pavillonnaire n existe pas des empriss Les emprises JT D Information Information g ographique m so structurelle quartier quartier pour la zone pavillonnaire T m Informations micro ss E Ban o g A o b Int gration nk Ee Me micro s lection d une extraction de la utilisation de ETE information composante l information g constitution de compatible g om trique m so structurelle f lagr gation E 129 7 127 Jon 5 5 5 5 fer Il existe une autre Information Telle un emporte pi ce Agr gation d l ments information g ographique m so structurelle l information m so structurelle participant l observation emprise compatible est utilis e pour multi niveaux agr ger les objets micro Figure B 2 31 M thode d observation quand il existe une information m so structurelle de substitution 141 PARTIE B M thode d observation multi niveaux b2 Parfois 1l ne suffit pas de prendre un objet g ographique 1l en faut plusieurs Par exemple si la zone pavillonnaire n existe pas on peut effectuer l a
437. on ne poss de pas de repr sentation et que l on d cide alors de l identifier l agr gation des objets l mentaires par exemple dans la figure B 2 3 la ville n existant pas on a choisi de l identifier l emprise du b ti Le lien entre les deux repr sentations est alors d ductif l un se d duit de l autre cf figure B 2 4 Le multi chelles g n ralise ce lien cf B 2 2 1 1 118 FigueB23 Observation d une ville partir des objets b timents Pour observer l objet ville Boffet 2001 p 102 exploite les objets b timents qu elle dilate l aide de buffer de 25m a puis elle prend l enveloppe englobante des buffers agr g s b pour obtenir une repr sentation de la ville Dans ce cas la repr sentation de l objet principal d observation est d duie des objets l mentaires objet principal on part des objets l mentaires PARTIE B M thode d observation multi niveaux L utilisateur dispose C d une repr sentation sous forme d infor D mation par nature pour les b timents mais pas pour les zones urbanis es b timent agr gation Dans le SIG on peut de b timents construire partir de fonctionnalit s g om triques et topologiques ex buffers des ABI EAN agr gations de de b timents b timents identification de l agr
438. on qui d crit le mouvement tudi On tudie ses caract ristiques par exemple on cherche les points d inflexions les intervalles de croissance d croissance de constance on tudie la continuit du mouvement En tant que transformation graduelle assez lente l volution peut cependant s envisager galement dans une approche discr te L tude d un ph nom ne volutif porte sur sa forme temporelle Dans une approche discr te on s int resse alors aux v nements identifi s des faits temporels Par exemple dans une analyse statique on observe leur localisation leur type leur r partition dans le temps A l aide d une analyse cin matique on regarde leur encha nement on reconstitue le mouvement du ph nom ne dans le temps Plus g n ralement on tente de d couvrir un sens au mouvement le mot sens signifiant ici une direction le ph nom ne va t il en s accroissant en diminuant dans le temps volue til de fa on chaotique est il p riodique On regarde les variations de quantit de direction de rythme etc Dans une analyse plus dynamique on s int resse au sens des ph nom nes volutifs o le sens est compris comme une signification Ainsi certains consid rent que chaque position spatiale en s int grant dans une suite de transformations participe non seulement d un mouvement dans l espace mais galement d un mouvement plus global que l on pourrait appeler l hist
439. oncernant un territoire au lieu d une organisation les SIG permettent aux d cideurs de s lectionner les informations g ographiques selon plusieurs crit res g om triques s mantiques et ou topologiques Ils donnent acc s de mani re interactive une information pertinente pr sente sous des angles multiples selon les besoins En revanche ils peinent encore d tecter des informations strat giques partir d informations archiv es Plus encore ils ont du mal exploiter la dimension temporelle des informations qu ils g rent ce qui restreint de fait leurs capacit s d duire des informations nouvelles effectuer des analyses et des pr visions et limite leur usage comme outils d aide la d cision 1 4 Int gration de la dimension temporelle dans l observation des informations g ographiques Il existe des SIG d analyse sophistiqu s Toutefois lorsqu il s agit d informations g ographiques temporelles l usage des SIG se rapproche souvent du SIG d inventaire spatio temporel visuel Ainsi la sp cificit des informations g ographiques diff rencie l encore les SIG AD des autres SIAD En particulier concernant leur capacit d couvrir des tendances des corr lations ou encore de nouvelles connaissances 1ls manquent encore des outils pour le faire g omining et plus 39 PARTIE Les SIG des outils d di s Aux informations g ographiques fondamentalement 1ls ne parviennent p
440. one state into the next States have duration and are therefore represented by time intervals Some conceive of events as instantaneous and thus represent them as points others consider them to be truncated but potentially telescoping intervals for example Allen 1983 Allen 1984 Within the simple framework of discrete but linear time a number of issues arise La mod lisation de la dimension temporelle dans les SIG est un probl me plus complexe encore puisque les contraintes techniques s ajoutent la difficult conceptuelle que les mod les propos s en standard par les logiciels de SIG simplifient parfois l extr me Une piste de recherche consiste effectuer des d veloppements informatiques pour enrichir les mod les existants Badard 2000 Dans le cadre d applications de type observation notre approche lui est compl mentaire elle exploite les mod les existants et propose une m thode pour enrichir ces mod les avec des informations qu ils soient capables de g rer A 2 2 3 Etudes des volutions Comme pour la dimension spatiale apr s avoir voqu les syst mes de r f rence temporels nous proposons de distinguer diff rentes tudes d volutions Les recherches en psychologie cognitive qui ont montr 58 PARTIE Etudes de ph nom nes g ographiques l importance du mod le lin aire une dimension fig A 2 19a ont galement mis en avant l utilisation de termes avant a
441. ons de mises jour Certains proposent des moyens pour reconstituer automatiquement la s rie temporelle des tats d un objet g ographique d autres se limitent proposer un ensemble de donn es ind pendantes Certains consid rent les mises jour comme les tapes d un processus d volution d autres les int grent comme des op rations autonomes dont ils ne retiennent que le r sultat final parfois de fa on globale au niveau d un jeu de donn es et pas de chaque donn e Il est important de remarquer qu aucun de ces mod les ne propose d informations explicites sur les changements intervenus sur les donn es Ces mod les qui int grent la dimension temporelle fournissent uniquement un lien pour relier les tats avant apr s Ils ne permettent pas de d crire le changement intervenu entre les deux Des outils et des m thodes issus de d veloppements informatiques sp cifiques existent toutefois qui peuvent venir compl ter les mod les d int gration des mises Jour en fournissant des l ments directs sur les changements op r s sur les donn es Nous en pr sentons trois du plus standard au plus compliqu mettre en uvre la clef MDS la journalisation les m thodes et outils d appariement et de calculs de diff rentiels Il faut noter ici que l int gration de ces outils et m thodes ne permet toutefois pas de mod liser directement les faits temporels que sont les v nement
442. onvivialit des commerces S lection des indicateurs Dans cette tape il s agit de pr ciser les indicateurs utilis s pour caract riser le ph nom ne Cette tape prolonge la pr c dente Elle affine le choix des caract ristiques et d termine la fa on de les obtenir Les indicateurs pourront tre class s par type d analyse mise en jeu pour pr parer les d veloppements de la m thode sp cifique et les ressources pour les calculer logiciels expertises pourront tre recens es 280 instanciation Identification de l objet m so observ Recensement des bases de donn es tudes des donn es Identification d indicateurs Figure a 8 3 Les tapes de l instanciation Exemple de questions trait es dans les tapes de l instanciation Quelles sont les donn es qui pourraient fournir une repr sentation de l objet m so ou d l ments de partition ad quate Quelles bases de donn es pourraient contenir des informations int ressantes sur le ph nom ne un niveau micro Quelles sont leurs sp cifications Sous quelles formes quelle mod lisation les informations sont elles repr sent es localis es localisables par nature Avec quelle pr cision Quelles donn es support Quelles qualit s Quel mod le de gestion temporelle est utilis pour chaque base Dates des mises jour Combien de syst mes de donn es doit on construire Quels ty
443. oppement urbain ne prend pas la m me forme n1 la m me intensit dans les diff rentes agglom rations cf figure A 2 21 PARTIE Etudes de ph nom nes g ographiques 61 PARTIE Etudes de ph nom nes g ographiques ce E te g j z wi WLA z a E g ographique Par exemple les formes d urbanisation varient suivant les r gions tudi es Ainsi on ne trouve pas de favela droite en France Pour les ph nom nes g ographiques l espace ne sert pas seulement de support il devient une composante part enti re du ph nom ne Cette remarque renvoie la distinction que l on peut faire entre l espace comme r ceptacle d objet ou comme place topos pour Aristote et l espace en tant que syst me de relation entre des objets mat riels signifiant que la localisation dans l espace est une propri t des objets mat riels qui stipule que la localisation se distingue de l objet qui s y positionne Petit Robert 2001 Ainsi l espace g ographique ne s exprime pas seulement en terme de distance ou de forme Les portions d espace sont d sign s par des termes de la langue courantes ex lieu r gion ou aire Les g ographes ont tent de donner ces termes des sens pr cis et limit s Ils d signent des portions d espace qui poss dent un ensemble de caract ristiques propres qui les sp cifie ex un lieu touristique une r gion ru
444. ore mais de fournir galement un outil pour les int grer pour les g rer pour les traiter au mieux et m me pour les suivre alors qu elles sont toujours changeantes Nous pensons que les SIG pourraient y contribuer 242 Abbott 1998 Abbott E A Flatland a romance of many dimensions Penguin books 1998 144p Allen 1983 Allen JF Maintaining knowledge about temporal intervals Communications of the ACM 26 pp 832 843 Allen 1984 Allen JF Toward a general theory of action and time Artificial Intelligence 23 2 pp 123 154 Allen et Sanglier 1979 Allen P M Sanglier M A Dynamic Model of Growth in Central Place Sytem Geographical Analysis 11 p 256 272 1979 Badard 2000 Badard T Propagation des mises jour dans les bases de donn es g ographiques multi repr sentations par analyse des changements g ographiques Th se de doctorat s Sciences de l Information G ographique Universit de Marne la Vall e soutenue le 15 d cembre 2000 Badard et Lemari 1999 Badard T Lemari C Prapagating updates between geographic databases with different scales Chapter 10 Innovations in GIS VII GeoComputation Atkinson P and Martin D Eds Taylor and Francis London 1999 12P Banos et Thevenin 2003 Banos A Thevenin T R v ler les rythmes urbains quotidiens 6i mes rencontres de Th oQuant Besan on F vrier 2003 Bararino 2005 Bararino N De la
445. orels Ils correspondent aux change ments entre tats Ne poss dant pas de mod lisation explicite ils ne peuvent tre saisis qu travers leurs effets Leurs causes leurs origines ne peuvent pas tre int gr es Swiaczny 2001 La mise en uvre technique et informatique dans les SIG s appuie sur des mod les de gestion des mises jour A 3 2 3 1 et sur des m thodes et outils d extraction des changements A 3 2 3 2 Cependant cette simplification introduit des difficult s suppl mentaires pour celui qui veut observer un ph nom ne g ographique avec un SIG De fa on un peu caricaturale on peut en effet affirmer que le temps des informaticiens n est pas celui des th maticiens L impl mentation du temps dans les SIG ne correspond pas exactement l observation de ph nom nes g ographiques et plus g n ralement l observation de donn es sur un ph nom ne n quivaut pas l observation du ph nom ne lui m me In order to create a truly time integrative GIS the focus has to change from spatial to temporal and from analysing changes between events to the analysis of change itself Ott et Swiaczny 2001 En effet l op ration de mise jour des donn es consiste introduire des changements dans la base de donn es pour refl ter au mieux la r alit du terrain Elle ne refl te pas exactement les volutions de ce terrain Elle peut par exemple introduire des changements de type cor
446. ormation d informations localis es en informations par nature voir le travail sur les zones pavillonnaire du MOS p 108 acqu rir des donn es nouvelles par g ocodage de fichiers non g ographiques par enqu tes terrain ou par num risation etc effectuer des analyses pr alables pour disposer d attributs micro suppl mentaires et permettre ainsi de calculer les indicateurs m so correspondants Par exemple le calcul pr liminaire d une caract ristique de forme pour le b ti ex la concavit permet ensuite ANNEXES mise en uvre tude de l aspect temporel Construction des informations supports Construction des indicateurs Figure a 8 6 Les tapes de la mise en oeuvre Exemple de questions trait es dans les tapes de mise en uvre Quels sont les mod les de gestion temporelle associ s chaque base Peut on mettre en place une observation plusieurs niveaux emboft s Combien de syst mes de donn es doit on d finir Quelles sont les dates de mise jour Sont elles compatibles Si non utilise t on une fonction d interpolation et laquelle Existe til une donn e repr sentant l objet m so g ographique Sa composante peut elle servir pour l agr gation est elle compatible avec les syst mes de donn es principaux Si non quelle strat gie adopter pour d finir l emprise d agr gation cf B 2 4 3 Figure a 8 7 premi re partie Les questions t
447. ormation m so structurelle sous forme de partition 151 PARTIE B M thode d observation multi niveaux D ou Informations micro E E gag D OU mg mm Us o g A E o a M a M constitution de l information m so structurelle Int gration objets micro s lection d une extraction de la utilisation de Tne a nam na a information r composante l information 0 LE constitution de aus 7 r P E r a R T g om trique m so structurellefa m o l agr gation RS PR un nn en O _ P a oO La r union des informations Information Telle un emporte pi ce Agr gation d l ments m so structurelles est m so structurelle l information m so structurelle participant l observation utilis e pour construire est utilis e pour multi niveaux P emprise du ph nom ne agr ger les objets micro rappel Principe g n ral de la m thode d observation dans le cas d une information m so structurelle sous forme de partition l ments de d part Premi re tape l agr gation Deuxi me tape la caract risation Agr gation en utilisant pour Caract risation de l agr gation des emporte pi ce l union des objets micro par analyse r f rence spatiale Les informations g ographiques composantes g om triques des utilis es dans le SIG objets m so structurels servent objet m so structurel objet m so structurel uniquement emprise du ph nom ne compos
448. ortance relative Il existe en effet des informations g ographiques essentiellement s mantiques Dans ce cas la composante g om trique se r duit un point tandis que la composante s mantique comporte un tr s grand nombre d informations par exemple dans les DDE Directions D partementales de l Equipement l application SIG g re les accidents sous forme de ponctuels associ s pr s de 300 attributs A l inverse certaines donn es sont essentiellement g om triques et contiennent peu d informations s mantiques c est g n ralement le cas des donn es g n ralistes supports comme la BD TOPO de l IGN qui servent recevoir ou positionner d autres informations plus th matiques Tr s compl mentaires dans l analyse de ph nom nes g ographiques elles ne font g n ralement pas appel aux m mes outils d analyses Dans le paragraphe B 1 2 2 nous proposons une typologie pour les diff rencier en vue de formaliser leur int gration sous forme de donn es g ographiques et permettre ainsi de mieux les exploiter A 1 2 4 3 La composante topologique La composante g om trique est une information de positionnement absolu li un r f rentiel alors que la composante topologique est une information sur le positionnement relatif des objets entre eux Elle regroupe les informations topologiques qui sont par d finition math matique des informations invariantes par hom omorphisme qui entrent dans une a
449. ous tudions l volution des zones pavillonnaires nous avons eu loccasion d observer l apparition de structures nouvelles constitu es de petits b timents align s repr sent s en rouge dans l extrait ci dessus nous laissant croire un temps qu un ph nom ne urbain nouveau se produisait Une photo interpr tation temporelle partir de clich s plus anciens a mont que ces b timents taient des garages et qu ils avaient toujours exist Ces b timents pr sent s comme de nouveaux b timents dans la base de donn es correspondaient en fait du b ti d ja anciens 7 qu il s agisse des sp cifications de contenu ex regroupement de deux attributs en un seul qui les r sument ou de saisie ex modification de la surface minimale requise pour qu un objet g ographique surfacique soient repr sent es sous forme de polygone Pour aider les utilisateurs a identifier ces modifications il importe de constituer des m ta donn es donn es sur les donn es bien renseign es en particulier pour les changements de sp cifications de saisie qui ne sont pas explicit es dans la base de donn es 8 Pour chacun de ces aspects plusieurs formes de solutions se pr sentent g n ralement au technicien producteur Par exemple pour la collecte il doit d cider la fa on dont il souhaite l organiser sous forme d une unit d di e ou en unit s d centralis es ou encore s il essaie d ta blir des p
450. ous distinguerons trois types d objets fig A 1 2 l entit l objet g ographique l objet informatique les entit s d signeront des objets r els c est dire des objets appr hend s relativement au terrain physique les objets g ographiques que nous noterons objets g ographiques en italiques seront le r sultat d une s lection d une repr sentation et d une conceptualisation par un th maticien les objets informatiques que nous noterons objets informatiques en utilisant un entre cote en r f rence la cha ne de caract res en informatique seront le r sultat de la formalisation d objets g ographiques pour les adapter la mod lisation propre aux SIG 22 2 On peut discuter de l existence de l objet r el de fa on philosophique Toutefois nos travaux se centrant sur la mod lisation des informations g ographiques et sur les donn es dans les SIG ils n abordent qu indirectement les entit s Nous avons donc postul que cette existence tait vraie 3 UML unified modeling language est un formalisme standard de mod lisation un langage graphique pour aider l analyse et la conception orient es objet d fini par OMG objet managment group et issu des travaux de Grady Booch 4 En informatique instancier signifie donner une valeur particuli re un mod le g n rique ou encore cr er une donn e qui r ponde au mod le entit
451. par exemple en g omorphologie Elle est utilis e pour repr senter beaucoup d objets g ographiques ex le b ti les carrefours complexes Or les SIG ne proposent que des primitives 2D polygone polylhigne point ce qui les emp chent de g n rer une vraie 103 PARTIE B Entre donn es et ph nom ne observ 3D Abbott 1998 L utilisateur doit donc adapter son mod le Suivant les cas 1l choisira ou bien d exploiter les moyens de mod lisation offerts par les SIG Par exemple pour des carrefours complexes o plusieurs niveaux se superposent 1l peut choisir d utiliser la composante s mantique pour traduire la composition du carrefour ex cr ation d un ponctuel carrefour complexe avec comme attribut l identifiant et l altitude des tron ons superpos s Cette option permet de g rer sous forme descriptive les informations n cessaires l analyse de s adapter aux mod les de simili 3D propos s parfois sous forme de modules dans les SIG exporter les analyses 3D dans des outils math matiques d di s et int grer une partie des r sultats dans le SIG cf certains travaux en hydrologie de compl ter les primitives standards par des d veloppements suppl mentaires de l ordre de la recherche par exemple les travaux de Poupeau et Bonin 2006 qui proposent d abstraire les objets l aide de primitives emprunt es la cristallographie Ces carts de mod
452. par l utilisateur Par ailleurs les informations produites avec la m thode propos e sont donn es sous la forme d attributs d un objet g ographique par nature repr sentant l entit g ographique sous forme d un objet au niveau m so Ces informations sont donc directement accessibles Ces apports de la m thode d observation multi niveaux gamme d chelle adapt e pour une observation au niveau ad quat partir d informations explicites directement accessibles par requ tes standard l mentaires facilitent de fait l observation de ph nom ne dans un SIG Des informations qui viennent enrichir les observations La m thode que nous pr sentons en s appuyant sur une agr gation des informations par emprise assure une double compatibilit la compatibilit entre les informations sur l objet tudi pouvant tre disponibles par ailleurs au niveau m so et les informations m so structurelles construites partir de l agr gation d informations micro la compatibilit entre elles des informations m so structurelles issues de donn es micro vari es La m thode permet ainsi d int grer dans une m me observation des informations existantes et les informations construites des informations nouvelles issues de bases de donn es diff rentes portant sur des th mes vari s Elle peut servir introduire une plus grande diversit d indicateurs pour une observation plus riche Elle peut ainsi servir de
453. patio temporal data Springer 2001 Ourednik 2005 Ourednik A Cellular segrgation toward a retroactive socio spatial segregation model 7i me rencontre de Th oQuant 2005 Besan on 24 26 1 2005 Pastor 2004 Pastor J Conception d une l gende interactive et forable pour le SOLAP Universit Laval facult de foresteris et de g omatique Ma trise en sciences g omatiques 2004 Petit 2000 M moire et projet du pavillonnaire in M moire et projet du pavillonnaire en Nord Essonne Cahier de la maison de banlieue N 3 Centre culturel d Athis Mons Mars Avril 2000 PetitRobert 2001 Le Petit Robert dictionnaire de la langue fran aise ditions Le Robert Seuil 2001 Peuquet 2002 Peuquet D Representations of Space and Time Guilford New York 2002 Peuquet ef al 1998 Peuquet D Smith B Brogaard B The ontology of Fields report of specialist meeting held under the auspices of the varemius Project Talks and discussions at the specialist meeting Bar Harbor Maine June 11 13 1998 Peuquet 1986 Peuquet D The use of spatial relations to aid spatial database retrieval Proceedings of the 2 International symposium on Spatial Data Handling pp 459 471 Pornon 1990 Pornon H Syst mes d information g ographique des concepts aux r alisations Herm s 1990 Poupeau et Bonin 2006 Poupeau B Bonin O 3D analysis with high level primitives a cristallographic approach Proceedings of SDH 06 Vie
454. perposition de b timents cf figure a 7 11 a Elle a permis galement de distinguer les modifications g om triques b nous avons cependant montr dans le chapitre B 3 le risque d une pr interpr tation des volutions s agit t il d une modification ou d une destruction cr ation voire m me d une correction dans la base Elle a permis aussi de saisir automatiquement des modifications s mantiques Cependant dans le cas de la BD TOPO les informations s mantiques n tant pas nombreuses il y avait peu de possibilit s de changement On peut d ailleurs parfois se demander si ceux identifi s correspondent des modifications r elles ou bien s il s agit de mises niveaux de la base cf A 3 p 71 72 comme dans le cas c la m thode d appariement d cel une modification d un b timent quelconque en b timent religieux catholique glise Ces d fauts d interpr tation ne seraient alors pas imputables la m thode d extraction des changements mais aux donn es elle m mes 213 ANNEXES a 7 2 El ments d application pour l observation de l imperm abilisation de sols Une partie importante de cette application repose sur la constitution des donn es d chantillon Il s agit ici de bien r partir les surfaces imperm abilis es observ es partir d une photographie a rienne en fonction des objets topographiques voisins ceci afin d obtenir les relations g n ral
455. pertinent Partant du raisonnement que les commerces qui font l ambiance d une rue sont ceux qui donnent sur la rue nous avons alors d fini un voisinage topologique nous avons s lectionn toutes les parcelles qui avait une limite commune avec la rue et nous les avons agr g es pour d finir le voisinage du tron on d ambiance urbaine Ce choix nous ramenait au cas b2 d une information m so structurelle sous forme d une partition d objets g ographiques en l occurrence les parcelles Figure C 24 L animation comme caract ristique de l ambiance d un tron on de rue dd ho D PARTIE C Cas de mise en uvre et d application elle est tr s sp cialis e Ainsi nous avons constat que l une des deux zones g ographiques choisies pour l application la rue Esquermoise Lille poss de une dominante marchands de meubles un peu l image du faubourg Saint Antoire Paris Les conomistes ont montr l avantage apport dans certains secteurs par la sp cialisation commerciale des tron ons de rue en particulier pour les restaurants ou l habillement Sillard 2003 Lorsque l on consid re l animation par l activit commerciale les cellules vides c est dire les boutiques sans activit cf figure C 25 sont des lieux sans offre pour le passant et sans demande d un point de vue conomique qu il importe de relever Elles deviennent alors le sympt me d une
456. pes d objets m so structurels pour chacun Quelles donn es micro Quels indicateurs permettront elles de construire Quels indicateurs Sont ils statistiques g om triques topologiques O trouver des moyens pour les calculer Figure a 8 4 Les questions trait es lors de l instanciation 7 Disponible est prendre ici dans le sens large Il regroupe l ensemble des donn es que l utilisateur peut mobiliser pour son observation a 8 2 2 La mise en uvre La mise en uvre fixe les diff rents l ments de la m thode Elle s appuie sur la m thode sp cifique et int gre les donn es et moyens disponibles pour construire l application Elle d taille comment construire l emprise d agr gation lorsqu elle n est pas donn e Elle sp cifie le travail d adaptation et d int gration des donn es micro Enfin elle indique comment obtenir chaque indicateur Les diff rents choix tiennent compte des moyens de l utilisateur final pour assurer l ad quation de l application r sultante fig a 8 5 Utilisateur m thode sp cifique mise en uvre gt application Disponibilit des donn es Disponibilit s des fonctionnalit s d acquisition et de traitements de donn es Technicien Figure a 8 5 Mise en uvre d une m thode sp cifique La mise en uvre comprend trois tapes fig a 8 6 qui peuvent se d cliner sous forme d une s rie de questions fig a
457. plicite entre les tats simple exploiter L existence d un lien entre les tats de l objet et surtout entre les tats de ses caract ristiques qui soit exploitable dans les SIG standards r sulte de trois faits conjugu s Les tats d objet et les tats de caract ristique correspondent des descriptions en fonction du temps respectivement du m me objet et du m me indicateur sur le m me objet Il y a donc continuit de la chose observ e Cela a donc du sens de comparer ces descriptions et de tenter de les suivre pour observer leur volution La gestion des tats de caract ristiques dans un SIG est simplifi e par la formulation math matique des indicateurs servant leur calcul La forme cin matique de ces indicateurs donn s comme une fonction du temps tablit implicitement le lien temporel n cessaire au suivi des diff rents tats de ces indicateurs L hypoth se d emprise constante entra ne la comparabilit des indicateurs dans le temps La m thode d observation multi niveaux utilise l emprise de l objet m so observ ou quand elle n est pas disponible une emprise de substitution correspondant l objet m so structurel cf B 2 p 134 143 pour d finir des ensembles d objets micro Elle caract rise ensuite ces ensembles pour obtenir des informations sur l objet m so un niveau de description micro plus fi
458. pollutions Aider PARTIE C Cas de mise en uvre et d application 219 PARTIE C Cas de mise en uvre et d application d terminer ce coefficient revient ainsi participer modestement l ensemble constitu par ces tudes La m thode d observation du coefficient d imperm abilisation propos e en tablissant des relations R peut galement contribuer des tudes strat giques concernant des projets d am nagements du territoire En se pla ant dans une perspective prospective ces relations peuvent servir tester diff rentes options d am nagements en simulant facilement les surfaces imperm ables g n r es dans chaque cas Au del d une m thode d observation de l imperm abilisation des sols ces travaux pourraient galement tre consid r s comme une contribution l observation de l urbanisation C 3 4 2 Enjeux d une m thode de suivi du coefficient d imperm abilisation avec un SIG Le suivi des surfaces imperm abilis es est un enjeu suffisamment important pour que l on ait d j tent d utiliser les SIG pour l am liorer environnement transport hauts de seine net Cependant les exp riences pr c dentes ont exploit es des bases de donn es d occupations des sols qui se sont av r es trop g n rales pour permettre d obtenir de bonnes estimations en effet deux portions de territoire ayant la m me occupation des sols peuvent tre associ es des surf
459. pond de fa on unique l objet repr sent par la donn e des attributs s mantiques et g om triques d crivant de fa on compl te l tat de l objet repr sent par la donn e ainsi que trois dates cr ation modification et destruction donnant des l ments sur la validit de l tat et de la donn e Chaque tat d un objet g ographique fix est repr sent par une donn e qui correspond alors une version diff rente de l objet Cette version n est pas explicit e par un num ro de version Elle est connue indirectement gr ce l identifiant d objet qui sert d terminer quelles sont les donn es versions du m me objet et la date de cr ation qui sert ordonner ces versions Ce mod le introduit galement un identifiant de modification appel num ro de r conciliation la r conciliation tant l op ration qui cr e une nouvelle donn e Cet identifiant permet de pointer vers un fichier de m tadonn es dite table des r concilhiations qui contient les informations sur les modifications effectu es sur la base Chaque r conciliation y poss de un num ro l identifiant et un contenu de la r conciliation d crivant l ensemble des changements op r s sur les donn es qui a conduit la cr ation de la nouvelle donn e Le champ contenu est rempli automatiquement gr ce un programme d velopp pour enregistrer la vol e le
460. poss de trois dimensions fig A 2 22 Nous avons d j vu que l tude conjointe de la dimension spatiale et de la dimension temporelle est complexe ce qui conduit g n ralement privil gier lune Quand Quoi des deux L ajout d une troisi me dimension accentue encore cette Se n cessit d une prise en compte diff renci e de chacun des aspects FigueA222 les trois dimensions d un Sinton 1978 va plus loin ayant not l incapacit des repr sentations ph nom ne g ographique 62 PARTIE Etudes de ph nom nes g ographiques int grer les trois composantes de l information g ographique 1l observe qu en fonction des applications et de la probl matique r soudre celles ci poss dent des statuts diff rents one is fixed at a constant value a second is controlled to a range of value and only the third can be measured on an interval or ratio scale Langran 1993 p 12 met en uvre ce constat dans une grille pour l analyse des repr sentations en donn es g ographiques fig A 2 23 Fixed Controlled Measured ails data tirne attribute location Topographic map tirne attribute location Census data tirne location attribute Raster imagery tirme location attribute Weather station reports location tire attribute Floods tables location tire attribute Tide tables location attribute tie Airline schedules location attribute tirne ing objects attribute location tie Figure A
461. pour aborder le probl me de l observation des ph nom nes l aide de donn es g ographiques dans une d marche qui consid re l information g ographique comme un m diateur entre l approche th matique et l approche technique fig B 1 9 L entre deux Entit s PA Informations SS Donn es s lection impl mentation g ographiques g ographiques g ographiques Figure B 1 9 Des informations g ographiques situ es l entre deux pour observer des ph nom nes g ographiques dans un SIG B 1 1 3 2 L analyse des informations g ographiques l entre deux L adoption de l entre deux comme point d observation repr sente un 4 De fa on sp cifique elle nous a aid changement de perspective De fa on g n rale ce positionnement permet vier une conception uniquement infor d exp rimenter des conceptions diff rentes en particulier sur des termes Does pouvant tre par ailleurs fondamentaux Lorsque les conceptions ne sont pas contradictoires tablir un lien entre elles permet de profiter de l apport 96 PARTIE B Entre donn es et ph nom nes observ des diff rents domaines dans lesquels ces conceptions op rent soit pour disposer d un domaine de conception f d rateur plus large fig B 1 10a comme pour la d finition du terme SIG cf note p 21 soit pour disposer de comp tences suppl mentaires pour mettre en uvre un processus d analyse complexe
462. pr s pour d crire les relations temporelles ex Les difficult s sont derri res nous maintenant Cela s est produit avant ton arriv e Pour Peuquet 2002 p 27 ces expressions exemplifies what appears to be two movement metaphors within the directionality of time one in which time and events contained within it is moving past the reference base and another in which the reference base is moving forward futurward past stationary events fig 2 19b et c Nous sugg rons de distinguer les tudes d volutions en fonction de la direction temporelle observ e pass futur La diff rence technique entre les deux types d analyses est t nue puisqu elles mobilisent les m mes outils Toutefois leur objet leur utilisation leur int gration dans les processus de d cision les distinguent plus fondamentalement les unes sont centr es autour de la collecte de donn es empiriques tourn es vers la description des ph nom nes observ es vers l laboration de connaissance bas es sur l exp rience les autres sont orient es vers la pr vision l laboration de connaissances bas es sur l extrapolation et la simulation Les deux sont compl mentaires les savoirs tir s du pass permettent d tablir des hypoth ses sur ce que peut tre l avenir et r ciproquement la r alisation des v nements futurs servent valider les mod les construits partir du pass
463. ption des changements qui est enrichie on peut discriminer les identit s parfaites on peut savoir combien objets micro et quels objets micro ont particip au changement de valeur d un indicateur m so obtenu partir de l agr gation Par exemple combien et quels b timents ont contribu l augmentation de la surface moyenne du b ti sur une zone Cet enrichissement rend plus op rationnel le concept d objet suffisamment lui m me en distinguant des volutions plus subtiles mais 1l ne permet pas de saisir ce qui n est pas mod lis dans les SIG l v nement En effet relativement aux entit s v nements les informations sur les changements fournies restent globales On ne peut toujours pas distinguer les effets d un v nements particulier Les changements micro dus un m me v nement m so c a d se produisant au niveau m so ne peuvent pas tre regroup s automatiquement Par exemple parmi tous les changements op r s sur un r seau routier 1l ne sera pas possible d identifier ceux correspondant l impl mentation d un nouveau rond point En choisissant de maintenir l observation de l objet au niveau ad quat d observation dit m so et en projetant les informations micro sur ce niveau nous permettons l utilisateur de disposer directement des informations qui l int resse au niveau qui lui convient Ces informations sont compatibles avec le
464. qualit de vie au diagnostic urbain vers une nouvelle m thode d valuation Le cas de la ville de Lyon Universit Lumi re Lyon 2 Th se en g ographie 8 6 2005 Bard 2004 Bard S M thode d valuation de la qualit de donn es g ographiques g n ralis es application aux donn es urbaines Th se de doctorat de l universit Paris 6 soutenue le 26 1 2004 Barros 2003 Barros J Simulating Urban Dynamics in Latin American Cities Proceedings of the 7th International Conference on GeoComputation Southhampton 2003 Basile et Bordin 2005 Basile M Bordin P M thode d analyse de l ambiance urbaine l aide d un SIG Colloque REIT Li ge Belgique 2005 Basile 2005 Basile M Urbanisme management et commerce la transposition des mod les belge et britannique de gestion de centre ville dans les quartiers historiques des agglom rations de G nes et de Lille Th se de doctorat s Am nagement et urbanisme Universit de Paris 8 17 d cembre 2005 Batty 2001 Batty M Polynucleated Urban Landscapes Urban Studies vol 38 4 p635 655 2001 B dard 1999 B dard Y Visual modelling of spatial databases towards spatial PVL and UML G omatica vol 53 N 2 1999 pp 169 186 Bel Hadj Ali 1997 Bel Hadl Ali A Appariement g om trique des objets g ographiques et tudes des indicateurs de qualit M moire de DEA Sciences de l information g ographique Universit de Marn
465. ques comme par exemple celles utilis es pour les ph nom nes en physique ou encore en chimie La figure A 2 2 montre une description continue du ph nom ne de diffusion de l innovation La mod lisation math matique qui exprime le nombre de r cepteurs touch s par l innovation en fonction du temps a la forme bien connue des fonctions de type logistique Saint Julien 2001 Fr quence cumul e des r cepteurs ayant adopt l innovation Temps Fr quence Temps Retardataires Innovateurs Figure A 2 2 Les grandes tapes de la diffusion spatiale repr sent e comme un mouvement continu Extrait de Saint Julien 2001 p 167 Cependant selon Pastor 2004 l utilisation de l informatique implique une repr sentation discr te Et plus g n ralement comme le caract re continu veut qu entre deux observations on puisse toujours en intercaler une troisi me il semblerait que l observation d un ph nom ne ne puisse tre intrins quement que discr te il a t montr que le regard n est pas continu les enregistrements de mesures non plus et les capacit s de traitement et de stockage d informations ne sont pas infinies 42 FigueA2LR epr sentation continue de la d formation d une courbe 2D dans le temps Pour d crire une courbe C t qui se d forme au cours du temps www eph intevry fr propose deux types de repr sentations Une repr sentation explicite o tout instant t
466. r Les exemples les plus banals sont la superficie d un territoire qui rend compte de son tendue mais ignore l organisation spatiale des terroirs ou plus naturellement tout indicateur global d une activit humaine comme le PNB Il importe de relever ici qu il n existe pas une seule fa on de quantifier un objet La d finition des caract ristiques agr g es reste fonci rement fonction de ce que l on cherche observer et de celui qui observe et doit se faire en collaboration avec un th maticien fig B 2 39 Par exemple le nombre d employ s pourra tre pr sent sous forme de classes ex 1 2 3 4 5 6 10 plus de 10 plut t que comme une moyenne ex 2 6 employ s Autre exemple Si chaque information g ographique poss de une date de cr ation correspondant la date d int gration dans la base de donn es plut t que de faire une moyenne qui ne correspondrait pas une mise Jour r elle on pr f rera travailler sur l effectif de donn es associ es chaque date de mise jour agr gation d objets micro surface moyenne effectif des dates d int gration construction de caract ristiques d crivant l agr gation objet micro surface date d int gration dans la base 1999 El FR H EO 1993 Surface moyenne du b ti 132 25 a l 1993 1993 hi 1999 mi 993 993 iag u PARTIE B M thode d observation multi niveaux ro 1999 1993 1993 4999 1993 19
467. r dans le cas des accidents localis s sur les tron ons si l exemple sur l alignement d arbres monte que ce type de lien peut exister l exemple sur la sortie de discoth que montre que ce n est pas toujours le cas ce ne sont pas les sp cificit s du tron on qui sont a l origine des accidents mais des l ments de contexte les circonstances heure conditions de conduite distance par rapport la discoth que et probablement au domicile etc Ainsi peut il tre plus judicieux de d finir les zone dangereuses partir de l agr gation des accidents qui servent les r v ler et les caract riser La figure B 1 26 b e et c f montre que cela soul ve par ailleurs des questions de sp cifications techniques ex d finition de la taille de la forme du buffer de l objet de r f rence Ces l ments de d finitions qui requiert la collaboration entre th maticien et technicien pour d cider de la meilleure solution font partie de la mise en uvre des applications sp cifiques et ne peuvent en revanche pas tre d termin s dans une m thodologie g n rique cette application montre les enjeux d une formalisation sous forme d information g ographique par nature cette mod lisation permet d observer directement l aide de requ tes l mentaires des aspects la fois de localisation contrairement aux informations localisables et de caract risation contraire
468. r des mutations de type cr ation n est att nu par aucun mouvement inverse du ph nom ne qui serait d des disparitions ce qui explique le solde positif constat sur les tats Dans l exemple de la figure A 2 11 on ne s int resse plus l volution d un type particulier d occupation du sol on consid re l ensemble des volutions tous types confondus La partie inf rieure fait l inventaire de diff rents types tandis que la partie sup rieure montre o se trouvent les mutations Cette derni re description n est pas d taill e pour des raisons cartographiques une l gende sp cifiant les n n 1 soit 83 82 6806 cas possibles de mutations n est pas envisageable Cet exemple montre que lorsque la description par mutation est r duite au minimum quels sont les objets qui ont chang il devient indispensable de poss der une description d taill e des tats pour avoir une repr sentation compl te du ph nom ne A inverse l exemple pr c dent montrait qu une repr sentation par mutation peut compl ter une description par tat sommaire dans la figure A 2 9 la repr sentation par tat se contentait de recenser les zones pavillonnaires La compl mentarit r sulte de leur dualit on peut venir enrichir l une en d taillant l autre 46 PARTIE Etudes de ph nom nes g ographiques 1982 1987 1990 1994 temps EI chantier Eu espace ruraux vacants E zone activit s pa
469. r leurs causes connaissance sur des l ments connexes C est pourquoi elles requi rent g n ralement une expertise th matique sp cifique Parmi l ensemble des approches dynamiques certaines s appuient sur les r cents d veloppements en informatique pour effectuer des simulations Batty et al 1997 O Sullivan et Torren 2000 Benenson et al 2002 cit s in Benenson et Torrens 2004 IT Benenson et Torrens 2004 I emploient le terme de g osimulation pour d signer un nouvel ensemble de concepts de m thodes et techniques qui combinent les apports de la th orie des syst mes complexes des sciences de l information g ographique et de la programmation orient e objet Pluridisciplinaires ces mod les de g osimulation empruntent plusieurs domaines scientifiques techniques g omatique intelligence artificielle techniques de visualisation 3D mod les mutli agents etc et th matiques mod les de transports ou d occupation des sols mod les de diffusion spatiale etc Ils utilisent souvent les automates cellulaires qui permettent de formaliser l espace sous la forme d une grille r guli re de cellules chacune d entre elles tant caract ris e par un tat tat voluant en fonction des caract ristiques des cellules voisines suivant des r gles de transition Hyperg o free fr La recherche urbaine est l un des domaines o ces mod les se sont le plus d velopp s Partageant avec la microsimula
470. r s lectionner l ensemble des objets micro appartenant cette portion de territoire et calcule ensuite diff rentes caract ristiques relatives cet ensemble Ces caract ristiques consid r es comme des attributs de la portion de territoire sont ensuite int gr es aux attributs de l objet m so par exemple on dira que la zone pavillonnaire poss de n b timents et que la surface moyenne du b ti de cette zone est de x m 178 7 On peut argumenter propos de la contrainte fix e par l hypoth se Poser une emprise au sol constante pour l objet suivi au niveau m so peut en effet para tre restrictif L application de la m thode implique soit de se trouver dans cette situation soit de s y ramener Dans les faits cette hypoth se s av re moins contraignante qu il n y parait En effet dans certains cas elle correspond aux conditions d observations d finies par l utilisateur lui m me lorsqu il observe les volutions d une portion de territoire sp cifique sous l effet d un certain ph nom ne ex l volution du foncier dans une zone suite l installation d une ligne de tramway ou le d veloppement de l activit commerciale suite l ouverture d une station de m tro La zone d tude reste constante et l utilisateur regarde ce qui s y produit Dans d autres cas en particulier pour des ph nom nes urbains les objets m so suivis rue lot quartier mais aussi commune r gion etc sont des objet
471. r une solution volutive capable de l accompagner dans ses avanc es L observation une application strat gique pour les utilisateurs et donc pour les SIG Or les SIG ne peuvent pas aujourd hui apporter de solutions simples pour satisfaire ce besoin d voluer vers des analyses dynamiques En effet s ils r pondent parfaitement aux besoins d observations statiques de type inventaire d objets g ographiques pr sents sur un territoire la mod lisation et les fonctionnalit s standards des SIG limitent en revanche leurs capacit s effectuer des analyses dynamiques pour observer les processus en jeu dans un ph nom ne De fait l observation temporelle dans les SIG se r duit souvent l affichage simultan de deux images cartes ou photographies a riennes et une simple comparaison visuelle Des solutions existent certes pour identifier automatiquement les volutions mais ces solutions sont informatiques et souvent difficiles mettre en uvre par un non informaticien Par ailleurs elles d l guent l interpr tation des volutions l ordinateur Or cette interpr tation d pend du contexte ex la cr ation d un b timent n a pas le m me sens dans une zone urbanis e et dans une 16 zone d espaces verts prot g s du point de vue la cr ation d un b timent prend un sens diff rent en urbanisme en sociologie en hydrologie etc et m me de la sensibilit de l observateur ex combien
472. rait es lors de la mise en uvre 281 ANNEXES de cr er un indicateur sur la morphologie du b ti des zones pavillonnaires Construction des indicateurs Il s agit ici de construire la famille f des indicateurs de suivi en tenant compte des ressources et moyens pr vus pour l utilisateur final Dans cette tape le processus de calcul de chaque indicateur est d fini Les fonctionnalit s requises sont sp cifi es et les outils n cessaires sont ventuellement d velopp s En particulier les analyses pr alables pour introduire des attributs micro suppl mentaires sont mises en uvre et les outils pour calculer leur valeur sont mis au point a 8 2 3 La r alisation La r alisation effectue les op rations con ues dans la m thode sp cifique sur des extraits ou jeux de donn es correspondant la zone tudi e Elle int gre les donn es micro dans le SIG et les configure pour l observation Elle applique la m thode d agr gation par emprise en utilisant l emprise pr alablement d finie et r alise les calculs de caract ristiques Pour aider au suivi elle peut expliciter les variations de chaque caract ristique pour tous les objets observ s pr parant ainsi l interpr tation des indicateurs et l analyse du ph nom ne r sultats application Jeux de donn es Logiciel de SIG et autres outils logiciels r alisation Utilisateur Figure a 8 8 R alisation d une
473. rale une aire de chalandise Par rapport aux ph nom nes en g n ral l tude de la dimension spatiale d un ph nom ne g ographique conduit donc non seulement tudier sa r partition ou comment il se positionne dans l espace g om trique mais aussi analyser en quoi les caract ristiques de l espace territoire influent sur cette r partition Ce que l on pourrait r sumer rapidement par l aspect spatial des ph nom nes g ographiques est fonction du temps et de la localisation Cependant ce n est pas tant la localisation elle m me qui distingue deux lieux C est la localisation en ce qu elle fait r f rence travers le lieu l ensemble de ses caract ristiques topographiques sociologiques cologiques etc caract ristiques qui elles influent sur le ph nom ne La localisation x y z tablit un lien entre l espace g od sique des ph nom nes g ographiques et ses diff rentes propri t s th matiques propri t s qu il est courant d appeler s mantiques dans les SIG http seig ensg 1gn fr cf A 1 2 4 2 A 2 2 4 2 Dimension s mantique Les dimensions spatiale et temporelle d un ph nom ne g ographique sont en relation avec une troisi me classiquement qualifi e de s mantique dans r le domaine des SIG Ainsi nous consid rerons avec Berry 1964 Bullock et al 1974 Haggett et al 1977 ou Dargemond 1984 qu un espace g ographique
474. raphiques consid r es comme m diateur entre les donn es qui les repr sentent et les objets qu elles mod lisent la solution utilise une m thode qui permet de d finir des changements plus subtils et plus th matiques que ceux rigoureusement saisissables sur des donn es tout en limitant la part de pr interpr tation Dans ces travaux nous sugg rons de laisser l interpr tation des volutions au soin des th maticiens et l extraction des changements de donn es aux techniciens Il peut arriver dans certaines structures que les deux r les soient tenus par un m me groupe de personnes mais cette situation n tant pas g n rale nous pr f rons distinguer les deux r les Avec la m thode d observation multi niveaux nous proposons de construire des informations sous forme d indicateurs qui soient faciles de suivre au cours du temps Notre travail s arr te avant l interpr tation des valeurs prises par ces indicateurs par exemple interpr tation de valeurs limites et de leurs mouvements croissance stagnation r gularit inflexion Nous avons choisi d appuyer la m thode en standard sur une configuration simple le mod le par snapshots l exploitation de mod les et d outils d analyse de la dimension temporelle plus labor s devenant alors un mode d enrichissement optionnel B 3 2 Suivi de ph nom nes g ographiques dans un SIG avec la m thode d observation multi niveaux B 3 2 1 Exploitat
475. rcelle ayant subie EM surf agricole en herbe CI bois enseignement un changement EM surf non agricole en herbe eau ferm e En habitat individuel 0 00 E jardin rural Em production d eau habitat collectif C E jardin CO terrain vacant habitat autre Figure A 2 11 Description des changements d occupations des sols sur un territoire Dans ces travaux nous proposons de d velopper une description discr te des ph nom nes sous forme d tats successifs qui permette un suivi automatique des mutations dans le SIG pour pouvoir analyser les volutions 2 1 4 Observation de la dimension spatiale et de la dimension temporelle A 2 1 4 1 Caract risation des observations Une repr sentation discr te peut d crire des ph nom nes continus Par exemple le suivi d une inondation peut se faire intervalles r guliers partir de relev s photographiques ou sur le terrain En effectuant des observations rapproch es on peut m me rendre l impression de continuit Nous avons voqu le rendu de la continuit temporelle avec l exemple des films cin matographiques o l intervalle de temps s parant deux images doit tre inf rieur la capacit de traitement de celles ci De m me pour rendre l impression de continuit spatiale dans une photographie num rique 1l suffit que les pixels soient suffisamment petits pour ne pas tre distingu s Le terme de granularit permet d voquer cette caract ristique des
476. re d crite par des caract ristiques issues de sources diff rentes Figure B 2 62 Enrichissement de la m thode par int gration d analyses statistiques dans la caract risation des agr gations Par ailleurs pour introduire un niveau d observation suppl mentaire l utilisateur pourra tenter de se placer d lib r ment dans le cas particulier b2 pour pouvoir mettre en uvre le m thode plusieurs niveaux cf B 2 5 3 2 Par exemple il pourra introduire les lots comme objets d tudes interm diaires entre la zone pavillonnaire observ e et les b timents 162 PARTIE B M thode d observation multi niveaux D termination d une partition en informations m so g ographique pertinentes S lection individuelle des informations Objets micros m so g ographiques interm diaires R union d informations m so g ographiques pertinentes extraire construire Garact risation partie de individuelle de l emprise au sol construire objet m so du ph nom ne g ographique construire interm diaire Caract risation de Emprise au sol Aor aati objet m so du ph nom ne d al g ographique objets micros effectuer d s analyses r f rences spatiales extraire Agr gation d finir d objets micros Partie de la effectuer des portion de O territoire Caract risation analyses i BU
477. re Composante Composante s mantique de g om trique de information m so l information m so g ographique g ographique choisie choisie Composante Composante s mantique de g om trique p l objet de l objet comme entit comme entit construire construire Agr gation d objets micro Agr gation d objets micro effectuer des analyses r f rence spatiale effectuer des analyses r f rence spatiale Caract risation de l agr gation Caract risation de l agr gation Portion de Portion de territoire associ e au ph nom ne int grer La m me portion de territoire d crite par des caract ristiques issues de sources diff rentes 146 territoire associ e au ph nom ne int grer ventuellement La m me portion de territoire d crite par des caract ristiques issues de sources diff rentes b il n existe pas de repr sentation de l objet m so des informations m so g ographiques qui peuvent servir d informations m so structurelles b2 l information m so structurelle est donn e sous la forme d une partition d objets m so g ographiques D termination des informations m so g ographique pertinentes R union des informations m so g ographiques pertinentes extraire l ments de Composante caract risation g om trique de la r union de
478. re notion proche de l ambiance mais consid r e d un point de vue cognitif individuel aux attentes des clients qu ils cherchent attirer et pour cela ils tudient l impact des perceptions sensorielles sur les perceptions psychologiques Les repr sentations de l ambiance urbaine en g omarketing int grent ainsi une large gamme de perceptions mais sa caract risation est guid e principalement par l aspect conomique L ambiance est ainsi essentiellement appr hend e au travers des commerces et de leurs activit s Ces travaux utilisent des SIG pour analyser l ambiance urbaine mais l ambiance observ e bien qu la fois technique et cognitive ne correspond pas exactement celle qui int resse les collectivit s Sa th matique est trop sp cialis e Les commerces participent certes des centres villes mais les am nageurs se penchent galement sur des th mes plus urbanistiques ou sociaux Avec cette application nous avons voulu contribuer l observation d une ambiance plus globale et moins sectorielle C 4 2 Vers une observation globale de l ambiance urbaine C 4 2 1 Quel objet g ographique pour observer l ambiance L objet de cette application consiste formaliser le suivi d une ambiance urbaine qui ne serait pas uniquement commerciale technique ou ressentie Il nous a paru int ressant de d passer les clivages entre disciplines et de tenter d aborder l Ambiance de fa on plus g
479. re de l Equipement des Transports de l Am nagement du Territoire du Tourisme et de la Mer Entretiens t l phoniques en septembre octobre 2005 AUE 2004 Etudiants du corps des Architectes et Urbanistes de l Etat Interventions lors du cours de SIG Ecole Nationale des Ponts et Chauss es Marne la Vall e 2004 2005 Foulard 2004 G omaticienne en charge du MOS PIAURIF Entretiens Ecole Nationale des Ponts et Chauss es Marne la Vall e et IAURIF Paris 2002 2004 Rigail 2004 DREIF DUSD Mission cartographie Entretien t l phonique septembre 2004 Monjal 2003 Directeur d Alphaville soci t sp cialis e en projets d am nagement Entretien Bureaux d alphaville Paris juin 2003 Morand 2003 Maitre de conf rence l universit de Marne la Vall es Cours sur l aide la d cision en am nagement urbain universit de Marne la Vall e mai 2003 Sillard 2003 Direction g n rale de l INSEE Entretien IGN Saint Mand 250 Plan des annexes Annexe 1 R solution pr cision et granularit pr sentation compar e p 252 Annexe 2 Le th me une approche technique p 254 Annexe 3 D finition de l entre deux p 257 Annexe 4 Une repr sentation des objets sous forme d information g ographique par nature pour une observation simplifi e dans les SIG p 258 Annexe 5 Discussions sur l hypoth se d emprise au sol constante p 260
480. rection d erreurs qui ne correspondent aucune modification dans la r alit Par ailleurs suivant le niveau de sophistication du mod le utilis pour g rer les changements de la base de donn es dit mod le de gestion des mises jour l utiisateur observera des changements plus moins radicaux certains mod les ne saisissent de modifications que sous la forme de cr ation destruction d autres envisagent des modifications plus subtiles Poser l observation des ph nom nes g ographiques avec un SIG revient postuler que le d calage entre l observation g ographique souhait e et l observation r alis e avec les donn es qui r sulte du passage des objets g ographiques vers les donn es g ographiques dans des processus de mod lisation successifs sera compens par une aide la gestion ou par la cr ation d informations nouvelles sur le ph nom ne A 3 2 2 La mise jour point de vue technique Les th maticiens et les techniciens ont des points de vues diff rents sur la dimension temporelle dans les SIG fig A 3 4 pour les th maticiens 1l s agit de pouvoir suivre des objets g ographiques d analyser des volutions et d tudier le temps comme composante du ph nom ne observ les techniciens quant eux consid rent le temps plut t comme un param tre externe qui affecte la qualit des donn es qu ils administrent Il leur impose d introduire r guli rement des changements
481. rement abordant chacune une dimension de l ambiance De cette pratique r sulte une multitude de repr sentations ambiances qui correspondent Figure C 19 nscription dans le temioire des objets zones pavillonnaires 221 PARTIE C Cas de mise en uvre et d application autant de fa ons de l aborder L ambiance peut cependant tre consid r e comme un tout unique une atmosph re mat rielle et morale qui environne un lieu une personne Toutefois la difficult principale pour saisir l ambiance urbaine dans un SIG vient du fait que ce qui la d finit comme un tout varie d un individu l autre et m me d un moment l autre en fonction de l humeur de celui qui la per oit Dans ces conditions il est difficile de la sp cifier pour la mod liser sous forme de donn e g ographique C 4 1 2 Deux approches principales pour observer l ambiance physiologique et cognitive Le terme d ambiance est apparu d s 1885 Il se d finissait alors comme environnement atmosph re qui enveloppe une personne ou une chose Cette d finition reste actuelle On tend seulement aujourd hui pr ciser si l environnement est consid r comme physique et ou psychologique Cette double facette de l ambiance se retrouve d ailleurs dans la d finition de l adjectif d riv ambiant donn e par le Petit Robert En effet les exemples utilis s pour en illustrer le sens se r f rent
482. rentes techniques d enrichissements pr cit es D termination de l information Objets micros Objets micros m so structurelle extraire construire construire Caract risation de Emprise au sol objet m so du ph nom ne g ographique construire construire Agr gation Agr gation d objets micros d objets micros effectuer des effectuer des analyses analyses a r f rences r f rences d finir spatiales spatiales Portion de territoire Caract risation Caract risation associ e au de l agr gation de l agr gation ph nom ne int grer int grer int grer La m me portion de territoire d crite par des caract ristiques issues de sources diff rentes Figure B 2 64 Enrichissement de la m thode par int gration d agr gations d objets micro vari es 164 B 2 7 De l objet m so structurel la portion de territoire La m thode d agr gation par emprise propos e dans ce chapitre nous a PARTIE B M thode d observation multi niveaux servi construire une m thode d observation multi niveaux La d finition i dab enin d un objet m so structurel nous a permis de l adapter aux cas o Poa P emprise servant d emporte pi ce n est pas donn e a priori c est H dire quand il n existe pas de donn es repr sentant l objet d observation principal pour fournir directem
483. repr sentations Musti re 2005 figure B 2 6 4 La g n ralisation cartographique est l op ration qui par s lection sch ma tisation et harmonisation reconstitue sur une carte la r alit de la surface repr sen t e dans ses traits essentiels en fonction du but de la carte de son th me de son chelle et des particularit s de la r gion cartographi es Cuenin 1972 p 168 Avec l av nement de l informatique cela consiste souvent d duire d une repr sen tation cartographique num rique une autre repr sentation une chelle plus petite Cette op ration est complexe automa tiser car elle n cessite de s lectionner les informations retenues et donc de d terminer celles qui sont les plus pertinentes mais aussi les plus repr sen tatives tant en terme th matique que de g om trie Elle est l objet de nombreuses recherches au Laboratoire COGIT Affichage multiple u m Gestion de l affichage simultan JL des diff rentes repr sentations Multi chelles S sans aucun lien entre elles Gestion de diff rentes repr sentations toutes d duites d une m me repr sentation et ayant conserv un lien avec elle Multi repr sentations Gestion de repr sentations ind pendantes et d un lien permettant de retrouver un m me objet SS gt d une repr sentation l autre Figure B 2 6 Diff rentes fa ons de g rer la multiplicit des repr sentations B 2 2 2 Solutions pour g r
484. riser au sein de E on d termine un certain nombre d indicateurs sous forme de fonction jf de et ventuellement de E par exemple pour la densit du b ti dans une zone On notera alors JHA fi o oieE et de Apr s identification formelle des deux portions de territoire celle de A et celle de O ces valeurs f A sont int gr es la composante s mantique c a d aux attributs de O Dans une observation statique cependant pour observer un ph nom ne on est g n ralement amen consid rer plusieurs objets m so ex observation de l urbanisation pavillonnaire implique d observer plusieurs zones pavillonnaires a 6 2 Principe d une observation statique multi niveaux formulation d une observation multi niveaux statique sur plusieurs objets Soit 0 l ensemble des objets g ographiques partir desquels on souhaite observer le ph nom ne On note E leur emprise respective Soit o les objets micro contenus dans la base des donn es micro utilis es pour effectuer l observation multi niveaux Pour chaque objet O en utilisant son emprise E et la m thode d agr gation par emprise on d termine alors les tels que A o oie E On calcule alors pour chaque A les valeurs des indicateurs fk caract ristiques de ces fA f o oie E et de E Les f A sont ensuite respectivement int gr s aux attributs des O sous forme d attribut que nous noterons f x
485. s extraire construire Caract risation de Emprise au sol l objet m so du g ographique ph nom ne construire Agr gation d objets micros effectuer des analyses d finir r f rences spatiales Portion de territoire Caract risation associ e au de l agr gation ph nom ne int grer int grer La m me portion de territoire d crite par des caract ristiques issues de sources diff rentes Figure B 2 37 La caract risation comme tape du processus d observation multi niveaux objet m so compos s mantique compos g om trique sert de Support agr gation d objets micro compos s mantique compos g om trique r unit sert CTE ISE compos s mantique transfert ses caract ristiques 1 7 compos g om trique Comment caract riser les agr gations d objets micro pour transf rer ensuite les indicateurs obtenus l objet m so g ographique lorsqu il existe ou sinon l objet portion de territoire associ e au ph nom ne Figure B 2 38 La caract risation comme op rations sur les donn es g r es dans le SIG La caract risation est une tape essentielle dans la mise en uvre d une observation multi niveaux elle labore les informations qui serviront au suivi du ph nom ne tudi Partant des agr gations d objets micro produites l tape pr c dente la caract risation effectue d
486. s d utiliser des versions des bases micros dont la date de mise jour associ e ne correspond probablement pas exactement la date de l observation statique en consid rant que l tat des objets est le m me que dans la version de la base la plus proche Ce qui quivaut utiliser une fonction identit comme fonction d interpolation ou d extrapolation des tats de ces bases autour de la date d observation PARTIE B Suivi de ph nom nes g ographiques avec un SIG Principe g n ral de la m thode d observation multi niveaux Application du principe g n ral de la m thode d observation multi niveaux en parall le deux bases de donn es micro ayant des dates de versions t 2 L emprise de l objet m so observ tant pos e constante une base de donn es micro tant disponible en plusieurs versions on calcule des indicateurs pour caract riser les agr gations d objet s appuyant sur f o af Ko foha lemprise consid r e et on les affecte E tdo ido i h QUEE P ie CCE a ni Ba E Aal E g T alors l objet m so tudi a Le F a pi ia T n i COLE n mat temps L e u a I t t t 1 t 1 t 2 t 2 g oi 1 ayant des dates de versions diff rentes temps Figure B 3 10 I Int gration basique de donn es LU RU o BE S J l a L y s a 7 PARTIE B Suivi de ph nom nes g ographiques avec un SIG
487. s ces m thodes donnent des d tails sur les modifications op r es entre deux tats de donn es mais elles ne g rent pas d information directe sur la nature de l v nement l origine du changement cf figure 3 10 En particulier m me en compl tant les mod les de gestion de la dimension temporelle par des outils d extraction des changements l utiisateur ne sera pas en mesure de savoir Pourquoi les objets g ographiques qu il observe ont chang qui ou quoi est l origine de ce changement ou toute autre information d taill e sur cette modification La clef MDS Le premier outil d extraction des changements pr sent la clef MD n est pas sp cifique au domaine des SIG c est un outil informatique standard Il permet d identifier rapidement et simplement les donn es qui ont chang m me si elles n ont subi qu une modification minime par exemple sur une valeur d attribut et ce sans n cessiter de passer en revue toutes les donn es et toutes leurs valeurs d attributs En revanche cet outil ne donne aucun d tail sur la nature des changements La clef MDS est un code une sorte d empreinte digitale pour les messages informatiques Pour g n rer ce code on utilise l algorithme MD5 PARTIE Observation temporelle dans les SIG 15 La maintenance par mise jour est alors vue comme un processus d volution portant sur la base de donn es visant refl ter au mieux le pro
488. s classiquement par les SIG En effet leur mod le conceptuel s appuyant sur des objets 2D points lignes et polygones ne peut pas g n rer de vraie 3D mais seulement des fausses 3D dites parfois 2D ou 2D 2 pour sp cifier leur niveau de complexit Poupeau et Bonin 2006 Pour ces travaux portant sur l laboration d une m thode g n rique pour l observation et le suivi de ph nom nes g ographiques dans un SIG nous nous situons fondamentalement dans le cadre de la mod lisation conceptuelle l o les informations g ographiques n ont pas encore t traduites sous forme de donn es g ographiques ce qui ne fige pas les composantes g om triques et s mantiques 34 PARTIE Les SIG des outils d di s Aux informations g ographiques l o l on peut encore raisonner sur les objets g ographiques et chercher articuler leurs diverses repr sentations th matiques en informations g ographiques ce qui nous permet d envisager des repr sentations diff rentes chelles des niveaux de d tails de repr sentations diff rents Nous avons galement adopt quelques pr alables En posant l utilisation des SIG nous avons opt implicitement pour le mode vecteur Par ailleurs nous souhaitions contribuer par ces recherches aux applications th matiques des SIG Ainsi sans que cela soit sp cifi au d part nous avons voulu faciliter la mise en uvre ult rieure de ces tra
489. s c polyligne polyligne Figure A 1 3 Comment une m me entit physique peut tre observ e et repr sent e de fa on diff rente Suivant le point de vue ou les cat gories au sens de syst me de pens e du th maticien les caract ristiques retenues ne sont pas les m mes fig A 1 3a ex une route n est pas consid r e de la m me fa on dans une application sur la circulation et dans la gestion du rev tement Il en r sulte 23 PARTIE Les SIG des outils d di s Aux informations g ographiques g n ralement des formalisations diff rentes fig A1 3b ex l objet g ographique route sera envisag comme un arc d un graphe pour des tudes sur la circulation et comme une surface dans le cadre d une application sur le rev tement Le th maticien peut par ailleurs choisir d utiiser un SIG pour ses capacit s de gestion des donn es ainsi que pour ses capacit s d analyses pour l aider dans ses tudes Il lui faut alors formaliser l objet g ographique en un objet informatique pour l adapter la mod lisation sp cifique aux SIG fig A 1 3c L impl mentation de ces objets informatiques en donn es constitue encore une autre tape 100100 011001 101110 001001 La r alit formalisation formalisation impl mentation codage th matique technique D 5 objet objet s ENIE g ographique informatique donn es Je et ses et ses caract ristiques composantes
490. s cyclones temp tes Dur es caract ristiques Mr 4 10 ans Variations du niveau moyen global des oc ans Oscillation de l Atlantique Hord du Pacifique r currence l jours de ph nom nes comme El Hi o jour Vatiations des tourbillons typiques Vatiations dues aux mar es aux vents tourbillons dans des zones tr s actives temp tes cyclones Figure A 2 14 Diff rentes chelles d observation spatiales et temporelles pour tudier les variations altim triques des oc ans L oc an sous toutes ses facettes Extrait de www jason oceanobs com html kiosque dossiers alti facettes_fr html L oc an toujours en mouvement varie selon des rythmes multiples rendant ainsi n cessaire sa compr hension une observation en continu De plus les zones affect es sont de dimensions variables L altim trie est le reflet de nombre de ces ph nom nes oc aniques en mesurant r guli rement et sur tout le globe la hauteur des mers quelques centim tres pr s 50 A 2 1 4 2 Observations relatives Le temps et l espace jouent des r les diff rents selon le type d observation et de description des ph nom nes Dans l approche continue temps et espace semblent tenir des r les sym triques et interd pendants Dans l approche discr te telle que nous l avons pr sent e le temps sert de jalon pour situer les tats ou leurs mutations il sert de support Dans la pratique beaucoup d appl
491. s lection impl mentation g ographiques g ographiques g ographiques Figure B 1 2 Deux processus pour passer des entit s g ographiques aux donn es la s lection et l impl mentation 92 PARTIE B Entre donn es et ph nom nes observ B 1 1 2 Deux informations g ographiques celle du technicien celle du th maticien Le producteur de donn es et le th maticien qui interviennent parfois de fa on autonome aboutissent des conceptions diff rentes des informations g ographiques de part leurs comp tences et leurs objectifs distincts fig B 1 3 Le chapitre A 3 a montr le probl me d interpr tation des informations temporelles ex la mise jour technique peut introduire des changements qui ne correspondent pas des volutions r elles il peut y avoir des corrections d erreurs des mises niveau de la base La fa on de sp cifier les informations g ographiques pr sente la m me difficult s entendre i Infor mation graphique e an Figure B 1 3 Deux approches diff rentes de l information g ographique Une approche technique pour sp cifier les informations g ographiques Une fa on de sp cifier les informations g ographiques consistent les r partir en grands th mes g n riques puis pr ciser quels sont les objets retenus dans chacun de ces th mes dans le document appel sp cifications de contenu Cette d marche correspond celle a
492. s mantique et ou g om trique mais il n y a pas de moyens automatiques pour en pr ciser la nature d2 Historique et informations diff rentielles La s rie des tats d un objet peut tre reconstitu e automatiquement en s lectionnant de proche en proche la s rie des tat successifs partir de l attribut Id successeur Les objets cr s sont ceux dont l identifiant n est pas une valeur prise par l attribut id successeur Les objets d truits sont ceux dont la date de suppression est non nulle Pour un tat d objet fix on acc de directement sa p riode de validit par requ te sur le couple date de cr ation date de changement identit objet A objet B us PR PR Re RO a a S suppression Chaque fois que la date de modification est non nulle il y a eu un changement s mantique et ou g om trique pour en pr ciser la nature il suffit de regarder la valeur de l attribut type modification 81 PARTIE Observation temporelle dans les SIG L historique des donn es La mise jour par gestion de l historique des donn es est l une de celles qui s attachent le plus l aspect temporel Elle ne vise pas seulement la gestion technique des changements dans les donn es Elle propose d tablir un lien entre les diff rents tats d un objet qui soit directement accessible Elle bauche ainsi une premi re so
493. s mantiquement ex changement d activit de bureaux en logement de commerce d alimentation en commerce vestimentaire et ou spatialement ex agrandissement division Ainsi les tudes d volutions de ph nom nes g ographiques constituent un d fi celui de ne fixer aucune des composantes Les propos de Langran cit s pr c demment to describe the path of a moving object would achieve that goal by fixing attribute i e the object s identity nous donnent indirectement des l ments de solutions en introduisant la notion d identit de l objet Si l on remet en cause l quivalence faite ici entre fixing attribute ET i e the object s identity nous pouvons alors consid rer qu un objet peut garder son identit malgr des changements de valeurs d attributs ou encore que des changements peuvent s op rer en permettant l objet de rester suffisamment lui m me cf chapitre B 3 L identit de l objet devient une autre composante de l information g ographique et l on peut alors compl ter le sch ma de la figure A 2 22 avec la notion d objet Peuquet 2002 p 27 fig A 2 24 Alors en posant l identit de l objet l objet est la variable fix e on peut choisir de suivre des changements spatiaux et s mantiques attributs et localisation deviennent des variables mesur es en fonction du temps variable contr l e Et l tude des volutions
494. s relativement stables dans le temps car ls s appuient sur des infrastructures routes b ti ou sur des limites elles m mes p rennes permettant ainsi d appliquer la m thode Toutefois pour certaines applications il est n cessaire d effectuer un travail d analyse et de mod lisation pr alable pour s adapter la contrainte de d part M me si la difficult n est pas technique elle peut tre r elle pour le th maticien Il s agit d identifier un bon objet m so d tude Ce travail de mod lisation en informations g ographiques peut pour les cas les plus d licats n cessiter l aide d un g omaticien Le cas de l ambiance urbaine o il a fallu trouver un objet m so qui ait un sens th matique pour suivre le ph nom ne d ambiance urbaine en est une illustration D autres solutions existent pour s ada pter aux conditions d applicabilit de la m thode en particulier le d coupage en objets m so interm diaires pr sent comme l ment d enrichissement de la m thode d observation statique permet d envisager le traitement des modifi cations de type extension r traction Dans l Annexe 5 nous prolongeons cette discussion sur l hypoth se de l emprise constante PARTIE B Suivi de ph nom nes g ographiques avec un SIG Observation cin matique pour le suivi d volutions Pour effectuer une observation cin matique discr te d un ph nom ne il faut disposer d un ensemble d tats et d un l
495. s x y z par rapport un syst me de r f rence cf figure A 1 9 la morphologie de cette emprise sa forme Elle comprend des param tres tels que la surface le p rim tre etc Il est important de souligner que la composante g om trique si elle peut servir de support cartographique pour l information g ographique ne se confond cependant pas avec la composante graphique Par exemple un b timent dont la composante g om trique est un polygone peut tre repr sent par un pictogramme exprimant sa fonction ex 9 M Le lien reste cependant tr s fort Peuquet 2002 p V Langran 1993 jusqu influencer les modes de mises jour des bases de donn es g ographiques Il existe deux modes de repr sentations informatiques pour impl menter la composante g om trique sous forme de donn es le mode raster ou matriciel et le mode vecteur Les modes de repr sentation matriciel ou raster Le mode raster aussi appel matriciel d compose l image sous forme d une matrice ou d une grille et associe une valeur chaque carr l mentaire pixel fig A 1 10 Cette valeur peut tre un niveau de gris une couleur comme dans les orthophotographies a riennes ou satellitaires les cartes scann es Elle peut aussi correspondre une radiom trie en infrarouge ou radar ou encore toute autre valeur comme une altitude ou un nombre d habitants on appellera ici ces images des images s mantiques
496. s autres observations au niveau m so que l utilisateur peut avoir mis en uvre Par ailleurs ces informations sont simples suivre dans le temps et permettent donc une observation temporelle dans un SIG Enfin si l utiisateur dispose de moyens techniques sophistiqu s pour saisir des volutions au niveau micro alors la m thode multi niveaux lui permettra d tablir une description plus d taill e des volutions m so 21 Par analogie entre l espace et le temps on peut consid rer cet ensemble comme une repr sentation sous forme d agr gation d objets changements micro de l objet changement m so intervenu sur l objet m so observ 22 sauf pr voir des informations pour cela dans les m tadonn es et les y avoir introduites au moment de la production des mises jour 197 Cas de mise en uvre et d application C 1 Cas de ph nom nes g ographiques Pour illustrer notre travail et montrer la diversit des ph nom nes auxquels nos recherches peuvent s appliquer nous avons choisi trois exemples d application Il s agit de l urbanisation pavillonnaire de l imperm abilisation des sols deux ph nom nes particuliers li s l urbanisation et du ph nom ne d ambiance urbaine Les cas s lectionn s rel vent principalement de l urbanisme et de l am nagement du territoire Toutefois ces recherches ne sont pas restrictives et nous aurions pu d signer d autres cas pris dans d autre
497. s de d finir la notion d objet suffisamment lui m me Cette expression nous permet d voquer l objet que l on peut consid rer dans ses caract ristiques principales comme assez proche de ce qu il tait avant le s changement s pour tre tenu comme semblable Ainsi nous posons Objet suffisamment lui m me Un objet est suffisamment lui m me si ses caract ristiques voluent dans des proportions telles que pour une observation donn e l objet conserve son identit Toutefois pour un autre observateur cet objet peut avoir suffisamment chang pour tre devenu autre La probl matique de l objet suffisamment lui m me comporte une dimension temporelle En effet un objet peut tre suffisamment lui m me entre plusieurs dates d observation mais ne pas l tre entre l tat initial et l tat final de l observation Cette expression nous sert pointer la complexit d un suivi d volution Elle permet de rappeler la limite parfois t nue entre la permanence de l objet le temps o il continue tre ce qu il est et le moment de la rupture o il dispara t ou devient autre dans ce que l on pourrait appeler la continuit Par exemple la figure B 3 1 qui donne voir l volution de l objet visage sous forme d un film constitu par les diff rentes observations illustre combien il est d licat de r pondre la question du changement en l occurrence le ch
498. s de la base l objet ZONE INONDABLE ne correspond pas aux zones du territoire qui peuvent accidentellement tre inond es lors de certaines crues ni aux zones d clar es administrativement inondables donc non constructibles mais aux zones marqu es de fa on permanente par le passage ou la pr sence prolong e de l eau IGN 1999 p 121 Il en r sulte qu un m me attribut peut se trouver dans des tats tr s diff rents sans qu il soit question d volution Par ailleurs on peut se trouver avec des descriptions d objet coh rentes mais ne pas pouvoir comparer les valeurs de leurs caract ristiques Ainsi pour l objet cours d eau on peut utiliser la caract ristique largeur et la d finir l aide d indicateurs diff rents ex en fonction d une plages de valeurs 5m 5 15m gt 15m ou d une autre K7m 7 20m 20m gt 20 m Ce qui rend de fait difficile toute comparaison M zard 1994 PARTIE B Suivi de ph nom nes g ographiques avec un SIG param tres Dans un premier temps cette gestion simple ind pendante des SIG lib re l utilisateur de la n cessit d un mod le de gestion des mises jour labor Dans un second temps elle vite d avoir recours des outils d appariements et de calculs diff rentiels pour d terminer les changements entre deux tats de l objet Pour chaque couple d tats ils se d duisent ais ment du calcul de f oi t 1 fK oi t pour l ensemble des caract
499. s domaines d applications En effet ces travaux visent proposer une m thode g n rique permettant de construire des m thodes sp cifiques pour observer dans un SIG des ph nom nes g ographiques particuliers La m thode g n rique est ind pendante des champs th matiques consid r s Les cas d applications qui ont t choisis servent avant tout l instancier Ils permettent de tester l applicabilit de la m thode et de valider l int r t des m thodes sp cifiques qu elle produit fig C 1 Cette partie pr sente comment nous avons utilis la m thode d observation multi niveaux pour laborer des m thodes d observation d di es chacun des ph nom nes retenus qui soient adapt es aux contextes d applications particuliers chaque cas cf figure C 2 m thode mettre m thode mettre application g n rique en sp cifique en oeuvre oeuvre instanciation Mise en uvre Figure C 1 M thode g n rique m thode sp cifique et mises en oeuvre PARTIE C Cas de mise en uvre et d application z SIG Ph nom nes g g ographiques M thode g n rique z pour observer C des ph nom nes g ographiques z l aide de donn es dans un SIG SIG Bases de donn es T E a d P et niveau de P E TT fonctionnalit s a E M thode sp cifique El adapt e pour observer un ph nom ne g ographique particulier l aide de donn es sp cifi es dans
500. s donn es en ne dupliquant pas les donn es redondantes Ainsi la description de chaque version d objet ne comporte que les informations nouvelles modifi es mais pas celles qui n ont pas chang es cf figure A 3 9c La reconstitution de l tat complet d un objet g ographique met en uvre un m canisme de gestion interne ce syst me qui permet de remonter les informations au travers des diff rentes versions Dans la pratique pour obtenir la s rie temporelle des diff rents tats d un objet il est n cessaire de reconstituer la description de chaque tat Ce qui dans la pratique est fastidieux L exploitation de ce mod le peut tre simplifi e en acceptant d introduire des informations redondantes et d associer chaque version la description enti re de l tat de l objet On obtient alors un mod le tr s proche du mod le par time stamp seul le num ro de version les distingue 76 14 Pour cela il faut r aliser une succession d op rations d abord il faut trouver la derni re version s lectionner l objet dont l identifiant est XXX et tel que le num ro de version est au maximum Vm puis tablir les changements avec la version pr c dente Vm1 et int grer les l ments de l tat complet que Vm contient s int resser la version Vm tablir les changement entre Vm2 et Vm 1 introduire les l ments d tat g n ral contenu dans Vm2 dans Vmi et Vm et s int
501. s les SIG Cette m thode est de fait conceptuellement proche de celles mise en uvre par les th maticiens Dans le paragraphe B 2 5 nous bauchons en particulier un lien en montrant comment une application diff renci e de cette m thode peut permettre d introduire un niveau d observation interm diaire Ce point pourra faire l objet de d veloppements ult rieurs Faciliter l int gration impliquait galement pour nous de ne pas proposer de solution qui n cessite des investissements et des d veloppements compl mentaires importants pr alablement la mise en 238 uvre En effet il s agissait ici de faciliter l int gration de fa on tr s pratique Les capacit s des SIG permettent en effet aujourd hui de proposer des solutions labor es Cependant leur technicit explique probablement en partie qu elles ne soient pas aujourd hui pass es dans la pratique des th maticiens Apr s avoir pass en revue les solutions existantes en mati re d int gration de la dimension temporelle dans les SIG chapitre A 3 nous nous sommes plac s dans la situation la plus l mentaire mais aussi la moins favorable le mod le par snapshots Dans ce mod le les versions des bases de donn es se pr sentent sous forme d instantan s sans offrir de liens entre elles ni de possibilit s d extraction automatique des volutions Ce mod le correspond cependant la situation de beaucoup d utilisateurs car il est la fois s
502. s leur cause Par exemple il peut r v ler qu un b timent a t supprim mais on ne sait pas si le b timent participe un complexe plus large suite une op ration de r novation ou s il a t effectivement d truit sur le terrain Par ailleurs le journal ne peut apporter de solution effective que si la base initiale consid r e correspond exactement la base l origine du journal Ainsi Si un utilisateur intervient sur les donn es g ographiques d un producteur autre en les modifiant pour int grer ses propres donn es 1l interrompt la cha ne logique du journal Il aura alors des difficult s pour int grer les changements fournis par le journal du producteur initial Par exemple si l utilisateur coupe un tron on de route en deux sous tron ons pour prendre en compte un attribut suppl mentaire pour lequel le dit tron on n est pas homog ne et que pendant ce temps le producteur coupe galement ce tron on lors d une mise jour pour int grer un croisement alors 1l y aura incoh rence entre les deux tats de la base celle de l utiisateur et celle du producteur ce qui emp chera tout report automatique du changement cr ation d un croisement 84 Les m thodes et outils d appariement et de calculs de diff rentiels Des m thodes pour identifier et qualifier des changements de donn es L appariement consiste reconna tre dans deux jeux de donn es
503. s models devoted to and design for certain specific tasks Toutefois les travaux de recherches fournissent des l ments de solutions La spatio temporalit fait ainsi r guli rement partie des th mes principaux au sommaire des r centes conf rences sur les SIG Malgr ces r sultats l observation dans un SIG d un ph nom ne g ographique en mouvement reste une application d licate pour la plupart des utilisateurs Cela explique probablement pourquoi beaucoup se contentent d une observation visuelle 3 2 Int gration de la dimension temporelle dans un SIG 3 2 1 Le temps dans les SIG point de vue conceptuel Le probl me du temps dans les SIG r sulte de la n cessit de lier simultan ment la dimension spatiale et la dimension temporelle Cette difficult n est pas propre aux SIG mais la pr pond rance accord e la dimension spatiale entra ne une mod lisation plus sommaire de la dimension temporelle Modern geography has emphasized space rather than time being rather than becoming the objective rather than the subjective This is especially true of spatial analysis and its high tech offspring GIS Couclelis 1998 p 109 Dans la pratique peu de logiciels SIG pr voient autre chose qu un attribut de type date pour int grer le temps Ainsi la plupart des utilisateurs s appuie implicitement sur la repr sentation classique du temps lin aire au sens litt ral orient discret pour s
504. s modifications r alis es sur une donn e outils de journalisation pour les interpr ter et les int grer dans le fichier de m tadonn es Ainsi l utilisateur peut acc der directement une description circonstanci e des changements stock e dans la table de r conciliations une description compl te de chaque version de l objet stock e chaque nouvelle r conciliation dans une table sp cifique dite table d historique Par ailleurs le changement tant repr sent en tant que tel dans cette mod lisation il poss de un identifiant et une description propre on peut lui ajouter d autre champ comme par exemple un champ origine de la r conciliation pour signifier si l origine est technique ou th matique Ces champs suppl mentaires pourraient galement servir sp cifier les v nements g ographiques l origine des changements lorsque ceux ci ne sont pas des changements techniques Ce mod le est fonctionnel il facilite l acc s la s rie temporelle des tats d un objet il discrimine des changements vari s cr ation suppression mais aussi modifications il fournit directement les informations sur ces changements il offre m me la possibilit d introduire des informations suppl mentaires sur ces changements pour aider l utilisateur mieux les comprendre Con u avec un syst me d interfaces conviviales adapt ses utilisateurs pour eux il est simple d
505. s o l objet d observation principal ne poss de pas de repr sentation pr alable sous forme d information par nature mais elle s en distingue en plusieurs points en particulier M thode de g n ralisation sp cifique m thode d observation g n rique La m thode de Boffet 2001 s inscrit dans une perspective de g n ralisation cartographique et sp cifie le ph nom ne tudi m thode de cr ation d informations multi niveaux pour la g n ralisation cartographique de l urbain nous souhaitons cr er une information utile l automatisation du processus de g n ralisation cartographique de cartes topographiques Boffet 2001 p 89 Il s agit pour cette m thode de cr er des repr sentations manquantes partir d une base de donn es d taill e Le lien multi chelle entre les diff rentes repr sentations d coule alors de la construction des repr sentations cf figure B 2 3 La m thode que nous proposons ne sp cifie pas le ph nom ne m thode g n rique et s inscrit dans une autre perspective applicative l observation de ph nom ne En particulier nous envisageons le fait que l utilisateur puisse disposer d j d une repr sentation sous forme d information par nature d velopp e par exemple dans le cadre d une autre application et nous nous imposons de l int grer alors l observation Cette contrainte assure l utilisateur de pouvoir observer le ph n
506. s pour diff rencier des situations proches B 2 5 3 2 Cas particulier o il existe une partition en informations m so structurelles En pr sentant les diff rentes formes d information m so structurelle nous avons voqu le cas b2 o l information m so structurelle se pr sente sous la forme d une partition d objets m so Dans ce cas pour simplifier et nous ramener au cas g n ral nous sugg rions de r unir les parties pour d finir l emporte pi ce n cessaire la construction de l agr gation Nous proposions une mise en uvre en trois tapes cf B 2 42 1 construction d une repr sentation de l emprise du ph nom ne partir de la r union des emprises des objets m so structurels 2 utilisation de cette emprise r union comme emporte pi ce pour agr ger les objets micro 3 caract risation de l agr gation d objets micro ainsi construite Cas b2 l 2 3 10m emprise a x de l objet a m so nen On a une partition On agr ge les On obtient des a a _a na identifi P Mee sreg a i ma Sp en objets m so objets micro informations A m des objets n E e structurels Paide de cet descriptives au m m re La r union cr e un emporte niveau m so P emporte pi ce pi ce Figure B 2 42 Application basique de la m thode d observation multi niveaux dans le cas b2 o il existe une inf
507. s profils d individus pr sentant une probabilit importante d achat ou pour pr dire partir de quand le client risque d tre infid le L analyse pr dictive utilise les outils de Datamining technique d analyse utilisant un logiciel pour d nicher des tendances ou des corr lations ou encore pour d tecter des informations strat giques ou d couvrir de nouvelles connaissances en s appuyant sur des m thodes de traitement statistique Elle s effectue dans le SIAD syst me informatis d aide la d cision Des recherches en SIG existent pour d velopper des outils de g omining Certains chercheurs travaillent par exemple l aide d automates cellulaires Engelen 2005 Ourednik 2005 Corcuff 2005 Il s agit l principalement de travaux en mode raster la structuration en unit s g om triques l mentaires r guli res de ce mode de repr sentation tant bien adapt e aux analyses statistiques En revanche les recherches partir du mode vecteur mode qui permet de continuer travailler sur les objets g ographiques sont plus rares Shiyuan et Deren 2004 Les SIG semblent en fait plus proches des outils d cisionnels que de leur composante SIAD car ils proposent comme eux un ensemble int gr de fonctionnalit s de l acquisition la restitution en passant par l int gration l archivage et l analyse Construits pareillement autour d un syst me de gestion aliment s en donn es c
508. s r gles qu elle doit respecter les enrichissements de la base Ces enrichissements peuvent prendre la forme d une introduction de donn es suppl mentaires par exemple l ajout d un simple attribut sur un objet g ographique ex le trafic sur le r seau routier ou d un nouvel objet ex les sentiers pi tonniers voire d un nouveau th me ex l hydrographie la v g tation Ils peuvent galement prendre la forme d une extension de la zone couverte par la base A 3 2 3 La gestion des mises jour point de vue pratique La mise en uvre de mises jour soul ve de nombreux probl mes Beaucoup portent sur des aspects organisationnels concernant la collecte l int gration ou encore la livraison des mises jour Raynal 1997 Bordin 2002 p 168 172 Nous ne pr senterons ici que les aspects de mod lisation et d impl mentation Pour mieux illustrer les enjeux de ces mod les pour l observation de ph nom nes g ographiques dans ce paragraphe nous appr henderons la mise jour de fa on restrictive Nous adopterons une d finition proche de celle des utilisateurs th maticiens qui ne consid re que des modifications en rapport avec des volutions du terrain physique 72 FigueA35 Des donn es nouvelles ne correspondent pas forc ment des informations nouvelles Exp rience issue du cas d tude sur les zones pavilonnaires cf Partie C Alors que n
509. s routes ou tous les b timents Un objet macro est d fini par composition s mantique d objets micro et m so Boffet 2001 p 70 Nous les avons cependant red finis pour les adapter notre besoin Il s agit pour nous de construire des informations sur le niveau m so partir d agr gation de donn es sur le niveau micro mais nous consid rons pour cela que l objet m so est prescrit il pr existe qu il soit ou non dans la base de donn es et nous cherchons comment le qualifier partir d objets micro fig B 2 10 Si nous laborons les caract ristiques m so dans une d marche ascendante des objets micro vers l objet m so notre premier mouvement va d abord du m so vers le micro pas seulement dans une r flexion sur comment allons nous le construire mais surtout partir de quelles informations de quelles donn es de quel existant allons nous le caract riser C est l que se rejoue pour nous la probl matique de la multi repr sentations dans le lien r aliser entre la repr sentation par nature et la repr sentation comme agr gation Ainsi dans ces travaux le niveau m so correspond au niveau d observation du ph nom ne celui qui permet de l identifier simplement de le situer rapidement celui o l objet d observation principal est repr sent sous forme d information par nature PARTIE B M thode d observation multi niveaux Figu
510. se suivant le contexte le terme information voquera des informations au sens g n ral d crivant des objets g ographiques et objets informatiques et des informations au sens informatique c est dire le r sultat de traitements sur les donn es Par ailleurs le qualificatif g ographique associ l information lui donne un sens particulier dans le domaine des SIG information g ographique sur un objet g ographique ensemble des composantes de l objet informatique l ments d crivant les caract ristiques d un objet g ographique dont sa localisation selon une mod lisation propre aux SIG Dans cette th se nous tenterons de bien distinguer les diff rents termes N anmoins 1l pourra nous arriver d effectuer l abus de langage fr quent dans le domaine des SIG qui appose information g ographique et objet pour d signer l objet informatique avec ses composantes Par exemple l information route avec Pentre cote sigmifiera la route en tant qu objet informatique telle que d crite par ses composantes Figure A 1 7 El ments terminologiques 1 2 SIG et informations g ographiques 1 2 1 Les SIG comme SI pour les informations g ographiques L utilisation de l informatique pour g rer et tudier les objets g ographiques s appuie g n ralement sur un syst me d information g ographique ou SIG Un syst me d information g ographiqu
511. sens sa largeur sa vitesse maximale autoris e nature du rev tement etc Et sous quelles formes ex liste de valeurs restreintes nombre entier ou r el etc Ces choix qui doivent exprimer la conception du monde de l observateur sous forme de donn es participent la fois de la formalisation conceptuelle et de la formalisation technique Pour le producteur de base de donn es leur laboration constitue la mod lisation conceptuelle et leurs d finitions sont consign es dans le document appel sp cifications de contenu Suivant la personne qui r alise la mod lisation conceptuelle et suivant son point de vue suivant ses comp tences plut t th matiques ou plut t techniques le r sultat de cette mod lisation peut prendre des formes tr s diff rentes Elle peut correspondre des niveaux d observation divers et conduire des niveaux de repr sentations vari es plus ou moins d taill s par exemple la ville peut tre vue comme une entit ponctuelle dans une repr sentation g n rale du territoire ou bien comme une agr gation d autres entit s g ographiques plus petites comme des lots voire des b timents des foyers Par ailleurs au moment de rendre cette formalisation op rationnelle elle peut tre d crite de fa on plus ou moins pr cise avec des sp cifications plus ou moins d velopp es par exemple les villes ponctuelles consid r es ne pourront tre que des villes de plus de 10
512. sentations multiples Comme pour la gestion temporelle 1l existe des solutions pour g rer de multiples repr sentations dans les SIG mais leur simplicit est g n ralement inversement proportionnelle leurs performances Ainsi la deuxi me partie du chapitre B 2 est elle consacr e l laboration d une m thode d agr gation dite m thode d agr gation par emprise qui puisse participer la mise en uvre d une m thode d observation multi niveaux dans un SIG Avec la m thode d agr gation par emprise l utilisateur dispose d une m thode d observation multi niveaux statique pour construire des indicateurs utiles l observation de ph nom nes dans un SIG Le d but du chapitre B 3 pr sente l int r t pour les utilisateurs d avoir des indicateurs d taill s qui d crivent des tats et les risques inh rents une pr interpr tation des volutions Dans un second temps ce chapitre montre que les indicateurs produits avec la m thode d observation propos e peuvent tre facilement suivis dans un SIG sous l hypoth se que l emprise au sol du ph nom ne est constante Il explique galement comment INTRODUCTION 19 INTRODUCTION am liorer le suivi en int grant des observations statiques d origines diverses La parte C enfin pr sente trois d clinaisons de la m thode d observation g n rique propos e correspondant au suivi de trois cas de ph nom nes particuliers l urbanisat
513. serve la formalisation des informations g ographiques B 1 1 L information g ographique comme m diateur entre une approche th matique et une approche technique L utilisation de syst mes informatiques SIG pour observer des ph nom nes g ographiques ne pose pas seulement un probl me technique il ne s agit pas uniquement de d velopper la capacit des outils SIG g rer la dimension temporelle Comme le montre la d finition d objet g ographique rendue n cessaire d s l introduction cf p 22 ces recherches renvoient galement des probl mes plus cognitifs li s la repr sentation parmi lesquels les probl mes de vocabulaire ne sont qu un sympt me Nyerges et al 1995 Dans ce chapitre nous 1llustrerons ces probl mes sur plusieurs exemples Nous montrerons l int r t d introduire une tape de formalisation qui ne soit pas uniquement technique ni uniquement th matique Cette tape de formalisation nous servira en particulier assurer une meilleure mod lisation des ph nom nes g ographiques dans le SIG o meilleure veut dire la fois qui convient pour l observation r aliser qui soit capable d tre enrichie et que l on peut exploiter commod ment dans les SIG sans d veloppement complexe En nous appuyant ensuite sur cette mod lisation nous construirons une m thode pour enrichir la description d un ph nom ne chapitre B 2 avec des informations dont nous montrerons qu el
514. simultan ment en laissant la possibilit de choisir la composante g om trique la mieux adapt e pour chaque agr gation d objets micro en particulier celle qui PARTIE B M thode d observation multi niveaux 167 PARTIE B M thode d observation multi niveaux conserve le maximum de coh rence topologique avec les objets micro agr ger tout en maintenant la compatibilit des emprises n cessaires au transfert de caract ristiques de disposer au final d indicateurs plus coh rents et plus pr cis Or nous allons maintenant voir que le fait de saisir l apparition ou la disparition d un objet micro ex cr ation d un b timent dans un lot peut avoir son importance 168 Suivi de ph nomenes g ographiques avec un SIG B 3 1 Suivi d volutions de ph nom nes g ographiques Le suivi d un ph nom ne g ographique avec un SIG n cessite d introduire la dimension temporelle dans l observation Il existe des solutions techniques pour suivre des informations g ographiques dans le temps nous les avons pr sent es dans le chapitre A 3 Il s agit soit de mod les de gestion d informations temporelles con us pr alablement la constitution des donn es soit d outils d appariement et de calcul de diff rentiels permettant d extraire des mutations Cependant ces solutions travaillent sur des donn es les informations sur les volutions qu elles produ
515. sort de personne ou de tous celle que nous avons nomm e la formalisation technique et qui fait la distinction entre objet g ographique et objet informatique Par exemple le th maticien qui observe une route a parfois du mal envisager les cons quences d une formalisation sous forme de surface par rapport une formalisation sous forme de ligne tandis que le technicien a du mal d terminer quelles sont les informations importantes pour tudier un ph nom ne particulier Ainsi pour le technicien la formalisation technique est incluse dans la mod lisation conceptuelle pour le th maticien elle fait partie de la mod lisation technique Or comme nous le d velopperons dans le chapitre B 1 il existe bien une diff rence entre les deux objets et les distinguer permet de ne pas rigidifier la mod lisation Dans cette th se nous proposons de profiter de cette souplesse pour laborer plus d informations observer Il nous faut pour cela d finir auparavant le terme d information g ographique th maticien g omaticien informaticien ordinateur formalisation Pen impl mentation codage Le producteur de donn es distingue trois tapes de mod lisation conceptuelle logique physique Le th maticien distingue principalement deux tapes de mod lisation D Figure A 1 5 L tape de formalisation technique une zone floue information g ographique Le terme d information peu
516. sources org En supposant que ce mod le reste valide dans le temps le contexte temporel changeant le mod le est il encore valable et que l on soit capable de bien valoriser ses param tres on peut laborer une repr sentation de la forme future du ph nom ne Dans un cadre pos d terministe la pertinence des tudes prospectives repose enti rement sur la validit du mod le identification des param tres bonne pond ration identification des valeurs seuils etc De sa qualit d pend la qualit des pr visions Dans un contexte moins d terministe m me avec un mod le de qualit la validit des simulations se limite souvent un futur proche En effet la d marche de pr vision est adapt e aux syst mes stables constitu s d un nombre limit d l ments en interactions lin aires c a d pouvant tre d crites par des lois math matique continues et additives Cependant les scientifiques se placent de moins en moins dans ce contexte En effet bien que la complexit du monde existe depuis toujours sa reconnaissance est relativement r cente La vision d terministe de scientifiques comme Newton ou Laplace ne convient plus l tude de ph nom ne complexes organis s comme ceux rencontr s dans les grands syst mes biologiques conomiques ou encore sociaux Donnadieu et al 2003 Face ce constat certains concluent l impossibilit de pr dire l volution des syst mes faisant interv
517. ssus de mise jour consid r comme continu o les informations peuvent tre int gr es tout moment dans la base de donn es et non pas seulement aux dates correspondant la version de la base Dans la pratique la production effective de ces mises jour ponctuelles dure g n ralement plusieurs mois 10 Un jeu de donn es est un extrait d une base de donn es con u comme un tout la mise jour et la livraison de donn es pouvant ne concerner qu une partie d une base de donn es plus globale 11 Techniquement cette date d estam pillage peut correspondre des dates diff rentes date de livraison date de la version de la base date du d but ou de fin de la mise jour dans le cas o la mise jour n est pas en continu etc qui ne correspondent pas exactement la date d apparition sur le terrain 12 La d finition de l identifiant en informatique peut tre Stricte on parle alors de signaire On change d identifiant d s que l objet subi un changement Ce qui revient consid rer que tout objet ayant subi une modification n est plus identique lui m me qu il a disparu pour tre remplac par un autre La gestion de cet identifiant ou signature peut alors tre sous trait e l ordinateur de fa on automatique Souple on parle alors d identificateur l identifiant est li l objet Tant que le producteur de donn es estime que l objet reste semblable lui m me
518. st 1993 et 1999 a aide de domn es sp cifi es Portion de territoire de Marne la Vall e pr s de champs sur Marne Portion de territoire de Marne la Vall e pr s de Roissy en Brie Figure C 32 De la m thode g n rique la mise en application pour l observation de ph nom nes sp cifiques sur des zones particuli res Cette partie de la th se montre comment nous avons labor des m thodes d observation pour suivre les trois cas de ph nom nes que nous avions choisis d tudier Une application partielle a t mise en uvre pour chacun des cas pour tester aupr s de th maticiens la pertinence des m thodes d observation propos es cf figure C 32 Basile et Bordin 2005 et surtout le chapitre 2 2 2 de Basile 2005 Un SIG pour accompagner la r flexion pr sentent les r sultats de la mise en application de la m thode sp cifique pour l observation de l ambiance urbaine dans l Annexe 7 nous avons extrait quelques unes des cartes issues de cette application La th se de M Basile conclue sur l int r t de cette mise en uvre m me si elle rel ve que le manque de donn es reste aujourd hui un handicap pour un suivi op rationnel Bordin et al 2005 et surtout le rapport de stage de Mayeux 2004 Suivi du coefficient d imperm abilisation l aide d un SIG co encadr avec J C Deutsch pr sente en d tails la mise en application de la m thode de suivi du coeffic
519. stiques sp cifiques pouvant tre d une tr s grande pertinence dans l analyse de certains ph nom nes comme le montre le cas particulier du ph nom ne d urbanisation pavillonnaire Puis concevant cette ouverture comme le moyen de s adresser des utilisateurs de profils vari s sans pour cela devoir compliquer l int gration pratique de la m thode mais galement dans une perspective temporelle comme une r ponse possible l volution des besoins des utilisateurs en terme d analyse nous avons introduit en fin de chapitre B 2 consacr la pr sentation de la m thode d observation multi niveaux un paragraphe d di aux extensions de la m thode par int gration de moyens suppl mentaires et en fin du chapitre B 3 un paragraphe d di l int gration de mod les temporels plus sophistiqu s pour saisir des informations d volutions plus pertinentes Perspectives Ces travaux de recherches visent aider ceux qui poss dent les comp tences et les mod les th matiques pour tudier des ph nom nes g ographiques sp cifiques ils proposent une m thode g n rale pour mettre en uvre des outils SIG capables de fournir des donn es utiles ces tudes Les perspectives de cette th se s inscrivent pour nous dans la continuit de cet objectif mettre en oeuvre m thode mettre application sp cifique en oeuvre m thode g n rique Mise en uvr
520. support une appr hension pluridisciplinaire du m me objet 177 PARTIE B Suivi de ph nom nes g ographiques avec un SIG Des informations qui permettent de saisir des changements insensibles Dans le contexte d une observation cin matique les informations produites par la m thode d observation donnent une base empirique au concept de l objet suffisamment lui m me En effet l agr gation d objets micro ne nous sert pas seulement fournir plus d informations l observation en enrichissant la description de l objet m so Elle nous sert surtout affiner cette description pour appr hender l objet une chelle plus fine A cette chelle les changements observ s peuvent tre plus subtils Ainsi en donnant voir des changements micro la m thode fournit l utilisateur des l ments pour mieux interpr ter les changements m so et pour distinguer des formes d volutions plus nombreuses changements graduels changements brusques Des informations qui s expriment sous forme d indicateurs interpr ter Les informations construites en tant que descripteurs d agr gations d objets micro ou d agr gations de caract ristiques d objets micro sont obtenues essentiellement partir de calculs math matiques sur des donn es micro Les valeurs qui en r sultent sont donc des valeurs brutes qui peuvent tre fournies telles quelles l utilisateur pour limiter les effets d
521. t identificateur constant les objets par ordre croissant de num ro de version Les objets cr s sont ceux dont le num ro de version est 1 Les objets d truits sont ceux dont pour lesquels la date de suppression est non vide et le num ro de version est maximal mE layv2 Pour un tat d objet fix on acc de directement sa p riode de A e s validit par requ te sur le couple date de cr ation date de suppression objet A objet B A chaque changement de version l objet subi un changement ou N PER N a a E I une destruction mais il n y a pas de moyens automatiques pour d d d d d pr ciser sa nature d1 Historique La s rie des tats d un objet peut tre reconstitu e automatiquement en s lectionnant de proche en proche la s rie des changement identit changement destruction cr ation tat successifs partir de l attribut Id successeur Les objets cr s sont ceux dont l identifiant n est pas une valeur prise par l attribut id successeur Les objets d truits sont ceux E dont la date de suppression est non nulle Pour un tat d objet fix on acc de directement sa p riode de R e ee validit par requ te sur le couple date de cr ation date de BAT Se a d d d d ds Chaque fois que la date de modification est non nulle il y a eu un changement
522. t galement tre utilis s pour prendre en compte des aspects techniques de la mod lisation des informations g ographiques En effet peu d utilisateurs consid rent les carrefours comme une th matique en revanche la complexit topologique de ces objets n cessite un traitement particulier 256 Annexe 3 D finition de l entre deux Le concept d entre deux pos par Sibony 1991 vient largir la notion de diff rence La diff rence se r v le tre un clich de l entre deux un cas limite et limit un cas particulier Sibony l introduit en notant Nous avons v cu et pens jusqu ici sous le signe de la diff rence diff rence sexuelle diff rence entre autochtones et trangers entre mort et vivant oui est il vraiment mort Peut on lui prendre ses organes Pas encore dans dix minutes Il y a toujours eu un trait une fronti re qui d partageait le tout avec en de et au del et qui faisait la diff rence Parfois c tait caricatural les bons d un cot les mauvais de l autre L id e de diff rence ne suffit plus pour comprendre ce qui se passe Non que l id e de diff rence soit fausse elle est juste mais limit e pertinente mais infime L entre deux est une forme de coupure lien entre deux termes ceci pr s que l espace de la coupure et celui du lien sont plus vastes qu on ne le croit et que chacune des deux entit s a toujours d j partie l
523. t Ce mod le permet de faire des tudes statistiques g n rales sur les accidents L accumulation des accidents sur un tron on permet de d finir des zones dangereuses sous forme de tron on de route R ciproquement on peut identifier les zones dangereuses si elles correspondent effectivement un tron on de route Pour identifier celles correspondant un carrefour il faut d finir un objet carrefour sous forme d information par nature avec un attribut nombre d accidents En revanche aucune information pour caract riser les accidents ne peut tre saisit avec ce mod le gt Ce mod le permet de localiser le danger relativement des objets pr tablis mais ne permet pas de rechercher simplement l origine du danger caract ristiques quelques 300 valeurs d attributs Les accidents existant sous forme d information par nature ils sont localis s On peut alors facilement identifier les zones d accumulation et les d finir comme des zones dangereuses Par requ te sur les caract ristiques des accidents de chaque zone on peut tenter d identifier les caract ristiques communes Ce qui donne des l ments pour rechercher l origine du danger qui peut n avoir aucune relation de causalit directe avec le tron on de route ou le carrefour le plus voisin Ce mod le permet de d finir des zones dangereuses sans devoir se r f rer des objets existan
524. t me initial Ainsi dans le ph nom ne d urbanisation pavillonnaire on peut s int resser au b ti sa densit sa forme etc mais on peut aussi introduire le r seau routier sa structure son trafic etc le parcellaire sa forme son statut juridique etc la population ses attributs sa structure etc car ces caract ristiques sont galement susceptibles de participer l volution du ph nom ne D un point de vue pratique les SIG n imposent apparemment pas de contrainte En effet ils permettent de pr senter toutes les donn es d s lors qu elles sont localis es dans le m me syst me de coordonn es Le th maticien peut donc s lectionner seul les variables qui seront observ es et celles qui feront partie des choses restant gales par ailleurs Figure A 2 16 Les syst mes de r f rences comme m taphore pour voquer les diff rents fa ons d observer le mouvement dans une approche semblable celle des sciences physiques A 2 2 1 2 Diff rents regards sur les ph nom nes diff rents types d tude Il peut exister plusieurs fa ons th matiques d aborder un ph nom ne et il y a plusieurs mani res de l tudier en tant que fait en mouvement fig A 2 16 Il s agit ici de pr ciser si l observation se concentre sur les faits pour d crire des tats approche statique ou si elle s int resse au mouvement pour le repr senter l expliquer ou encore le simuler Ainsi
525. t s d analyses par exemple calcul de la moyenne d un attribut s mantique de la distance ou d termination de l appartenance une zone Pornon 1990 Den gre et Salg 1996 Bordin 2002 Tr s vari es elles concernent l ensemble des composantes de l information g ographique Les fonctionnalit s d analyses standards participent essentiellement des analyses descriptives la cr ation de nouveaux objets ou aux v rifications d int grit de la base Cependant la possibilit de combiner des fonctionnalit s l mentaires ou d en d velopper de nouvelles permet aux utilisateurs de r aliser des analyses plus complexes En fait les fonctionnalit s d analyses occupent une place plus ou moins importantes selon les applications et le type d usage des SIG CODATSI 1996 et Georget 2000 distinguent trois types d usage des SIG le S G inventaire observatoire a pour objet de r pondre des attentes en termes de connaissances sur un territoire Il utilise principalement des fonctionnalit s de gestion pour r pondre aux requ tes simples de types O et Quoi portant respectivement sur la composante s mantique ex o sont les coles maternelles o est la rue Guillebaud et sur la composante g om trique ex quoi est l quel type d objet poss de cette emprise Quelles sont ses caract ristiques Den gre et Salg 1996 13 Dans Bordin 2002 nous sugg rons d en ajo
526. t une mod lisation des accidents comme information localis e emp che toute tude de ces caract ristiques puisqu il n y a pas de composante s mantique pour les int grer Une mod lisation sous forme d information localisable permet de travailler sur l ensemble des attributs des accidents en revanche elle ne les localise pas explicitement Elle peut servir pour des tudes statistiques g n rales sur les accidents mais pas pour d gager les sp cificit s de chaque zone dangereuse En effet les accidents n tant pas localis s on ne peut pas identifier ceux qui se trouvent proximit d autres accidents on ne peut donc pas d finir de zones dangereuses ni identifier parmi les accidents ceux qui appartiennent une m me zone et par cons quent on ne peut pas rechercher les caract ristiques communes aux accidents d une m me zone dangereuse Seule la mod lisation des accidents sous forme d information par nature permet la fois de d finir des zones dangereuses et d identifier les particularit s des accidents appartenant chaque zone Par exemple les accidents ont lieu essentiellement le samedi soir en fin de nuit ou le dimanche au petit matin sur des jeunes adultes ou encore plut t le vendredi soir la tomb e de la nuit Ces informations de d tails donnent alors des l ments pour rechercher les causes par exemple en introduisant des inform
527. t ainsi pour certaines tudes sur des ph nom nes diffus dont l emprise est volutive par exemple pour suivre l volution de l emprise d une pid mie 144 La figure B 2 35 pr sente de fa on synth tique le sch ma de la m thode d observation multi niveaux Plus g n ral que le sch ma pr sent tout d abord qui ne correspondait qu au cas o il existe un objet m so voir figure B 2 24 il permet d int grer les diff rents cas rencontr s par les utilisateurs en noir nous avons extrait la partie centrale et g n rique de la m thode la construction d agr gation d objets micro sur la base d une emprise pour pouvoir dans un second temps par analyses r f rences spatiales en d duire des caract ristiques associer cette emprise en bleu vert nous avons repr sent l tape pr liminaire indispensable la d termination de l information m so structurelle n cessaire l agr gation La figure B 2 36 en double page suivante r sume les diff rentes conditions et options d application de cette m thode D termination de l information m so structurelle Objets micros extraire construire Caract risation de objet m so g ographique Emprise au sol du ph nom ne construire Agr gation d objets micros effectuer des analyses r f rences spatiales Portion de territoire associ e au ph nom ne Cara
528. t aux versions de la base de donn es micro qui soient tous deux suffisants on pourra alors tudier des corr lations entre les f g cf fig a 6 1 ANNEXES 263 ANNEXES axe d indice k IT des caract ristiques 150 e axe d indice p 0 Pi M m dutems fo 0 fo o Rp ne axe d indice j Tix f k des objets observ s 0 m l Eh L fo A H O nt tr pptnniss i CELL SK hrs 0 k resceoo i fr 0 GT E er OK 0 K 0 K7 l Figure a 6 1 Dimensions des indicateurs de suivi 264 ANNEXES Annexe 7 El ments d application sur les cas de ph nomenes retenus a 7 1 El ments d application pour l observation des zones d habitat individuel n j n j Global 60 Stable instable Attractif R pulsif 480 40 110 290 30 30 430 4 P350 220 20 760 ED 160 gt 610 360 60 10 20 30 A0 50 60 n i ni Figure a 7 1 El ments d analyse temporelle des types d occupation des sols Dans le cadre des travaux men s avec H l ne Mathian de l UMR G ographie cit s sur l volution de l occupation de l habitat pavillonnaire partir du MOS l analyse statistique des couples type d occupation des sols de la parcelle n t type d occupation des sols de la parcelle n t pour toutes les parcelles contenues dans le MOS et sur toutes les dates dont nous disposions 1982
529. t lui aussi prendre des sens diff rents En particulier on distingue la d finition du domaine informatique faits et connaissances d duits des donn es L ordinateur manipule et g re des donn es La signification d duite des donn es est l information Dictionnaire de l informatique et d internet Dans cette d finition l information est pr sent e comme provenant des donn es Les donn es pr existent aux informations la d finition g n rale du dictionnaire propose l ment fait ou jugement sur la r alit que l on peut transmettre Petit Robert 2001 Cette fois l information semble se d duire de la r alit les donn es ne sont plus voqu es explicitement et elles ne semblent pas devoir pr exister aux informations Dans le cadre de cette d finition on peut encore distinguer 25 PARTIE Les SIG des outils d di s Aux informations g ographiques l information analytique et mat rielle ex la maison est bleue du fait g n ral global c est dire l ensemble des apports sur un objet l information comme un tout ou comme l ment de connaissance Le fait de sp cifier que l information est g ographique multiplie encore les d finitions En effet outre les adaptations des deux d finitions g n rales pr cit es on trouve diverses d finitions particuli res Repr sentation d un objet ou d un ph nom ne r el localis dans l espa
530. t un ph nom ne lorsqu elles existent ne se rapportent pas forc ment une partition stable 1l est alors souvent difficile de les suivre dans un SIG On peut alors s inspirer du MOS En effet sa mod lisation utilise une partition adapt e l observation du ph nom ne dont elle assure r troactivement la stabilit dans le temps Mais cette partition et sa stabilit ne conviennent que pour le suivi des quatre vingt trois valeurs d attributs pr s lectionn es les attributs sont bien une variable contr l e Dans cette th se nous proposons une m thode qui permette de suivre des volutions d un ph nom ne aussi simplement que si l on disposait d une partition stable d di e et sans figer pour cela les attributs observ s 20 Ce qui revient observer des objets g ographiques non modifiables cf p 55 21 The National Historical Geographic Information System d velopp aux Etats Unis par l quipe de MacMaster 2006 offre un autre exemple int ressant L objet de ce syst me est de proposer une base de donn es nationale des recensements qui soit la fois multi niveau il prend en compte les diff rents niveaux de recensement des counties jusqu aux blocs et multi temporelles il int gre l ensemble des donn es issues de tous les recensements depuis 1790 L objectif est de permettre aux utilisateurs d effectuer des observations spatiales de comparer diff rentes localisations d observer diff
531. tes diff rentes Pour cette tude nous avons travaill sur la r gion de Marne la Vall e Les jeux d essais ont t constitu s partir des versions de 1994 et 1999 de la BD TOPO et de num risations de photographies a riennes de l IGN de 1993 et de 1999 On veut obtenir une estimation de la surface imperm abilis e associ e chaque objet topographique partir de la repr sentation de Surface imperm able r elle Y ces objets dans la BD TOPO associ e lo servant kemm de surface de r f rence objet b timent surface imperm abilis e Situation r elle Classe d objets b ti route Situation r elle telle que mod lis e par surface les donn es de la BD imperm abilis e TOPO Classe d objets routes Figure C 17 Principe de la m thode de suivi du coefficient d imperm abilisation l aide de la BD TOPO Partant de la situation r elle consid r e au travers des photographies a riennes nous avons exploit la mod lisation de la r alit donn e par la BD TOPO cf figure C 17 Le document sur les sp cifications de la BD TOPO d taille cette mod lisation en pr cisant les objets g ographiques qui y sont repr sent s r seaux routiers b ti r seaux hydrographiques voies ferr es limites administratives etc Les zones imperm ables n en font pas partie Pour tester le principe et la m
532. tes papier Ils affichent la base de donn es dans deux tats diff rents et compare deux deux les objets des deux images comme dans le jeu classique des sept erreurs la diff rence pr s qu il ne sait pas d avance le nombre de changements trouver fig 3 1 Lorsque ces images sont au format raster l utilisateur peut exploiter un logiciel dit de traitements d images pour tenter une comparaison automatique Cependant les conditions de prises de vues la saison l heure etc variant g n ralement d une fois sur l autre les changements de couleurs ou de niveaux de gris sont parfois mal interpr t s Certains travaux de recherches tentent de d passer ces probl mes Huet et al 1996 Jamet 1998 Tellez et Servigne 1997 Malgr des r sultats prometteurs Jung 2002 l extraction automatique des volutions n est pas encore consid r e comme totalement op rationnelle de l avis m me de chercheur expert en traitement d images Boldo 2005 en particulier il est encore difficile d extraire automatiquement les volutions du b ti En revanche certains autres travaux qui portent sur des niveaux d observation g ographique plus g n raux obtiennent des r sultats effectifs comme par exemple Weber et Hirsch 2000 pour les tudes sur l volution de l urbanisation Lorsque les images sont au format vecteur ce qui sera le cas tout au long de cette th se l utilis
533. thode d observation multi niveaux de d tails dans le SIG adapt e l observation multi niveaux en g ographie comme pr ambules des analyses multi niveaux dans les SIG 124 6 comme dans Analyse spatiale multi chelles multi repr sentation analyse multi niveaux titre d un des th mes propos pour l International Conference on Spatial Analysis and GEOmatics SAGEO 2005 Toutefois on note que dans Sanders 2001 l orthographe employ e est d ja multiniveau PARTIE B M thode d observation multi niveaux Evolution du sens associ au terme de multi nive ux et relations avec l objet g ographique tudi Le multi niveaux renvoie aux niveaux de d tails et aux probl mes de mise en correspondance de repr sentations diff rentes d un m me objet L enjeu est de pouvoir l observer dans un SIG selon diff rents points de vue Une grande partie des consid rations porte sur la de l objet g ographique en vue d analyses g ographiques composante g om trique vers une observation plus g ographique L observation est qualifi e de multi niveau car l objet g ographique est consid r comme faisant partie d un syst me pour les analyses le th maticien peut utiliser des m thodes statistiques en particulier celles dites multiniveau Il travaillera alors principalement sur les informations descriptives de l objet g ographique et sur la composante s mantique de l objet
534. ticulier distinguer les zones p rennes souples c est dire celles qui tout en se maintenant continuent voluer En particulier celles qui continuent se d velopper en se densifiant ventuellement en subissant des micros changements des extensions ex garages v randas pi ces suppl mentaires les zones p rennes rigides qui se maintiennent strictement l identique sans accueillir de nouveaux b timents ou toute autre modification On peut regarder s il existe une relation entre des volutions diff renci es et des morphologies particuli res et tenter de r pondre des questions du type Certaines formes pavillonnaires sont elles plus favorables des volutions ult rieures que d autres Par exemple certaines structures pavillonnaires sont elles plus propices la densification Ces questions font cho aux pr occupations des am nageurs lorsqu ils s interrogent sur le devenir des zones pavillonnaires ou quand ils abordent le th me de la densification urbaine Toutefois pour prendre des d cisions les am nageurs devront pr ciser en quoi la structure morphologie est une causalit directe et ou indirecte d un type d volution Autrement dit ils devront d terminer si certaines formes favorisent l volution ou si elles sont seulement corr l es aux facteurs qui l expliquent En effet nous avons vu que la morphologie est fonction de l poque de construct
535. tin e classique apr s 19h tardif dimanche matin loisir matinal L observation de l animation permet d analyser le fonctionnement de la rue Est ce un fonctionnement traditionnel ex ferm le midi ou bien est il dans une mouvance plus moderne ex service en continu Est ce un fonctionnement sp cifique ex ouverture le dimanche horaire tardif particulier au site ou bien le retrouve t on ailleurs ce qui pourrait alors correspondre l mergence de tendances nouvelles Cette information met en particulier en avant des l ments culturels par exemple en France le lundi est un jour de fermeture pour les commerces alors qu en Italie et G nes en particulier les magasins dans le secteur alimentaire ferment g n ralement le mercredi pour observer l animation par le d cor les syst mes de fermeture nous paraissent des l ments pertinents Ils peuvent servir caract riser 228 Figure C 29 Deux exemples de syst mes de fermeture plus ou moins conviviaux ouvert avec clairage int rieur ou ferm code 2 et code 7 http www blindalu com galva2 j Figure C 30 Fermeture par une grille qui laisse voir la vitrine par devant code 2 http www technostor fr grimeta htm l ambiance de la rue en horaire de fermeture cf fig C 29 C 31 en termes d esth tique et de sentiment de s curit Pour entrer cette information dans un SIG nous avons labor une typologie des ferme
536. tio temporelle visuelle partir de deux versions diff rentes de la BD TOPO Il existe donc un r el besoin de m thodes et d outils pour identifier et suivre des ph nom nes spatio temporels D s lors l enjeu des SIG observatoire devient l observation des territoires dans l espace et dans le temps avec entre autre pour objectif de fournir des informations aux SIG analyse et d aider la d cision Ieti fr De Blomac 2004 Or pour fournir des informations aujourd hui les SIG Observatoire requi rent souvent la participation visuelle et intellectuelle de leurs utilisateurs Dans ce contexte proposer une m thode g n rique pour construire de tels indicateurs participerait au d veloppement des SIG et permettrait aux utilisateurs d aller plus loin dans l observation des ph nom nes spatio temporels Cela contribuerait galement au d veloppement des SIG en tant qu outils d aide la d cision En effet si les SIG interviennent d j dans les processus de 37 PARTIE Les SIG des outils d di s Aux informations g ographiques d cision ils ne sont pas r ellement des syst mes d aide la d cision SIAD A 1 3 3 Vers un SIG outils d aide la d cision Les SIG en tant qu outils d analyse semblent pouvoir s inscrire dans une famille d outils informatiques plus large les syst mes informatis s d aide la d cision ou SIAD Les SIG pourraient alors b n ficier de leurs avanc es
537. tion multi niveaux pour les SIG se compose de trois parties 18 La partie A pose la probl matique en rapprochant l utilisation des syst mes d information g ographiques et l tude de ph nom nes g ographiques respectivement chapitre A I et A2 Le chapitre A 3 pr sente les solutions techniques existant dans les SIG pour int grer la dimension temporelle n cessaire l observation des ph nom nes Il montre en particulier les diff rents mod les disponibles du plus simple qui sous traite enti rement la gestion du suivi l observateur aux solutions les plus labor es demandant des d veloppements fa on Il introduit l id e d une m thode d observation conceptuelle qui exploiterait le mod le le plus l mentaire comme une alternative aux solutions existantes Revenant sur les mod les plus sophistiqu s en fin de th se 1l y sera montr comment les int grer pour am liorer encore les observations La partie B s organise en trois chapitres qui correspondent aux trois tapes de l laboration de la m thode d observation multi niveaux Le chapitre B 1 montre que plusieurs tapes de formalisation sont n cessaires pour permettre l observation d une entit g ographique partir de donn es g ographiques dans un SIG Parmi elles la formalisation technique Situ e entre la formalisation th matique et l impl mentation informatique joue un r le charni re elle articule deux approches diff re
538. tion une approche individu centr e la g osimulation utilise des mod les qui fonctionnent sur des objets l mentaires discrets une chelle microscopique ex maison parcelles geosimulation considers urban systems as collectives of spatially non modifiable elements or objects at atomic resolutions individual people households vehicles buildings land parcels etc Benenson et Torrens 2004 IT Elle ne travaille pas partir d unit s spatiales modifiables c est dire form es d unit s l mentaires d une partition de l espace Cheylan et al 19941 int gre des r gles d interaction entre les objets l mentaires sans se limiter un nombre limit d assomptions Elle consid re l mergence de structures durables d autres niveaux d organisation et place les m canismes bottom up la base de la compr hension des structures spatiales l o traditionnellement les mod les urbains incluent des visions spatiales simples issues de snapshots avec un nombre restreint de temps de r f rence les mod les de type g osimulation travaillent des chelles de temps proches du temps r el pour construire des simulations dynamiques Pour cela les temps d int gration des informations de mises Jour sont r duits par exemple le processus de production des donn es individualise l impl mentation des changements au plus pr s de leur survenue au lieu de planifi
539. tique du tron on de rue Cette conception nous a permis de la localiser et de la transformer en information g ographique nous l avons mod lis e sous forme d information localis e ayant pour support le tron on de rue cf p 106 fig C 22 Dans un second temps nous avons identifi l emprise au sol de l ambiance celle du tron on de rue pour d finir un tron on d ambiance fig C 22 et C 23 tron on de rue ambiance de la rue tron on d ambiance Dann EA Figure C 23 Processus formel permettant de mod liser l ambiance urbaine sous forme d une information g ographique 224 18 Connaissant l adresse de chaque b timent on peut alors placer sur la carte ou int grer dans la base de donn es toute information ou caract ristique d crite par une adresse il suffit de l associer au b timent portant la m me adresse C est le principe du g ocodage Figure C 21 Extrait de la BD TOPO En milieu dense les b timents ne poss dent pas de contour individualis Leur composante g om trique est amalgam e celles des b timents voisins caract ristiques du tron on de rue ex nom nb de voies etc tron on de rue Etat initial En consid rant l ambiance comme une caract ristique du tron on de rue on peut alors formellement l introduire comme information localis e au tron on de rue L ambiance de la rue comme caract ristique du
540. tographique de l urbain Aujourd hui les d marches multi niveaux dans les SIG ne sont pas tr s d velopp es car il reste difficile d offrir l utiisateur les moyens d analyses conjointes sur plusieurs niveaux de d tails Cela implique en effet de disposer de liens entre les diff rentes repr sentations pour l affichage la gestion la mod lisation et aussi pour les analyses elles m me Si le multi niveaux peut tre consid r comme l aboutissement d une volution technique dans les SIG il constitue probablement aussi les pr misses d une autre volution plus th matique La figure B 2 8 montre cette volution Partant d une situation o l on suppose que les moyens techniques pour une observation multi niveaux de d tails des ph nom nes g ographiques dans un SIG sont disponibles alors en s appuyant sur une d marche d observation multi niveaux les utilisateurs pourront effectuer des analyses multi niveaux Les fonctionnalit s des SIG profiteront alors aux m thodes de l analyse multi niveaux pr existante en g ographie et dans une approche de moins en moins concern e par la composante g om trique et de plus en plus centr e autour de la composante s mantique elles viendront compl ter les outils et m thodes d analyse multiniveau dans cette orthographe en statistique Cette mise en perspective nous permet d inscrire nos travaux dans une cadre plus large nous proposons de d velopper une m
541. tributs d un objet existant mais classiquement il voque souvent la cr ation d une nouvelle primitive ponctuelle pour une localisation directe Dans ce dernier cas l objet un fois g ocod peut alors servir de support d autres informations exemple le logement g ocod au b timent qui permet de localiser ses habitants a 5 A E TENK 2r o 7e S r As EE LA EME CN ALU US Motos Laden Ale f lA mn a AE 105 PARTIE B Entre donn es et ph nom ne observ une localisation implicite par l interm diaire d un attribut descriptif faisant r f rence une commune un pays une adresse un point kilom trique etc par exemple un client sera localis par son adresse un ticket de caisse par l adresse du client qui il appartient un accident sera localis par rapport un PK ou PR point routier une localisation explicite indirecte sous la forme d attribut o l information sert caract riser une autre information g ographique par exemple le champ de bl peut tre un attribut d une information parcelle une cole un attribut d un b timent une localisation explicite simple ponctuelle obtenue g n ralement apr s l op ration de g ocodage Le g ocodage permet en effet d associer des coordonn es des objets g ographiques localis s implicitement en r f rence un autre objet lorsque la composante g om trique de l objet de r f rence est un point
542. tron on de rue Premi re tape tron on de rue Omposarite g om trique polyligne S de t RRE 1 on m la polyligne omposante g om trique polyligne 2 On cr e l information tron on d ambiance Ko d ambiance urbaine Figure C 22 Elaboration de l objet tron on d ambiance urbaine Le tron on d ambiance tait un objet g ographique proche de ce dont nous avions besoin mais la primitive g om trique associ e de type polyligne nous nous permettait pas de disposer d une emprise d agr gation Alors dans une derni re tape nous avons consid r que l ambiance tait un ph nom ne diffus pour d finir l objet m so structurel 1 comme un voisinage autour du tron on d ambiance urbaine Suite ce travail de formalisation technique nous disposions pour mettre en uvre la m thode d observation multi niveaux d un objet m so d observation principal pour le suivi du ph nom ne avec un SIG le voisinage du tron on d ambiance urbaine et d objets micro pour construire des caract ristiques les commerces Il ne restait plus qu formaliser la seconde tape de la m thode d observation multi niveaux la caract risation C 4 2 3 Quelles caract ristiques de l ambiance observer Pour cr er des indicateurs de suivi nous avons cherch comment caract riser l ambiance dans une perspective plus proche d
543. ts Il permet galement d tudier les caract ristiques des accidents participant sp cifiquement une m me zone pour tenter de mieux comprendre la cause de cette zone Figure B 1 25 Choix de mod lisation des accidents en information g ographique et cons quences pour les analyses r f rences spatiales ult rieures d e f Figure B 1 26 D finition de l objet d observation principale les zones dangereuses Cette application qui porte sur l observation des zone d accidents routiers met en avant un certain nombre de points elle montre que l tape de formalisation technique peut elle seule introduire un d calage entre les informations que lon veut observer et les informations observables dans le SIG Ainsi pour tudier les zones dangereuses il existe plusieurs fa on de les d finir Par exemple partir d un seuil limite d un attribut nombre d accidents d un objet g ographique support par exemple les tron ons de route fig B 1 26a et d Cependant l exp rience des carrefours montre que cela peut ne pas suffire 112 PARTIE B Entre donn es et ph nom nes observ En fait cette exp rience conduit soulever une question plus fondamentale en choisissant un objet g ographique pour servir de support une information on effectue un lien implicite en consid rant que le ph nom ne caract rise effectivement cet objet O
544. ttre une observation en temps r el Toutefois la granularit temporelle des op rations d acquisition des informations c est dire le temps n cessaire la collecte et l int gration de ces informations introduit un d lai dans l observation et donc un pas d observation minimal 13 Pour l application zone pavillonnaire nous avons eu de la chance le MOS et la BD TOPO avaient des temporalit s peu pr s compatibles 183 PARTIE B Suivi de ph nom nes g ographiques avec un SIG Un pas d observation des informations plus souple En abordant le probl me en terme d informations plut t qu en terme de donn es il nous semble pouvoir tre appr hend autrement Tout d abord nous remarquons que dans la pratique une version de base de donn es est consid r e comme jour jusqu l arriv e de la nouvelle version Les utilisateurs exploitent en effet la derni re version de la base de donn es c est dire ils effectuent leurs analyses leurs observations sur les donn es les plus r centes comme s il s agissait de repr sentations actuelles Cette pratique revient consid rer que sur l intervalle de temps tp tpl l tat des objets en tant qu information reste constant Elle peut aussi tre vue comme une exfrapolation de l tat des objets de la base et des tats de leurs caract ristiques par la fonction identit jusqu l obtention de donn es nouvelles Con
545. tudier un ph nom ne Une fois d sign l objet servant caract riser le ph nom ne nous avons propos de prendre en compte des objets suppl mentaires un niveau plus fin pour laborer des informations descriptives additionnelles Dans ce paragraphe nous supposerons avoir identifi pr alablement l objet d observation principal utilis pour caract riser le ph nom ne il d finit le niveau m so Nous appellerons objet m so sa repr sentation sous forme d information g ographique par nature surfacique et des objets l mentaires pertinents vis vis du ph nom ne c est dire dont l agr gation puisse servir construire des informations compl mentaires ils d finiront le niveau micro Leur repr sentation sous forme d information par nature sera alors appel e objet micro Par exemple pour observer l urbanisation pavillonnaire nous avons choisi comme objet d observation principal les zones pavillonnaires et comme objets d analyse principaux les b timents Les zones pavillonnaires seront alors les objets m so et les b timents des objets micro 128 9 Nous imaginons cependant que l observation g ographique puisse s largir en terme de territoire et diminuer en niveaux de d tails et que les objets macro puissent devenir des objets m so dans une analyse embo t e du type de celle pr sent es par Boffet 2001 Dans ce cas
546. tures Nous les avons class es en fonction de leur capacit laisser filtrer la lumi re vers l ext rieur pour le sentiment de s curit et laisser ainsi entrevoir l agencement de la vitrine pour l esth tique les rideaux les plus transparents ont t consid r s globalement comme d une plus grande convivialit Nous avons appliqu cette typologie aux informations collect es sur le terrain Sous r serve de donn es les sp cifications mises au point permettent d observer avec un SIG des sites tr s diff rents observation de variations spatiales Pour observer des variations temporelles dans un SIG l utilisateur d pend beaucoup du mode d int gration du temps dans les bases de donn es cf paragraphe A 3 2 Cependant pour observer l ambiance urbaine avec la m thode d observation multi niveaux une mod lisation simple comme celle des donn es utilis es est suffisante condition que les champs soient remplis de fa on exhaustive Or ce n tait pas le cas Les donn es taient symptomatiquement lacunaires les organismes qui recueillent et mettent jour ces informations n ont pas encore ressenti de fa on suffisante le besoin d inscrire dans le temps leurs observations La collecte des donn es se fait parfois plus avec l id e de p remption des donn es les donn es sont elles obsol tes et moins avec celle de suivi de l observation Pour ces organismes 1l s agit encore
547. u stade pr c dent l utilisateur n a plus ici qu les appliquer aux agr gations de donn es micro pour calculer les valeurs des indicateurs It ration sur les diff rentes dates et suivi Les tapes pr c dentes permettent pour une date fix e de calculer les caract ristiques des objets m so Pour effectuer un suivi l utilisateur doit it rer les tapes et pour les autres dates observ es Au final il obtient des s ries temporelles d indicateurs sur les diff rents objets m so observ s s ries qu il peut ensuite analyser interpr ter et tendre au gr des mises jour ANNEXES 283
548. u de surfacique suivant son emprise et la forme de son support Si par ailleurs elle fait l objet de mesures de protection elle pourra servir d finir une zone correspondant au p rim tre de servitudes Figure B 1 15 Que veut on observer de l entit physique inscription sur un mur Entre le tag rapidement effac pour tre oubli celui qui est comptabilis pour tablir un indicateur des nuisances celui qui r sulte d une op ration politique en direction des jeunes et l uvre d art qui existe par enti re ind pendamment du mur support les syst mes de r f rences varient Pradel 2005a Avant la mod lisation en donn es il s agit de pr ciser l information observer Typologie des informations g ographiques en fonction de la forme de la localisation La localisation fait l information g ographique mais d un point de vue technique cette localisation peut prendre des formes diff rentes 10 Le g ocodage est l op ration qui permet d associer une localisation une information qui n en poss de pas en utilisant une relation existant entre cette information et un autre objet d j localis Par exemple un individu peut tre g ocod par son adresse un accident par sa r f rence un point routier localis sur le r seau routier Le g ocodage peut utiliser plusieurs m thodes techniques ex la jonction de fichier pour une localisation indirecte au sein des at
549. u elles se rapportent aux m mes donn es support Dans le chapitre B 3 nous introduirons la notion de syst me de donn es pour sp cifier que des donn es sont dans un m me syst me de r f rence g od sique ET qu elles sont g o m triquement coh rentes les unes avec les autres 14 Le ph nom ne passe je cherche les lois Lautr amont po sie II 53 PARTIE Etudes de ph nom nes g ographiques L tude statique Le caract re statique renvoie ce qui est fix ce qui n volue pas L tude statique s attache obtenir des descriptions d tats sortes de clich s ou snapshots Par essence descriptive elle d compose les faits en ses l ments constituants et tente d en donner une repr sentation structurelle Elle s associe l approche discr te des ph nom nes qu elle pr sente sous la forme d une succession d tats Elle laisse aux chercheurs le soin d effectuer les comparaisons pour identifier les mutations et suivre des volutions Car l volution qui implique un mouvement n est pas du domaine statique elle fait partie d un autre registre d tudes L tude cin matique La cin matique est la partie de la m canique qui tudie le mouvement ind pendamment des forces qui le produisent Une tude cin matique s int resse donc au ph nom ne comme mouvement et s attache le d crire Elle tudie comment le fait volue dans l espace et ou le temps
550. ualit de la m thode d observation C 4 3 2 Construction des indicateurs Pour comparer des situations vari es et contribuer une meilleure compr hension du ph nom ne tudi 1l importe de pouvoir tudier parall lement l ambiance urbaine sur des sites diff rents Pour cette application nous avons d ailleurs choisi deux zones d application avec pour objectif de tester l apport de la m thode dans le cadre d observations comparatives Nous avons ainsi retenu deux rues la rue Esquermoise Lille France et la via della Maddalena G nes Italie Les deux sont situ es en centre historique mais refl tent des situations tr s diff rentes qui se per oivent entre autre dans le discours d acteurs privil gi s Or les donn es utilis es proviennent en partie de sources nationales diff rentes Elles ne comportent pas les m mes informations ou ne font pas toujours r f rence aux m mes caract risations Un travail de pr paration sur les PARTIE C Cas de mise en uvre et d application Figure C 27 Variation de l animation en fonction du temps dans un mod le temporel consid r comme cyclique propri t s de qualit s de la l indicateur m thode transposable faisabilit reproductible gt comparabilit robuste gt Non biais e Figure C 28 Propri t s des indicateurs 22 PARTIE C Cas de mise en uvre et d application donn es a donc t n cessaire pour assur
551. udier ses effets nous proposons d identifier et d observer des objets associ s au ph nom ne tudi et d analyser leurs volutions Il s agit d appr hender le ph nom ne partir d informations sur la nature et la forme de ces objets Par exemple dans un ph nom ne d pid mie les caract ristiques qui nous int ressent ne portent pas sur le processus de propagation en tant que tel ex type de transmission modalit s de transmission etc mais sur les territoires concern s par l pid mie sur le nombre de malades touch s etc Le chapitre A 3 montre que ind pendamment de la difficult intrins que la d finition d une m thodologie g n rale le type d application retenu nous confronte un probl me technique complexe et encore d licat r soudre dans les SIG la gestion de la dimension temporelle Des solutions existent pour le surmonter mais la plupart sont informatiques et elles peuvent tre relativement compliqu es mettre en uvre pour un non d veloppeur Dans ce chapitre nous nous concentrons sur la d finition d une m thode d observation statique qui soit adapt e l observation th matique des ph nom nes L aspect cin matique de l observation fera l objet du chapitre B 3 PARTIE B M thode d observation multi niveaux B 2 1 1 Observation d objets g ographiques Pour envisager une m thode d observation statique pour les SIG nous partons de deux 1d es pratiq
552. ue des analyses morphologiques et le caract re volutif de la m thode d observation Le second cas met l accent sur le travail analytique n cessaire la construction des indicateurs de suivi c est dire sur l tape de caract risation Cette application qui traite du ph nom ne d imperm abilisation se concentre en effet sur la construction du coefficient d imperm abilisation indicateur donn par le ratio surface imperm abilis e surface totale Conceptuellement l observation du ph nom ne d imperm abilisation ne pose pas de difficult puisque les surfaces observ es sont des objets g ographiques facilement identifiables accessibles par simple digitalisation de photographies a riennes Dans ce cas la difficult r side dans le calcul de l indicateur principal le coefficient 200 d imperm abilisation et dans l automatisation de ce calcul pour faciliter la mise jour et son suivi En effet bien qu accessible la surface imperm abilis e n existe pas sous forme de donn es dans les bases que nous avons exploit es Il s agissait d exploiter des m thodes d analyse pour la reconstituer Enfin le dernier cas oppose des conditions peu favorables la saisie du ph nom ne tudi dans un SIG Il s int resse en effet un ph nom ne g ographique immat riel multi dimensionnel et partiellement subjectif Cette application met l accent sur le travail conceptuel n cessaire l
553. ue directement exploitable pour qualifier les objets auxquels on s int resse et servir d information m so structurelle pour d terminer l emprise au sol Figure B 2 27 Lorsqu il n y a pas d objet m so Vu l enjeu de l information m so structurelle il nous para t important de sp cifier quel r le certaines informations g ographiques tiennent au sein de la m thode d observation nous les qualifierons d informations m so structurelles lorsqu elles serviront uniquement en tant que portion de territoire pour d finir le mode d agr gation gr ce leur composante g om trique nous les sp cifierons par le terme d informations m so g ographiques lorsque nous nous int resserons elles la fois pour leur composante g om trique et pour leur composante s mantique Les informations m so g ographiques se r f rent un objet g ographique mieux sp cifi que la portion de territoire ex zone industrielle pour l tude des zones imperm ables 137 PARTIE B M thode d observation multi niveaux caract ristiques Information g ographique emprise au sol Information m so g ographique zone pavillonnaire vue comme une entit avec une composante g om trique propre La composante g om trique de l objet zone pavillonnaire prise comme information m so structurelle pour la zone pavillonnaire La zone pavillonnaire comme
554. ue pour aider les utilisateurs observer les objets g ographiques et les caract ristiques qui les int ressent avec un SIG il importait que la formalisation technique en objet g ographique soit proche de la formalisation th matique Or chaque ph nom ne g ographique s appuie sur une mod lisation particuli re Il nous faudrait pourtant partir d une formalisation th matique commune pour conserver la m thode son caract re g n ral Les g ographes qui travaillent sur l analyse des ph nom nes g ographiques ont mis au point et proposent des m thodes d analyses g n riques Nous proposons donc de partir de la formalisation th matique de l objet d observation principal telle qu elle est propos e par les g ographes Dans un premier temps 1l s agit d abord d tre proche d une formalisation th matique g n rique des objets g ographiques pour sp cifier les objets informatiques et tenter de r duire le d calage l entre deux Dans un second temps nous verrons qu en retour cela nous aidera laborer une m thode de cr ation d informations B 2 1 2 D finition de l objet d observation principal et niveau d observation Pour observer un ph nom ne les g ographes d finissent un objet principal d observation mais ils se demandent galement Quel est le niveau d observation ad quat par rapport la question r soudre Quels sont les passages possibles d un po
555. ues la n cessit de donn es observer l utilit d tre au plus pr s de la formalisation th matique Le besoin de donn es Sans donn es 1l ne peut y avoir d application dans un SIG Or l acquisition de donn es nouvelles reste un processus co teux en temps en moyens et en comp tences ainsi l utilisateur n a pas toujours la possibilit de produire celles dont il aurait besoin Il doit se contenter de celles qui sont accessibles et dans les faits les informations dispomibles sont souvent insuffisantes la composante s mantique n est pas assez riche pour un suivi d taill ou les attributs qu elle contient ne conviennent pas quelquefois la mod lisation n est pas adapt e parfois m me il n y a aucune information directe sur l objet observer Les utilisateurs sont ainsi r guli rement confront s au manque de donn es sur les ph nom nes qu ils souhaitent tudier ce qui est le cas des trois exemples d applications que nous avons choisis et l observation d un ph nom ne dans un SIG reste tributaire des informations g ographiques disponibles sur le ph nom ne Nous proposons ici de d velopper une m thode pour produire des informations dans un SIG pour permettre l utilisateur de disposer de donn es plus nombreuses et ou mieux adapt es pour observer les ph nom nes qu il veut tudier La formalisation th matique d une observation Le chapitre B 1 a montr q
556. ues nombre de b timents fig a 7 5 et surface moyenne du b ti fig a 7 6 1994 Figure a 7 5 Evolution du nombre de b timents entre 1993 1994 1999 par lot 267 ANNEXES a AT CL LL IRL sorte TT 1994 1999 Figure a 7 6 Evolution de la surface moyenne du b ti par lot entre 1994 1999 Exploitation basique de la m thode d observation 2 Les six cartes pr c dentes sont pr sent es agrandies dans les deux pages suivantes cf figure a 7 7 Elles permettent de constater que le fait de pouvoir disposer directement des volutions permet l utiisateur de voir plus facilement et plus rapidement ce qui a chang entre deux tats cela lui vite une comparaison visuelle longue fastidieuse et ventuellement incertaine Remarque ces cartes obtenues avec des donn es vraies n ont cependant qu une valeur illustratives il ne s agit pas ici de repr senter les cartes des tats mais de montrer les r sultats de la mise en uvre de la m thode d observation cela explique pourquoi nous avons gard l environnement SIG et pourquoi nous n avons pas fait appara tre d chelle Figure a 7 7 Deux exemples de cartes d tats en 1994 et en 1999 et cartes des volutions correspondantes premi re page Etat des flots routiers en fonction du nombre de b timents deuxi me page Etat des lots routiers en fonction de la surface moyenne du b ti
557. ues et ou requ tes s mantiques Elle permet d obtenir rapidement les attributs d une information g ographique et ou sa position son emprise au sol Ainsi la consultation directe par un clic de souris cf figure a 4 2 nous permet de saisir une information g ographique sous forme de donn es Elle s lectionne sa composante g om trique et l affiche en surbrillance elle facilite l acc s sa composante s mantique De la sorte nous disposons de moyens pour observer l information et ainsi mieux la saisir au sens figur de comprendre Lorsque que nous employons l expression saisir dans un SIG nous donnons d ailleurs au mot saisir cette double acception s lectionner et comprendre s lection par requ te Requ tes S Requ te 4 Topalogie ptons Q Requ te M Topologie Options V Requ te topologique Liste de r f rence E E ar aks Limiter la requ te aux objets M S lectionner T M moriser T Colorier Masquer T Afficher Les objets V rifiant la condition B timent_Surfacique date de production 1994 Et Type_B timent B timent indu D re m intersectant la liste moins de Il m delaliste Restreindre aux objets enti rement CN cette distance M Limiter la requ te aux objets d j s lectionn s Type Sous type B timent_Surfacique v Editer Effacer Limiter la requ te aux objets sur l cran Ouvrir Enregistrer Annul
558. uff 2005 Corcuff M P Automates cellulaires dynamiques et simulations de ph nom nes directionnels 7i me rencontre de Th oQuant Besan on 2005 Cornaut 2000 Cornaut M Reconqu te et volution de l espace pavillonnaire in M moire et projet du pavillonnaire en Nord Essonne Cahier de la maison de banlieue N 3 Centre culturel d Athis Mons Mars Avril 2000 Couclelis 1999 Couclelis H Space time geography Geographical Information Systems principles techniques management and applications 2 ed edsLongley P Goodchild M Maguire D Rhind D Vol 1 New York Wiley 1999 pp 29 38 Couclelis 1998 Couclelis H Aristolian Spatial Dynamics in the age of geographic information systems Chapitre 8 Egenhofer M J et Golledge R G Spatial and temporal reasoning in geographic information systems Oxford 1998 pp 109 118 Couclelis 1994 Couclelis H Toward an operational typology of geographic entites wil ill defined boundaries Position paper at the workshop on objects with indeterminate boundaries TU Wien 1994 Couclelis 1992 Couclelis H People manipulate Objects but cultivate fields beyond the raster vector debate in GIS in Frank A U Campari I Formentini U Eds Theories and Methods of Spatial Temporal Reasoning in Geographic Space Berlin Springer Verlag pp 655 77 Cova et al 2000 Cova T J Church R L Goodchild M F Extending geographic representation to include fields of
559. un SIG SIG Cas d une Jeu de donn es mise en oeuvre zone g ographique logiciel de SIG et soumise un fonctionnalit s sp cifiques ph nom ne S Application une situation donn e S0graphique i de la m thode sp cifique adapt e a pour observer en un lieu donn un ph nom ne g ographique particulier l aide de donn es sp cifi es dans un SIG Figure C 2 Les diff rents niveaux m thodologiques de la m thode g n rique aux applications en passant par les m thodes sp cifiques Les trois cas d tude forment un contexte repr sentatif des diff rents ph nom nes g ographiques que nous proposons d observer avec un SIG Le premier cas montre qu il est possible d am liorer les observations existantes sans impliquer de d veloppements complexes Il montre galement comment introduire certains d veloppements propos s par la m thode g n rique pour faire voluer la m thode d observation mise en uvre vers une m thode d observation plus labor e L application sur l urbanisation pavillonnaire est la plus quantitative mais aussi la plus compl te Elle met en uvre l ensemble de la m thode sans privil gier l une des tapes en exploitant uniquement des fonctionnalit s standards des SIG tout en tudiant comment profiter de capacit s d analyse plus complexe et ou de donn es compl mentaires pour enrichir encore les observations Elle met galement en avant l apport sp cifiq
560. uple identificateur pour les modifications qui pr servent l identit de l objet alors on peut avoir diff rents tats d un m me objet On peut reconstituer les liens de succession par requ tes sur la date de cr ation ou la date de suppression ex S lectionner les objets dont l identifiant est XXX et trier les par ordre croissant en fonction de la date de cr ation Dans ce cas le lien de succession n est pas directe pour l obtenir il faut effectuer des requ tes sp cifiques Le mod le par versionnement propose quant lui de formaliser ce lien en introduisant un PARTIE Observation temporelle dans les SIG 13 La d finition des dates peut varier Par exemple pour une autoroute la date de construction peut tre la date o la construction est act e la date o le fuseau ou le trac d finitif est d cid la date o la chauss e est termin e la date d ouverture au public ou encore la date d introduction dans la base de donn es 75 PARTIE Observation temporelle dans les SIG num ro de version Pour obtenir la s rie temporelle des tats 1l suffit alors de faire les cha nages des diff rents num ros de versions valeur d identifiant constante Ce mod le a t con u pour r duire le nombre de donn es archiv es et pour viter d avoir g rer un volume important d information comme c tait le cas dans le mod le pr c dent 1l optimise le stockage de
561. ur la base de donn es qu il produit des solutions labor es de suivi des volutions Par ailleurs cette interpr tation implique des sp cifications Par exemple si le changement op re sur des attributs secondaires ex changement du nombre d habitants le changement sera interpr t comme une modification s mantique si le changement se produit sur des attributs principaux alors l objet informatique sera consid r comme d truit ex si la fonction du b timent change De m me si la primitive g om trique est modifi e tr s partiellement on consid rera que l objet informatique a subi une modification g om trique Si la modification est plus importante alors il sera consid r comme d truit Ces sp cifications introduisent au niveau des objets informatiques une pr interpr tation des volutions Or la probl matique de l objet suffisamment lui m me a montr la difficult de d finir quand un objet g ographique est modifi quand il n est plus le m me Par exemple que d cider si l objet subi un changement de la totalit de ses attributs secondaires ou encore si la totalit du p rim tre est modifi e mais avec un cart de moins de 10 cm L objet informatique doit il tre consid r 174 PARTIE B Suivi de ph nom nes g ographiques avec un SIG comme d truit ou comme modifi Un autre exemple est donn par la figure B 3 6 o l
562. ur leur soutien administratif et logistique Mounia Ahmedi Marie Claude Foubert et Alain Sombris dont la gentillesse l gendaire n est pas qu une simple r putation Je remercie ceux qui m ont aid e dans ces recherches divers titres g ographes informaticiens g omaticiens th maticiens chercheurs ou op rationnels je ne peux tous les citer pour ne pas omettre de nom je les remercie globalement avant de pouvoir le faire lors d une prochaine rencontre Enfin je remercie Val rie Barri re ma fid le lectrice je ne saurais lui dire suffisamment merci Merci toute ma famille pour sa tendresse et son ind fectible soutien mes parents ma s ur d avoir t et d tre toujours l No lle et Yolande pour tre l maintenant Paul Tom et Duncan qui n aspiraient qu l apr s th se mais ont fait tout ce qui tait en leur possible pour me faciliter le pendant la th se Je leur dis ici combien je les aime La soutenance de la th se leur tait d di e Enfin Bruno tout simplement pour tout R sum Le suivi de ph nom nes g ographiques avec un syst me d information g ographique SIG confronte l utilisateur au probl me de la gestion de la dimension temporelle Des solutions existent la plupart sont techniques et sp cifiques Elles requi rent g n ralement des d veloppements informatiques fa on fonction des ph nom nes consid r s Cette th se d veloppe une
563. urs de fy prise sur les O a 6 4 Suivi d un ph nom ne g ographique partir de l observation multi niveaux cin matique de plusieurs objets formulation g n rale Soit O l ensemble des objets g ographiques partir desquels on souhaite observer le ph nom ne On note E leur emprise respective Pour une observation cin matique on consid re les diff rents tats O des objets O aux diff rentes dates On note Ef L hypoth se de constance des emprise dans le temps revient pos E E quelque soit p Soit o les objets micro contenus dans la version la date de la base des donn es micro utilis es pour effectuer l observation multi niveaux On d termine alors pour toutes les dates t et tous les objets Oj les agr gations A des objets micros contenus la date t dans l emprise de oP A Oi wi pS E On calcule alors pour chaque A les valeurs des indicateurs f la date t caract ristiques des A Pire r A SA flio Ej Les f A correspondant la valeur de l indicateur fk sur les objets micro 0 D c a d les objets micro appartenant la version de la base micro la date contenus dans l emprise de l objet O Ces valeur sont ensuite respectivement int gr es aux attributs des O sous forme d attribut que nous noterons f x Sous r serve d un nombre d objets O observ s et d un nombre de date t correspondan
564. urs en informatique Elle renvoie deux types d objefs soit une classe par exemple la classe des objets tron ons de route soit une instance de classe c est dire un objet particulier de cette classe une valeur sp cifique de l objet g n rique d crit par la classe Par exemple l objet zone pavillonnaire le verger Roissy en Brie appartient la classe zone pavillonnaire Le sens d pend du contexte et du type d tude Dans les tudes formelles et conceptuelles o l on raisonne sur des sch mas l objet renvoie g n ralement une classe comme dans l exemple du sch ma UML de la figure A l la Dans les tudes plus applicatives l objet renvoie g n ralement une entit particuli re une instanciation fig A 1 1b a Classe des zones pavillonnaires Zone pavillonnaire E T L objet zone pavillonnaire a ool le verger Roissy en Brie L objet zone pavillonnaire contient plusieurs objets pavillons Figure A 1 1 Deux sens pour la notion d objet en informatique Dans cette th se sauf mention particuli re le terme objet g ographique renverra un objet d tude th matique c est dire un objet tel qu il est formalis par un th maticien par exemple un tron on de route dans le cadre d une tude de trafic un b timent dans le cadre d une tude architecturale un espace vert dans le cadre d un recensement agricole et n
565. us proposons de d velopper une m thode pour en construire avec pour contraintes sur les donn es produites de d crire le ph nom ne en fonction des points de vue th matiques consid r s tre compl mentaires aux donn es pouvant exister par ailleurs sur le ph nom ne pour venir enrichir les observations d j disponibles pouvoir tre observ es avec un SIG pouvoir tre suivies dans le temps et ce quels que soient le mod le et les outils de gestion temporelle utilis s Dans cette th se nous ne consid rerons pas un ph nom ne particulier Nous voulons construire une m thode g n rique pour observer des ph nom nes g ographiques avec un SIG sans pr juger non plus des outils exploit s La partie B de cette th se pr sente les diff rentes tapes du d veloppement de cette m thode dans un premier temps nous nous int ressons l tape de mod lisation en information g ographique qui pr pare la constitution des donn es chapitre B 1 puis nous revenons sur les diff rents moyens de repr senter un ph nom ne g ographique pour aborder ensuite les diff rentes fa ons de g rer ces repr sentations dans un SIG Nous proposons alors une m thode pour cr er de nouvelles informations partir de donn es dans un SIG chapitre B 2 enfin chapitre B 3 nous montrons que les donn es construites avec la m thode propos e permettent la fois une observation fine des p
566. uses et plus vari es L exemple d velopp sur les zones de circulation dangereuses et l exp rience d observations visuelles sur des zones pavillonnaire cf p 89 sugg rent la mise en place d une observation deux niveaux Cependant dans le chapitre suivant nous verrons que pour pouvoir la mettre en uvre il nous faut d passer une difficult technique suppl mentaire dans les SIG la gestion simultan e de repr sentations diff rentes 114 16 Par la suite il pourra nous arriver d abr ger l appellation information g o graphique par nature en l expression information par nature M thode d observation multi niveaux dans un SIG et m thode d agr gation par emprise B 2 1 Observation statique de ph nomenes g ographiques avec un SIG Dans le domaine des SIG il existe peu d l ments m thodologiques pour mettre en uvre des applications de fa on g n rique Le chapitre pr c dent explique pourquoi la plupart des tapes participant au processus de mod lisation des entit s en donn es g ographiques demandent en effet un travail fa on sp cifique chaque application Dans cette th se nous voulons d velopper une m thode g n rique pour suivre des ph nom nes g ographiques l aide d un SIG Comme nous le pr cisons dans le chapitre A 2 lorsque nous envisageons de suivre un ph nom ne g ographique nous ne projetons pas d observer le processus en jeu mais d t
567. ut donc trouver directement les valeurs en tout point En revanche il n existe pas de relation entre les localisations poss dant les m mes valeurs Aucun ensemble n est d fini Ainsi si l on veut travailler sur les zones homog nes pour un attribut donn ex les champs de bl ou encore dans le cas de l hypsom trie les zones dont l altitude est comprise entre 500 m et 550 m ces zones doivent alors tre reconstruites En effet elles n existent pas explicitement en tant qu objet m me si leur identification visuelle partir d une repr sentation graphique est imm diate A 1 2 3 2 L approche par objet Dans l approche par objet l espace est consid r comme peupl d entit s discr tes identifiables localis es dans l espace Les entit s sont d crites par des objets g ographiques caract ris s par un ensemble d attributs et qui poss dent une emprise au sol Cette emprise peut tre d crite sous forme g om trique l aide d objets simples souvent des points lignes ou polygones et une localisation L entit peut galement poss der des relations topologiques avec les autres entit s Ainsi dans le cas de l approche par objet l emprise au sol de chaque objet est explicite Elle sert de support aux informations s mantiques associ es Elle fait le lien entre ces attributs et la localisation qui la caract rise Les deux approches utilisent des repr sentations dif
568. uter un quatri me compl mentaire aux trois propos s le SIG communication qui sert la diffusion et la transmission d informations g ographiques Nous ne le prendrons pas en compte dans ces travaux car il est plus du registre de la pr sentation des informations g ographiques que de leur tude 35 PARTIE Les SIG des outils d di s Aux informations g ographiques le S G tude analyse a pour objet de mettre en vidence des faits spatialis s de r aliser des analyses de comparer des sc narios etc Il peut utiliser des fonctionnalit s d analyses diverses et les combiner en fonction de l application ex analyse topologique pour une optimisation d itin raire analyse statistique sur des valeurs d attributs s mantiques calculs des intersections de deux partitions du territoire le SIG gestion exploite des informations g ographiques dans le cadre de proc dures pr tablies en vue d une meilleure gestion des objets g ographiques d crits ex gestion du PLU des accidents de la sectorisation scolaire des cand labres Comme pour le SIG tude le SIG gestion fait appel des analyses vari es La diff rence r side en ce que ces analyses sont pr d finies et format es dans des processus stables Contrairement au SIG analyse qui cr e des informations nouvelles le SIG gestion met jour une information labor e auparavant L application SIG cherche atteindre un rythme de croisi re
569. utilisateurs Figure C 4 Visualisation des zones pavillonnaires partir d une photographie a rienne et d un extrait de la BD TOPO de l IGN et identification de zones diff rentes J i g J JO A Do a oepa J e a e e a a E z a T l f i 5 o g D f E o SCOR OO yg 0giranmrgiginA mm mel d ee T Jena EA EC Oo goda OO 0 p D a 009 E i i i COR OSEO o enn OOo Hacegan J i o 203 Trois exemples de zones pavillonnaires dont deux avec une morphologie des lots tr s rectiligne morphologie rectiligne que l on retrouve u niveau du b ti de la zone mais pas de la zor turquoise aan malate m Di S A a pig Se IE ili 4 n T I i HE Sa LE N d R mp es MILF amp XN de structures iz m NY mj m i a a o pare LME l 8 de zones pavillonnaires lo D l als lou s i ge Ds 7 T s die BU UN Il existe une grande vari t de 110 Er b Oja 01 structures morphologiques parmi les L R m ai kea 7 zones pavillonnaires parfois plusieurs sMiveaux Ainsi dans le cas la rectilignit du r seau routier se retrouve dans l alignement du b ti et la r gularit des formes des pavillons r pond celle des lots En revanche dans la zone turquoise ces caract ristiques n atteignent pas le niveau des b timents C 2 1 Observations sur le ph no
570. uvre l ensemble de la m thode de montrer ainsi son int r t et comment elle fonctionne il nous sert illustrer de fa on concr te et visuelle les principes fondamentaux de cette m thode en particulier l articulation entre l tape d observation statique centr e autour de la construction d indicateurs de suivi et l tape d observation temporelle exploitant ces indicateurs cf Annexe 7 il permet de tester diff rentes conditions d applications en fonction des types de donn es g ographiques disponibles et des comp tences en SIG des utilisateurs Il met ainsi en valeur le caract re g n rique de la m thode d un point de vue technique enfin il sert pr senter certains enrichissements en mati re d int gration de donn es suppl mentaires d exploitations d outils et m thodes d analyses etc Il montre en particulier l apport sp cifique des analyses g om triques Les zones pavillonnaires qui s imposent spontan ment comme de bons objets pour suivre le ph nom ne d urbanisation pavillonnaire poss dent en effet de nombreuses qualit s pour la m thode d velopp e Conceptuellement les zones pavillonnaires peuvent tre appr hend es simplement comme des ensembles de pavillon Visuellement elles sont reconnaissables sur les photographies a riennes ou les sorties graphiques de bases de donn es moyennes chelles car elles apparaissent sous forme d ensembles de construct
571. ux aspects Information g ographique sur les objets selon la th matique 1 Ex b timent en architecture style date de construction Ex b timent en urbanisme COS nb logements Information g ographique sur les objets selon la th matique 2 Information g ographique sur les objets selon la th matique 3 Ex b timent en droit des sols statut juridique propri taire Figure B 1 5 Plusieurs repr sentations pour une m me entit g ographique La diff rence pouvant exister entre les repr sentations en informations g ographiques th matiques ou objet g ographique n est pas la diff rence voqu e en d but de paragraphe entre l information g ographique th matique et l information g ographique technique La diff rence entre objets g ographiques est le r sultat de la diff rence de point de vue sur les entit s g ographiques entre th maticiens diff rence de syst mes de r f rence th matique cf A 2 2 1 Si l un d entre eux choisit d int grer cette diff rence dans la repr sentation qu il a de l entit alors la diff rence dispara t il n y a plus qu un objet g ographique caract ris de fa on plus riche Par exemple un architecte peut choisir d ajouter aux qualit s architecturales d un b timent sa fonction administrative et des caract ristiques relatives aux r glementations d urbanisme Il travaillera alors sur une repr sentation de l entit b timent plus co
572. vaux par des utilisateurs qui ne sont pas tous des sp cialistes des SIG Cela nous a conduit travailler sur des donn es existantes et mises jour de fa on homog ne sur l ensemble du territoire en particulier la BD TOPO de l IGN sur des logiciels SIG du march et nous le verrons par la suite sur une mod lisation du temps simple et couramment utilis e le snapshot La partie B qui pr sente notre proposition de m thode de suivi de ph nom nes g ographiques s appuie sur ces choix pr alables Elle montre galement comment int grer des l ments de choix techniquement plus d velopp s pour produire une m thode d observation plus fine A 1 3 De l analyse dans les SIG aux SIG outils d aide la d cision A 1 3 1 Les utilisations des SIG Il existe aujourd hui des syst mes de gestion de base de donn es SGBD capables de g rer une composante g om trique ex Oracle avec spatial carthridge PosgreSQL avec Posgis Les applications SIG impliquant des volumes de donn es importants leur sous traitent d ailleurs souvent la gestion de leurs donn es ex les applications du g omarketing Par ailleurs certains traitements de r daction cartographique professionnelle restent du ressort d outils sp cifiques ex illustrator freehand Mais les SIG proposent d autres fonctionnalit s en plus des fonctionnalit s de gestion et de repr sentation de la composante g om trique en particulier des fonctionnali
573. vent fig a 7 14 a 7 16 font partie d une s rie pr sent e dans Basile 2005 Elles sont une illustration de la mise en application de la m thode d observation sp cifique labor e pour observer l ambiance urbaine Elles montrent en particulier l int r t de la m thode sp cifique pour mener des observations comparatives Elles mettent ainsi en valeur le travail de formalisation technique r alis pour construire des indicateurs la fois reproductibles transposables et robustes 4 pets sf R nee me ER GE a NO M as OS OC A be do 1 6 Nes GE ane ONE 6 Ne Esquenmoss par code MAFCS Tvpologes commerciales Enee E Ecuiangerie iproductiont J E viais x E cuangerie ivente It E Boissons F1 Pharmacie EJ E Partumeris et produis de beaut LOU E Textiles E iments E Chaussure 1 E hogie Mabig Equipement de la maison D Appareils lectrom nagers E Livres a presse E Coiique M Hosiogers et bijouterie f E Fius E Oer E Restavo M Car T hac Banque E Aprea mmotibere E Consel pour ls gestion M iue M Eurehisssne Tarnrene E Cate 11 E Scns de tent CL Habia Via Maddakena por code ATEGC Typogies commerciales coda 4 chfiresh 1 CI Hon commercial H iid E azar E Friis a l gumes E Monde E Poisson E Esdangeris ai palisserie E Tabac E Ares produits aimentares E Fhamacie E Fatumerie eiboraie cosmetique E Teiles E emens M
574. vironnement etc elle est compatible avec les diff rentes d finitions techniques puisqu elle fait le lien avec les m thodes et outils utilis s pour ces recherches elle peut aider mettre en compl mentarit les conceptions car elle pr sente la fois l aspect applicatif le pourquoi et l aspect fonctionnel le comment enfin cet nonc montre l attention particuli re apport e en analyse spatiale la d finition de l chelon g ographique consid r du niveau d observation qu il s agisse du niveau microscopique des acteurs individuels ou d agr gats spatiaux d finis des niveaux meso ou macro g ographiques Or le niveau d observation est une notion importante dans cette th se puisque qu il nous servira articuler l observation des objets g ographiques avec la production de donn es dans le SIG cf chapitre B 2 En revanche notre d finition de l analyse r f rence spatiale fait une place plus importante aux m thodes et outils d analyses techniques le comment en particulier elle int gre de fa on plus marqu e les analyses morphologiques et topologiques Il importe en effet pour nous de valoriser ces analyses car elles sont un apport important des SIG poser l utilisation des SIG implique pour ces travaux de tirer profit de ces outils ET de surmonter les contraintes engendr e par leur utilisation Par ailleurs des travaux de recherc
575. vit David et Fasquel 1997 Des donn es qui ne d crivent plus la r alit du monde tudi ne permettent plus aux SIG qui les utilisent d aider la d cision Les donn es en perdant ainsi de leur int r t perdent alors galement de leur valeur marchande en particulier 6 Un sch ma conceptuel de donn es est une structure graphique permettant de pr senter le contenu d une base de donn es les objets leurs attributs les relations entre objets 71 PARTIE Observation temporelle dans les SIG maintenances techniques Certaines n agissent que sur les donn es d autres interviennent galement au niveau de la structure de la base de donn es elle m me Il s agit soit de mises jour intervenant sous la forme de correction d erreurs qui introduisent des changements au niveau des donn es Elles sont difficiles identifier moins de pouvoir comparer une autre source de donn es et de constater que l autre base comporte les m mes modifications ex comparaison avec une photographie a rienne car elles apparaissent comme des volutions vraies Ce sont soit des corrections d erreurs vraies par exemple elles compensent l oubli d un objet g ographique elles rectifient la valeur d un attribut ou la forme d une emprise etc Apr s ces mises jour la qualit des donn es est meilleure ou des corrections dues des diff rences d interpr tat
576. vre ses l analyse de ph nom nes g ographiques caract ristiques dans le temps Il peut donc les observer conjointement avec dans un SIG les caract ristiques calcul es par la m thode propos e Ainsi l utilisateur se trouve en possession de deux descriptions temporelles du m me objet portant sur des niveaux de descriptions diff rents mais compl mentaires Une description m so intrins que l objet provenant de la base une description r sultant de l agr gation des objets micro Alors dans une analyse statistique dite multiniveau l utilisateur peut tudier les liens existants entre ces diff rents indicateurs et regarder par exemple la contribution des caract ristiques issues des donn es micros aux attributs m so et aux volutions de ces attributs cf figure B 3 20 194 PARTIE B Suivi de ph nom nes g ographiques avec un SIG caract risation de l objet m so t T E E E et E C PO am MAN caract risation Mg n un a im LD NT i EEE E EEE EEE N A E E t SN J z s a 2 gt gt caract risation multiniveau fa gm min E e de l objet observ UE de l agr gation d objets micro A Figure B 3 20 Observation multi niveaux temporelle Il existe deux modes d observation cin matique par tats par mutations cf A 2 p 44 Dans les SIG les informations observ es sont essentiellement des informations d tats c est dire d crivant un
577. ways to overcome this Most of them are technical and specific On the whole these require custom made computer science developments This doctoral thesis develops a formal generic solution based on a multi level observation method To that end it focuses on a particular stage of the modelling process of geographical phenomena using geographical data this stage occurs between the thematic formalization and technical formalization The multi level observation method suggests devising detailed indicators simple to follow in a GIS and compatible with existing information It is based on an original aggregation method which allows to integrate data from many sources in order to create indicators relating to different levels and various characterization fields The object of the multi level observation method 1s to allow the user to benefit from GIS function analyses to build up useful information for a follow up report of phenomena he she is studying for their analysis indeed to anticipate them in a more prospective approach thus supporting them with their decision making Keywords GIS multi level observation development follow up report geographical phenomena decision making support Introduction 15 20 A 1 Les SIG des outils d di s aux informations g ographiques 1 1 D finitions pr alables 21 1 2 SIG et informations g ographiques 27 1 2 1 Les SIG comme SI pour les informations g ographiques 27 1 2 2 Deux b
578. xemple pr c dent o le fait observ est l occupation des sols Elle refl tera ainsi mieux le cadre sp cifique de ces travaux car contraints par l utilisation des SIG nous ne travaillerons effectivement que sur de tels faits Etat 1 Etat 2 Etats Etat4 Etat 5 Etat6 Etat t1 t2 t3 t4 t5 t6 t7 temps Etat 1 Etat 2 Etat3 Etat4 Etat 5 Etat6 Etat t1 t2 t3 t4 t5 t6 t7 temps Figure A 2 5 Rythme r gulier ou irr gulier pour la description des faits ou tats Dans l approche discr te les faits peuvent tre d crits des intervalles r guliers correspondant par exemples des contraintes techniques Le rythme peut aussi tre irr gulier pour s adapter la temporalit du ph nom ne fig A 2 5 Dans cette description la restitution du mouvement est implicite il se pr sente sous forme d une succession de faits L observateur doit lui m me effectuer le travail d encha nement partir de la s rie des tats successifs Il est souvent oblig de le faire visuellement C est le principe du cin matographe cf figure A 2 6 Il existe toutefois une description discr te plus explicite qui fournit directement l utilisateur les encha nements ou mutations m t1 t2 t3 temps FigueA23R epr sentation discr te sous forme de succession d tats 2 Le MOS est la base de donn es d occupation des sols r alis e et r guli rement mise jour par lIAURIF Institut d Am nagement et
579. xit Ainsi un m me terme peut avoir des sens diff rents suivant le contexte C est d ailleurs le cas pour le terme SIG lui m me qui peut signifier un logiciel une application des donn es etc Maguire et al 1991 Nyman 1998 Face de telles ambivalences nous tenterons d unifier les points de vue quand ils nous para tront identiques ou compl mentaires comme nous l avons fait pour la d finition des SIG dans Bordin 2002 Ainsi dans ce qui suivra nous d finirons les SIG de fa on tr s g n rale comme des outils informatiques permettant d effectuer des traitements divers sur des donn es r f rences spatiales en nous laissant la possibilit de pr ciser cette d finition en fonction du contexte par exemple lorsqu il s agira des logiciels pour les autres termes quivoques nous choisirons une de leurs d finitions apr s l avoir explicit e En particulier nous d finissons de suite les expressions objet g ographique et information g ographique Ces d finitions sont en effet fondamentales pour cette th se elles dissipent le flou qui existe souvent entre entit objet objet information information donn e Elles aident formaliser la m thode que nous avons d velopp e et qui est articul e autour de la mod lisation des informations g ographiques pour suivre des objets g ographiques l aide de donn es dans un SIG objet g ographique L usage du mot objet d

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