Acquérir et intégrer des données géographiques

Acquérir et intégrer des données géographiques Acquérir et intégrer des données géographiques 1) Les types de données géographiques 2) Les sources de données géographiques 3) Niveau de détail des cartes et des bases de données géographiques 4) L'intégration des données géographiques Cohérence syntaxique, sémantique, géométrique Appariement de schémas Appariement de données 1

Les types de données La modélisation des données géographiques Différents modes de représentation Mode raster Mode vecteur 2

La modélisation des données géographiques Mode raster ou mode maillé ou encore mode matriciel C est une matrice où chaque pixel a une valeur radiométrique: scans, orthophotos, etc. Entité géographique = {pixels} connexes géométrie = pixel : carré dans une matrice sémantique = valeur(s) du pixel qu est ce qu il y a là? les phénomènes variables dans l espace les images Val = 3 La modélisation des données géographiques Exemple de données raster 3

La modélisation des données géographiques Modèle Numérique de Terrain Un MNT est une représentation du relief par une matrice de pas régulier dont chaque élément porte une altitude z: MNT : {(x,y,z)} + fonction d interpolation La modélisation des données géographiques Mode vecteur Les entités géographiques sont représentées par des points, des lignes et des surfaces. Entité géographique = (géométrie-vectorielle, sémantique) géométrie = Centre: (x,y,(z)) point axe d une entité: {(x,y,(z))} + fct d interpolation polyligne le contour surface plane: {(x,y,z)} fermé / {(polylignes)} polygone surface + {(faces-planes)} connexes Xp, Yp Xa, Ya volumique {(faces)} fermé (dont {(triangles)}) X1, Y1 X2, Y2 X4, Y4 X3, Y3 Xb, Yb où est tel objet? - entités stables dans le temps et - bien délimitées dans l espace Xh, Yh X8, Y8 X5, Y5 X7, Y7 X6, Y6 Xe, Ye Xc, Yc Xd, Yd Xg, Yg Xf, Yf 4

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La modélisation des données géographiques Vecteur VS Raster Utilisations usuelles des différents modes de représentation des données géographiques numériques: Vecteur: entités à géométrie bien délimitée calculs géométriques analyse spatiale Raster phénomènes qui évoluent dans l espace relief avalanche bruit 10

Saisie des données Acquérir et intégrer des données géographiques Les sources de données géographiques But: Produire des données géographiques Principale difficulté: Obtenir la géométrie des objets scanner/ vectoriser des images existantes A partir de cartes: Scanner raster Numériser vecteur A partir d images redressées (orthophotos): Numériser vecteur Principe: les données raster sont mises en arrière-plan, et les objets géographiques sont saisis à la souris ou au curseur (table à digitaliser) en enregistrant leurs points caractéristiques, puis les attributs de chaque objet sont renseignés. 11

Acquérir et intégrer des données géographiques Les sources de données géographiques A partir de couples de photographies / images satellites stéréoscopiques Photogrammétrie vecteur (par numérisation) ou raster (production d orthophotos, aérotriangulation, MNT) Principe de la stéréoscopie: lever les mains devant soi, fermer un oeil, et tenter de faire se toucher ses index Acquérir et intégrer des données géographiques Les sources de données géographiques Vision en relief: possible uniquement avec deux points de vue. Deux images différentes se forment sur la rétine de chaque œil (pour un même objet). Les points homologues sont associés en temps réel par le cerveau qui utilise les différences entre les deux images (grandeur et direction) et les interprète comme des différence d éloignement pour créer l impression de relief et déterminer la position exacte de l objet AB. A B Écart interpupillaire Images de l objet AB formées sur la rétine des yeux 12

Acquérir et intégrer des données géographiques Les sources de données géographiques La photogrammétrie est une technique qui permet d'exécuter des mesures spatiales à partir de photos ou d'autres images numériques. Cette technique étudie également la création même de l'image et sa correction géométrique, notamment pour le calcul d orthophotos.. But: Localiser et restituer de façon précise les caractéristiques géométriques (forme, dimensions, orientations relatives) d'un objet à partir d'une ou plusieurs images. Images aériennes (axe vertical) pour la cartographie Images terrestres (axe oblique) pour la photogrammétrie architecturale Acquérir et intégrer des données géographiques Les sources de données géographiques Prises de vues aériennes et photogrammétrie 13

Acquérir et intégrer des données géographiques Les sources de données géographiques Avion IGN / SAA - Creil Acquérir et intégrer des données géographiques Les sources de données géographiques Caméras utilisées pour les PdV 14

Acquérir et intégrer des données géographiques Les sources de données géographiques Prises de vues aériennes et photogrammétrie: Une mission aérienne suit un plan de vol précis afin de fournir des bandes parallèles de photographies. Recouvrement entre bandes: environ 20% Recouvrement entre photographies consécutives d'une même bande: environ 60% La zone commune à deux photos consécutives constitue un couple stéréoscopique. Chaque élément du terrain figurant dans cette zone aura deux représentations différentes permettant la vision en relief. Acquérir et intégrer des données géographiques Restitution photogrammétrique Les sources de données géographiques Il s agit d exploiter la vision stéréoscopique pour dessiner le terrain en 3D. Pour cela, il faut mettre en place les photographies Retrouver la position qu elles avaient au moment de la prise de vue: dans ce cas, l image stéréoscopique observée est une homothétie du terrain réel (images sans distorsions liées à la chambre de prise de vue). Cette étape est donc indispensable pour réaliser des mesures 3D de bonne qualité. Orientation interne: en photogrammétrie analytique, relie les coordonnées de fond de chambre aux coordonnées «appareil» (sur le porte-cliché ou sur l image pour une photographie numérisée) Orientation externe ( = orientation relative + orientation absolue): relie les coordonnées du terrain aux coordonnées du cliché. 15

Acquérir et intégrer des données géographiques Restitution photogrammétrique: Les sources de données géographiques Mutualisation des calculs de mise en place des images: aérotriangulation d un bloc d images pour retrouver la position d un ensemble d images simultanément (et non couple par couple). Pour mettre en place les images, on a besoin de points d appui, c est-à-dire de points identifiables sur les images et dont les coordonnées sur le terrain sont connues (orientation externe) Stéréopréparation Images aériennes : GPS + nivellement Images terrestres : topométrie Orientation relative Acquérir et intégrer des données géographiques Les sources de données géographiques F1 F2 Plusieurs solutions sont possibles 16

Orientation absolue Acquérir et intégrer des données géographiques Les sources de données géographiques z terrain F1 F2 y terrain Points d appui Mise à l échelle et basculement x terrain Acquérir et intégrer des données géographiques Les sources de données géographiques Restitution photogrammétrique: Il existe différents types d appareils de restitution: Analogique: source photographies argentiques, résultat dessin sur support papier ou plastique Analytique: source photographies argentiques, résultat BDD Numérique: source photographies numériques, résultat BDD Visualisation du terrain en 3D à partir des images aériennes grâce à la vision stéréoscopique. Pointé des objets perçus en relief dans les images à l aide d un point superposé à chaque image par l appareil: le ballonnet. Déplacement dans le modèle 3D à l aide de diverses commandes. L opérateur a donc pour tâche de viser les contours des objets à saisir à l aide du ballonnet: les coordonnées géographiques des points visés sont enregistrées au fur et à mesure par l appareil. Les objets saisis sont répartis par classes d'objets de même nature : habitations, réseau routier, rivières, bois, courbes de niveau (cf. schéma conceptuel de données) 17

Acquérir et intégrer des données géographiques 1. Prise de vue stéréo 2. Reconstitution de l orientation relative et absolue des images à partir de points d appuis 3. Identification d'un même lieu sur les deux images 4. Recherche de l altitude pour laquelle les deux images d'un point fusionnent 5. Enregistrement des coordonnées xyz du point visé et d un ensemble de codes décrivant la nature des objets saisis Les sources de données géographiques Restitution photogrammétrique: foyer 1 foyer 2 xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx A xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx Une fois les images orientées les faisceaux homologues ne fusionnent qu en un seul lieu: «au sol» Acquérir et intégrer des données géographiques Les sources de données géographiques Restitution photogrammétrique: Produits de la stéréorestitution: BDG vectorielles Modèles numériques 3D MNT, MNS, MNE (saisie selon les courbes de niveau ou selon une grille régulière) 18

Acquérir et intégrer des données géographiques Les sources de données géographiques Production d orthophotographies: Obtenues à partir de photographies aériennes, les orthophotographies sont des mosaïques numériques qui allient la précision géométrique de la carte à la richesse de la photographie. Géométrie des photographies aériennes géométrie de la carte : Différences de relief sur la zone Axe de la prise de vue Dévers, parties cachées Différence de projection Besoin de corrections: rectification géométrique et égalisation radiométrique. Acquérir et intégrer des données géographiques Les sources de données géographiques Les deux maisons sont de même taille mais apparaissent avec des dimensions différentes sur la photo, à cause de leur différence d'altitude. Photographie: projection centrale On appelle "parallaxe" cet écart de dimension dû au relief. Réduction d échelle Carte: projection orthogonale 19

Acquérir et intégrer des données géographiques Les sources de données géographiques Déformations de la photographie: effet de dévers Acquérir et intégrer des données géographiques Production d orthophotographies: Une orthophoto est une image photographique dont tous les pixels ont été recalculés en fonction: de l'orientation de la caméra des caractéristiques de l'objectif du modèle numérique de terrain qui donne l'altitude du terrain Afin de corriger la parallaxe et de dévers. Une orthophoto est caractérisée par: Son emprise cartographique Sa résolution terrain (en mètres) Sa précision Sa colorimétrie Son actualité (date de PdV) Les sources de données géographiques Une orthophoto peut être géoréférencée dans n'importe quel système de coordonnées. 20

Acquérir et intégrer des données géographiques Production d orthophotographies: But: Fabriquer une carte avec le contenu radiométrique de la photographie. Il faut connaître: La géométrie de la prise de vues Le relief du terrain (MNT) Les sources de données géographiques Étapes: Choix de la taille des pixels Aérotriangulation/géoréférencement des images Acquérir et intégrer des données géographiques Les sources de données géographiques Orthoimage avec un pas et une extension géographique donnés Xmax Ymax Xmin Ymin Comment remplir un pixel avec (X,Y) imposé? 21

Acquérir et intégrer des données géographiques Les sources de données géographiques X et Y sont connus Si la position du centre perspectif est connue, une fonction lie tout (X, Y, Z) terrain à un (x,y) photo... Une transformation affine lie tout (x,y) photo aux (ligne,colonne) image radiométrie Acquérir et intégrer des données géographiques Les sources de données géographiques X,Y Radiométrie interpolée dans l image à l aide des pixels voisins DTM Ligne / colonne (l,c) = f(x,y) X,Y,Z terrain (x,y) = g (X,Y,Z) x,y camera 22

Acquérir et intégrer des données géographiques La saisie des données géographiques Orthophotographie Acquérir et intégrer des données géographiques La saisie des données géographiques Assemblage d'orthoimages (caméra numérique Loemi / IGN ) 23

Acquérir et intégrer des données géographiques Les sources de données géographiques A partir de données numériques (BD, GPS, ) Géocodage vecteur Création des objets géométriques à partir de données sémantiques (n de commune, adresse, etc.) associées à un enregistrement. Utilisation de ces informations pour rechercher dans une base de données existante la localisation de l objet. Enregistrement des coordonnées géométriques (X, Y ou latitude, longitude) de ce nouvel objet géométrique. Saisie des données alphanumériques ou données sémantiques de l objet. Niveau de détail des cartes et des bases de données géographiques 24

Représenter l espace géographique On ne peut appréhender totalement tous les détails de l espace géographique Représentation simplifiée: Que veut-on représenter? Comment va-t-on le représenter? Plusieurs composantes de représentation: Descriptive : Quels thèmes? Quelles descriptions? Quelle précision dans la description? Géométrique : Quelle façon de décrire la géométrie? Quelle précision géométrique? Des entités géographiques diverses Baies Montagnes Mers Forêts États Bâtiments Routes Lacs Chemins Cours d eau 25

Importance de l échelle de représentation Toute représentation géométrique d une entité géographique se fait à une échelle donnée. Certain types d entités géographiques ne peuvent être représentés à des échelles trop grandes ou trop petites: villes, forêts, etc. Entité microscopique: objet physique atomique Arbre Bâtiment Entité mésoscopique: paysage Forêt Îlot Ville Importance de l échelle de représentation Arbres Forêt 26

Importance de l échelle de représentation Certain types d entités géographiques ont des représentations géométriques différentes selon l échelle. III. Niveau de détail des cartes et des BDG Les niveaux de détail 27

III. Niveau de détail des cartes et des BDG Les niveaux de détail Niveau de détail des cartes et des BDG Les niveaux de détail "Les géographes savent depuis longtemps que ce qui est vrai à une échelle ne l'est pas forcement à une autre, et qu'en changeant d'échelle on changeait également la nature de l'observation, le problème, le type d'explication et l'outil d'analyse et de représentation" [Racine 81 141]. 28

Niveau de détail des cartes et des BDG Les niveaux de détail Entre chacun des niveaux de représentation qu'il est efficace de séparer systématiquement par la pensée, se trouve une sorte de hiatus qui correspond au brusque changement d'échelle, au passage d'un ordre de grandeur à un autre [...] Ce n'est pas le même phénomène, la même portion de la "réalité" que l'on envisage aux différents niveaux d'analyse [Lacoste 80 23]. J.-B. Racine [Racine 81 155] parle aussi de notre incapacité à comprendre et surtout à dominer le phénomène d'échelle Niveau de détail des cartes et des BDG Les données généralisées sont imprécises car des approximations sont effectuées: les Agrégats tel objet (numérique, graphique) représente une zone urbaine = agrégat de bâtiments quelle est la définition de la zone urbaine? Les Sélections seules les routes importantes sont conservées quelle x est la définition de l importance? n : 1 n:m 29

Niveau de détail des cartes et des BDG Cartes et niveaux de détail Une carte est une représentation de l espace Cette représentation nous permet de reconstituer une image mentale de la réalité une carte est définie par : un schéma conceptuel une légende qui permet de mettre en valeur l information et reconstituer les relations entre objets (association, ordre, différence) une échelle Niveau de détail des cartes et des BDG Schéma conceptuel de données et légende 1: 25 000 30

Niveau de détail des cartes et des BDG Les légendes évoluent peu Trois factures de la carte au 1:25.000 de l'ign: types 1993, 1972, 1922 Niveau de détail des cartes et des BDG Une homothétie : Taille_carte = taille_terrain * échelle (²) L échelle 100% 80% 50% 30% 20% 10% 31

Niveau de détail des cartes et des BDG Service national du RÉCIT à l'éducation préscolaire - http://recit.csdm.qc.ca/prescolaire/ Niveau de détail des cartes et des BDG Représenter graphiquement une table (1.2 * 0.5m²) sur laquelle il y a une chaise (0.4*0.4m²) au 1/10ième 1/20ième 1/100ième 1/1000ième 32

Niveau de détail des cartes et des BDG Taille minimale: Est ce une tache ou un bâtiment? L interprétation Epaisseur minimale: Est ce un seul ou deux objets proches? Distance minimale: Est ce un seul ou deux objets proches? Route B Route A Distance minimale: Les routes A et B sont-elles alignées? Sur une carte les objets sont grossis pour être visibles et interprétables Niveau de détail des cartes et des BDG Les seuils de lisibilité Echelle 1 : 1 1 : 5 K 1 : 15 K 1 : 25 K 1 : 50 K 1 :100 K Route 5m 1mm 0,33mm 0,2mm 0,1mm 0,05mm 7m 1,4mm 0,47mm 0,28mm 0,14mm 0,07mm 10m 2mm 0,67mm 0,4mm 0,2mm 0,1mm Bâtiment 100m 2 4mm 2 0,44mm 2 0,16mm 2 0,04mm 2 0,01mm 2 150m 2 6mm 2 0,67mm 2 0,24mm 2 0,06mm 2 0,015mm 2 400m 2 16mm 2 1,78mm 2 0,64mm 2 0,16mm 2 0,04mm 2 les objets sont grossis en fonction de leur taille réelle et de l échelle finale les objets sont grossis en fonction de leur taille réelle et de l échelle finale 33

Niveau de détail des cartes et des BDG Dilater les objets 1:25000 Niveau de détail des cartes et des BDG Dilater les objets 1:25000 1:50000 34

Niveau de détail des cartes et des BDG Dilater les objets 1:25000 1:50000 1:100000 Niveau de détail des cartes et des BDG Dilater les objets 1:25000 1:50000 1:100000 35

Niveau de détail des cartes et des BDG Dilater les objets Niveau de détail des cartes et des BDG Dilater les objets La géométrie des objets est mise à l échelle (homothétie générale) 36

Niveau de détail des cartes et des BDG Dilater les objets La géométrie des objets est mise à l échelle (homothétie générale) Le bord des objets est dilaté (homothéties locales) Niveau de détail des cartes et des BDG Dilater les objets La géométrie des objets est mise à l échelle (homothétie générale) Le bord des objets est dilaté (homothéties locales) Les objets sont déplacés 37

III. Niveau de détail des cartes et des BDG Dilater les objets Lorsqu on dilate un objet, on lui donne une échelle plus grande que l échelle de la carte La géométrie des objets est mise à l échelle (homothétie générale) Les objets sont déplacés Le bord des objets est dilaté (homothéties locales) Niveau de détail des cartes et des BDG Dilater les objets Sur une carte Certains objets sont à une échelle PLUS GRANDE que l échelle de la carte cela crée des problèmes qui sont résolus par une élimination de certains objets des déplacements des agrégations la carte n est pas une image fidèle de la réalité mais doit s en approcher au mieux 38

Niveau de détail des cartes et des BDG Le contenu de la carte varie selon l échelle Hérisson 1: 100 000 1: 25 000 Niveau de détail des cartes et des BDG Le contenu de la carte varie selon l échelle 1: 250 000 1: 100 000 39

Niveau de détail des cartes et des BDG BDCarto (symbolisée) Niveau de détail des cartes et des BDG Top 100 40

Niveau de détail des cartes et des BDG Qu est-ce qu une bonne généralisation? Swiss Society of Cartography Niveau de détail des cartes et des BDG Préserver les relations Swiss Society of Cartography 41

Niveau de détail des cartes et des BDG Généralisation contextuelle Deux objets de forme différentes de même nature ne se généralisent pas toujours avec les mêmes algorithmes. Deux objets identiques dans un environnement différents ne se généralisent pas toujours avec les mêmes algorithmes. Niveau de détail des cartes et des BDG Généralisation contextuelle Deux objets de forme différentes de même nature ne se généralisent pas toujours avec les mêmes algorithmes. Deux objets identiques dans un environnement différents ne se généralisent pas toujours avec les mêmes algorithmes. 42

Niveau de détail des cartes et des BDG Généralisation contextuelle Deux objets de forme différentes de même nature ne se généralisent pas toujours avec les mêmes algorithmes. Deux objets identiques dans un environnement différents ne se généralisent pas toujours avec les mêmes algorithmes. Niveau de détail des cartes et des BDG Généralisation contextuelle Deux objets de forme différentes de même nature ne se généralisent pas toujours avec les mêmes algorithmes. Deux objets identiques dans un environnement différents ne se généralisent pas toujours avec les mêmes algorithmes. 43

Niveau de détail des cartes et des BDG Généralisation contextuelle Deux objets de forme différentes de même nature ne se généralisent pas toujours avec les mêmes algorithmes. Deux objets identiques dans un environnement différents ne se généralisent pas toujours avec les mêmes algorithmes. Niveau de détail des cartes et des BDG [Mustière 2001] Opérations de simplification A Road B Road Main road river skeletisation (from area to line) Town skeletisation (from area to point) Road classification Cover the rivers (lines) Into a delta (area) Cover trees (points) into a yard (area) Aggregate land use Building typification bend typification Small building shape filtering Road Line smoothing 44

Niveau de détail des cartes et des BDG Caricature et harmonisation Amplify a bend Amplify a building Amplify a shape...road Reshape a road Displace a building Improve the geometry of......river house Differentiate the density Differentiate the size [Mustière 2001] Simplify Rebalance Harmonise the building size Niveau de détail des cartes et des BDG Allons plus loin Derrière chaque carte il y a un contenu en information cohérent avec l échelle de représentation de la géométrie. Qu en est-il au niveau des bases de données? Derrière chaque BD, il y a une représentation de l espace, adaptée à certains raisonnements géographiques 45

Extrait des spécifications BDTOPO Pays V. 1.2 Partie «définition»: donne la signification précise du nom de la classe ou d une de ses valeurs d attribut 46

Partie «regroupement»: établit la liste des types d entités géographiques devant figurer dans cette classe de la base et sous cette valeur d attribut «nature» Partie «sélection»: dresse la liste des critères de sélection que doivent vérifier les entités géographiques pour figurer dans cette classe de la base et sous cette valeur d attribut «nature» 47

Partie «géométrie»: décrit la primitive géométrique destinée à représenter les objets de la classe. Partie «modélisation géométrique»: décrit la modélisation géométrique des objets de la classe. Les spécifications des BDG Les spécifications contiennent l ensemble des règles de saisie d une BDG. Leur but est de garantir un bon niveau d homogénéité de la base qui est saisie par différentes personnes. Elles décrivent la sémantique de la base à travers le processus d acquisition des données. Des exemples de spécifications sur le site de l IGN: http://professionnels.ign.fr/display/000/506/447/5064472/dc _BDTOPO_2.pdf 48

III. Niveau de détail des cartes et des BDG Les niveaux de détail Monde réel Une représentation 1 tn / mr Une représentation 2 rep / tn TN Spécifications - de contenu - de représentation Niveau de détail des cartes et des BDG Les bases de données géographiques Une base de données est définie par : un schéma conceptuel de données des règles de sélection quelles sont les conditions que doivent remplir les objets de l espace réel pour être présents dans la base? Seuls les bâtiments plus grands que 50m² sont saisis lorsque le réseau de ** est trop dense, une sélection est faite pour faire ressortir le réseau principal les accès sont représentés lorsqu ils font plus de 50m et que la représentation du paysage le justifie un schéma logique (représentation au sein d un SIG donné) 49

Niveau de détail des cartes et des BDG Niveau de détail d une base de données Le niveau de détail se traduit par : les classes et attributs présents on ne représente pas les murs les règles de sélection on ne représente que les chemins de plus de 100m la façon dont est représenté chaque attribut la largeur d une route peut être représentée au décimètre, au mètre, dans des plages [3-5], [5-7], > 7 le type de géométrie pour chaque objet représenter une rivière par son axe la précision et la granularité Niveau de détail des cartes et des BDG Notions de précision et de granularité Précision: écart maximal entre la position exacte et la position vraie Granularité: taille des plus petites formes représentées taille minimale d un virage pour une route taille minimale d un décrochement dans un bâtiment G1 G2 50

Niveau de détail des cartes et des BDG Une base de données possède un niveau de détail de description de l espace réel qui définit implicitement les utilisations raisonnables de cette base Niveau de détail des cartes et des BDG Notions de précision et de granularité La représentation graphique d une base est nécessaire puisqu elle nous permet de reconstituer une image mentale de la l information et donc de la réalité. L échelle caractéristique est l échelle la plus appropriée pour rendre sensible un phénomène en fonction de son niveau d étude. L échelle limite est l échelle inférieure ou supérieure à l échelle caractéristique en deçà ou au delà de laquelle la représentation d un phénomène perd sa signification. 51

Niveau de détail des cartes et des BDG Représenter une BDG Une base de données correspond à une échelle de raisonnement ou d analyse et peut être représentée cartographiquement dans une gamme d échelles mathématiques compatibles avec l ordre de grandeur de l ensemble des objets correspondant à cette analyse. Entre chacun des niveaux de représentation [..] se trouve une sorte de hiatus qui correspond au brusque changement d échelle, au passage d un ordre de grandeur à un autre [..] Ce n est pas le même phénomène, la même portion de la réalité que l on envisage aux différents niveaux d analyse [Y. Lacoste] Niveau de détail des cartes et des BDG Représenter une BDG Pour passer de la BD à une carte on : filtre l information affecte des symboles à des objets On généralise l information lorsque l échelle n est pas l échelle caractéristique. généralisation Niveau de détail 1 BD1 Cartes Gamme d échelles Niveau de détail 2 BD2 Gamme d échelles 52

Niveau de détail des cartes et des BDG BDGéo / BDCarto o une base de données géographiques regroupe des données géographiques dont la position de chaque objet est conforme à la précision géométrique et à la granularité de saisie. Une base de données géographiques possède un espace de signification qui est constitué des concepts géographiques décrits dans la base. Ces concepts sont décrits par le schéma de données et par les spécifications, o une base de données cartographiques regroupe des données géographiques dont la position de chaque objet est proche de la précision géométrique de saisie mais dont la taille et la position de chaque objet est conforme à l'échelle mathématique de représentation. Une base de données cartographiques possède un espace de signification qui est constitué des concepts géographiques décrits dans la base. Ces concepts sont décrits par le schéma de données et par les spécifications. Niveau de détail des cartes et des BDG BDG = BD Géographique BDC = BD Cartographique Bases de données et niveaux de détail Généralisation graphique Niveau 1 Carte BDG 1 BDC 11 Gamme d échelles BDC 1n Carte Généralisation de modèle Généralisation cartographique Niveau 2 BDG2 BDC 21 BDC 2n Carte Carte Gamme d échelles 53

Niveau de détail des cartes et des BDG Gérer plusieurs bases On aimerait n avoir à gérer qu une seule base et changer le niveau de détail selon le besoin. Dans la pratique on sauvegarde plusieurs BD et même les BD cartographiques Base de données géographique Base de données cartographique Echelle plus petite Niveau de détail des cartes et des BDG Représentation multiple Lorsqu on dispose de plusieurs bases avec différents niveaux de détail, on a différentes représentations du monde réel. On cherche à mettre en relation les objets qui représentent les mêmes entités pour : assurer une cohérence entre bases faciliter la mise à jour faire des analyses multi-niveaux 54

Niveau de détail des cartes et des BDG Hauteville réseau communication entre les villes principales Basseville Représentation multiple Villeneuve réseau principal réseau détaillé [Badard et al, 2002] Niveau de détail des cartes et des BDG Garder toutes les représentations 55

Niveau de détail des cartes et des BDG BDGéo et BDCarto Niveau de détail des cartes et des BDG Cardinalités et représentation multiple 1-1 : différence de sélection, points de vue et niveaux de détail proches 1-n : different niveaux de détail n-m : different principles de segmentation et de points de vue 56

Niveau de détail des cartes et des BDG Différentes modélisations River-Section-A Name River-Section-B Name Width xx xx A B River-Section-A/B Name Width xx xx A B B A River-Section-A Name Corresponds to == B River-Section-B Name Width xx xx A B Name A River-Section-A River-Section B River-Section-B Width xx xx [Balley et al. 2003] Niveau de détail des cartes et des BDG Relations de type 1-1 {(x i,y i )} {(x k,y k )} Objet numéro 786 Objet numéro 658 BD1 BD2 Correspond à... Objet numéro 786 Geometrie LOD 1 : {(x i,y i )} Geométrie LOD 2 : {(x k,y k )} 57

Niveau de détail des cartes et des BDG Relations de type 1-n Centre-urbain Bâtiments Niveau de détail des cartes et des BDG Relations de type n-m Ilot Bâti BD1? Bâti BD2 58