Annotation contextuelle en situation de mobilité et Génération de Systèmes d'information Spatio-Temporelle

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1 Annotation contextuelle en situation de mobilité et Génération de Systèmes d'information Spatio-Temporelle Paule-Annick Davoine, Bogdan Moisuc et Jérôme Gensel Laboratoire d Informatique de Grenoble Equipe STEAMER Forum "Web, spatialité, mobilité» Projet Web Intelligence - cluster ISLE - Région Rhône-Alpes 2 juillet 2009

2 Equipe STEAMER Spatio-TEmporal information, Adaptation, Multimedia and knowledge Representation Créée en janvier 2007 Directeur : Hervé Martin 12 personnes 6 permanents 4 PR Info 1 MC Info 1 MC Géographie 5 doctorants 1 ingénieur sur contrat 2

3 Thèmes de recherche Adaptation Sémantique Géospatiale Multimedia Information Spatio-Temporelle Systèmes Ubiquitaires 3

4 Problématiques abordées Représentation de l Information Spatio-Temporelle Des modèles aux Systèmes d Information Spatio-Temporelle Comment gérer une information par nature : évolutive, incomplète, pas toujours fiable? Intégration des représentations du Temps et de l Espace dans celle du Thème Des modèles pour l Analyse Spatiale (Aménagement du Territoire, Prévention des Risques Naturels) Données et méta-données Traitement de l Information Spatio-Temporelle Définitions d opérateurs de Temps et d Espace (Allen, RCC8 ) Topologie Direction Distance Traiter des requêtes quantitatives mais également qualitatives (avant, après, loin, proche ) Evaluation de valeurs manquantes (complétion, simulation ) 4

5 Information multimédia Problématiques Gestion et adaptation à différents formats et contenus Indexation et annotations contextuelles Des modèles à la carte active Accès ubiquitaire à l Information spatio-temporelle Développement et déploiement de services géolocalisés et/ou géographiques sur dispositifs nomades Adaptation aux utilisateurs, aux usages et au contexte Services Contenu Présentation Web sémantique géospatial Ontologies spatiales et temporelles Découverte de relations sémantiques entre les objets Composition contextuelle de services Web géolocalisés et/ou géographiques 5

6 Domaines d application Prévention des risques naturels Risque sismique: SIRSEG ( ), VULNERALP ( ) Inondation: SPHERE ( ), OHMCV ( ) Glissements de terrains: SIHREN ( ) Avalanches : SIDIRA ( ) Analyse spatiale Traitement et gestion d indicateurs statistiques pour l aménagement du territoire Implication dans le groupe de recherche HYPERCARTE Développement d outils supports à la décision HyperAtlas HyperAdmin HyperSmooth 6

7 Les présentations d aujourd hui PhotoMap : annotation contextuelle de photos prises à partir de dispositifs mobiles GenGHIS : générateur de Systèmes d Information Spatio- Temporelle 7

8 PhotoMap : annotation contextuelle de photos prises à partir de dispositifs mobiles Windson Viana de Carvalho Doctorant, bourse CAPES Dir: H. Martin & J. Gensel 8

9 Web 2.0 et comportement «capture-to-share» Dispositifs mobiles multicapteurs et multifonctionnels Flickr Youtube Twitter Informations personnelles numérisées Mon réseau social Mon agenda Mes cartes CoMMediA (PhotoMap) Web Sémantique GPS, appareil photo, vidéo, etc. Sources d information sur le Web Wikipedia WikiMapia Météo 9

10 Sensibilité au contexte d utilisation Dispositifs mobiles dotés de capteurs GPS, Appareil photo, Bluetooth, Boussole, Micro, Thermomètre, Accéléromètre Source d informations sur les activités et le profil de l utilisateur Prix en baisse 10

11 Multimédias et sensibilité au contexte d utilisation Constat : une grande partie des requêtes utilisées pour chercher des contenus multimédias est liée au contexte de création «Photos prises avec un appareil Canon, en mai, à Saint Malo, avant le coucher du soleil, en compagnie de Windson» Objectif : des services mobiles de création, publication et de suggestion de contenus multimédias qui prennent en compte le contexte d utilisation «Photos prises à proximité du lieu où je me trouve, pendant la même période de la journée» 11

12 Approche choisie Gestion de documents multimédias à l aide de dispositifs mobiles (smartphones) 1. Définition sur le mobile d une collection spatiotemporelle de documents multimédias 2. Annotation manuelle au moment de la prise de la photo 3. Annotation automatique basée sur la capture et l inférence d informations contextuelles Besoin et proposition d une ontologie d annotations (un vocabulaire OWL-DL) pour représenter le contexte de la prise d une photo et les annotations manuelles 12

13 Approche Choisie Processus d interprétation et d inférence sur les informations contextuelles Accès à des sources d informations disponibles sur le Web Règles SWRL pour l inférence de nouvelles informations contextuelles Utilisation d informations sur le contexte pour indexer les documents multimédias et pour proposer des services de partage de documents multimédias sensibles au contexte 13

14 Vue d ensemble Web data sources Ontologies Création de Multimédia Interprétation + du Contexte Inférences (spatiale, sociale ) Annotation Manuelle + Tags Acquisition du contexte capteurs Annotation automatique et recherche sémantique Enrichissement du contexte Contexte enrichi Organisation des docs multimédias Partage sensible au contexte Indexation spatiale et temporelle Contextbased MMS,...

15 Notion de contexte et ontologie du contexte Basée sur l extension de la définition de contexte de Dey Le contexte c est «toute information qui peut être utilisée pour caractériser une entité. Une entité peut être une personne, un lieu, un objet, pouvant être considérée comme appropriée dans l interaction homme application.» ICI, notre intérêt réside dans la caractérisation du contexte de création d un document multimédia Division du contexte en plusieurs dimensions Contexte Spatial, Temporel, Spatio-temporel, Social, Informationnel Réutilisation d autres ontologies Dublin Core, FOAF, OWL-Time, GeoRSS, Nexif 15

16 L ontologie ContextMultimedia 16

17 17

18 . Annotation + Parcours 18 Documents

19 Scénario Bogdan Karol Celine Samira Tianyi 19

20 Application Mobile/Serveur Serveur Mobile. Annotations augmentées + Photos choisies Photos Desktop + Annotation + Parcours Inférence contextuelle Sélection des photos Validation des annotations 20

21 PhotoMap montre la faisabilité d un système de gestion de photos personnelles qui indexe des images à l aide d un ensemble riche d informations contextuelles dérivées à partir de données brutes capturées Perspectives Raisonnement spatial Services de partage et de recommandation Respect de la vie privée 21

22 GenGHIS : Générateur de Systèmes d Information Spatio-Temporelle Paule-Annick Davoine (MCF Géographie) Bogdan Moisuc (Dr., Ingénieur de Recherche) 22

23 Contexte : évolution des technologies Usage croissant de données géoréférencées Traduction des données sous forme de représentations spatiales (cartes) Pour communiquer Pour analyser et comprendre les phénomènes spatiaux et leurs évolutions Recours croissant aux Systèmes d information géographique Complexification des données géographiques Les données deviennent multidimensionnelles Spatiale, attributaire, temporelle, multimédia Hétérogènes, incomplètes et évolutives, Besoins de nouvelles fonctionnalités Visualiser de façon orthogonale toutes les dimensions de l information Adapter la présentation des données en fonction des thématiques et des objectifs Procéder à des analyses préalables d exploration des données

24 Problématique : Limites des SIG «Classiques» Prise en compte insuffisante de la dimension temporel, voire spatio-temporel Ne permet pas d adapter la présentation au contenu Changement de style Visualisation peu évolutive Peu adapter à l analyse exploratoire des données L aspect «traçabilité» de l information peu développée Pas de notion de densité d information Il manque encore des concepts et des outils capables d accompagner le concepteur depuis la conception jusqu à la réalisation de SIST adaptatifs

25 Nos objectifs Outils de conception expressifs Attributs spatiaux et temporels, attributs variables dans le temps, contraintes, orthogonalité, représentations multiples Présentations multi-vues, interactives, dynamiques pour visualiser l ensemble d objets et de relations Offrir des possibilités de transformation dynamiques permettant d adapter tous les aspects du contenu et de la présentation Mettre en œuvre une démarche conceptuelle, guider et simplifier le travail de conception, éviter le besoin de programmation État de l art

26 GenGHIS Generator for Geographic and Historical Information Systems : générateur de Systèmes d Information Spatio-Temporelle (SIST) Spécification déclarative du SIST, par modélisation orientée objet en deux parties distinctes : Les données (contenu) La présentation (forme) Assistant pour l aide à la création de SIST spécifiques aux besoins des utilisateurs finaux ( scientifiques, géographes, historiens, etc.) 26

27 Architecture générale Modèle spatiotemporel général Modèle général de présentation Modèle spécifique à l application Modèle spécifique à l application Module de données API AROM-ST Module de présentation Formats externes : MapInfo, Excel, etc. Format AROM-ST Composants de visualisation Formats de présentation : SVG, HTML, XML, etc. GenGHIS (Generator of Geographical and Historical Information Systems) 27

28 Cas d utilisation 1. Acquisition des instances d un modèle de données spatio-temporel personnalisé 2. Instanciation du modèle de présentation par rapport au modèle de données : définition des fenêtres, des couches et des règles de style 3. Génération et construction de l application à partir du modèle de données et du modèle de présentation 4. Visualisation interactive du SIST généré 28

29 Interactions KB AROM Modèle de données excel mif / mid en correspondance avec Modèle de présentation KB AROM Générateur Application SIG fichier html / svg 29

30 Modélisation des données AROM-ST (système de représentation de connaissances par objets) Tout modèle hérite du modèle spatio-temporel (implicite) d AROM-ST Types spatio-temporels OGC + attributs variables dans le temps (orthogonalité S/T) Modèle général spatio-temporel Modèle de données spécifique 30

31 Modèle de présentation Basé sur SLD (OGC) couches avec règles de style multi-échelle + Styles variables (analyse) Dynamisme (3 états graphiques) Extension pour le temporel et l attributaire Modèle de présentation Fenêtre * Couche Modèle de données Classe A 1 Style 31

32 GenGHIS : assistant et générateur 1 : Acquisition des données 2 : Instanciation de la présentation 3 : Génération du SIST 32

33 Application générée 33

34 Application générée La fenêtre spatiale : la carte avec sa légende Contrôle de la carte (translation, zoom, ) Contrôle de l affichage des couches 34

35 Application générée La fenêtre temporelle : Graphique : - axe temporel en abscisse - axe quantitatif en ordonnée Contrôle de l axe temporel (translation, zoom, ) Contrôle de la granularité du temps 35

36 Application générée La fenêtre attributaire : Onglets => Classes Lignes => instances 36

37 Application générée Synchronisation : état visuel (présence, style) identique pour un même objet. Réduction de la zone de vision de la carte entraîne une disparition de certains événements => ceux-ci sont cachés sur l axe temporel 37

38 Choix technologiques L assistant et le générateur : JAVA SWING (interface graphique) AROM (gestion des données) Le SIST généré : SVG/HTML pour le rendu graphique JavaScript pour l interactivité Navigateur Web pour la visualisation 38

39 Conclusion GenGHIS trouve ses applica:ons dans des probléma:ques liées aux risques naturels Différents modèles de données et de présenta:on ont été proposés Eboulements rocheux, inonda:ons, avalanches, risques sismiques Ces modèles peuvent être adaptés en fonc:on des objec:fs des u:lisateurs, des territoires d études, et du point de vue d concepteur GenGHIS peut être étendu à d autres champs d applica:on Glaciologie, planétologie, analyse spa:o temporelle des phénomènes sociaux. Concep:on de modèles de données et de modèles de présenta:on adaptés

40 Extensions Fenêtres spatiales Google Maps et Google Earth Présentation des attributs variables dans le temps (animations) Version serveur connectée à un SGBD spatial (performances et requêtes dynamiques) Adaptativité (thèse Moisuc) Contenu Présentation 40

41 Annotation contextuelle en situation de mobilité et Génération de Systèmes d'information Spatio-Temporelle MERCI contact : Jerome.Gensel@imag.fr Forum "Web, spatialité, mobilité» Projet Web Intelligence - cluster ISLE - Région Rhône-Alpes 2 juillet 2009