ContexteIntroduction Intégration des sources Intégration de données géohistoriques Intégration spatio-temporelle
Des sources d’information géohistoriques pour l’analyse destransformations de la ville en histoire
Archives Gazetiers Données SIG
Gallica/BnF Pleiades ALPAGE [Costa12]
p.1
Contexte : analyse des dynamiques urbaines en histoireIntroduction Intégration des sources Intégration de données géohistoriques Intégration spatio-temporelle
Étudier les phénomènes de morphogénèse et sociaux àplusieurs échelles
p.2
Contexte : analyse des dynamiques urbaines en histoireIntroduction Intégration des sources Intégration de données géohistoriques Intégration spatio-temporelle
Étudier les phénomènes de morphogénèse et sociaux àplusieurs échelles
p.2
Contexte : analyse des dynamiques urbaines en histoireIntroduction Intégration des sources Intégration de données géohistoriques Intégration spatio-temporelle
Croiser des sources pour explorer les transformations urbaines.
p.3
SIG historiques : ExistantIntroduction Intégration des sources Intégration de données géohistoriques Intégration spatio-temporelle
Rumsey Map Collection [Yip08]
VisionOfBritain [Gregory05]
GeohistoricalData [Perret15]
Mapping Decline [Gordon09]
p.4
Objectifs de la thèseIntroduction Intégration des sources Intégration de données géohistoriques Intégration spatio-temporelle
Problématique en géomatique
Comment extraire et explorer des objets géohistoriques pourpermettre l’analyse des transformations urbaines?
p.5
Objectifs de la thèseIntroduction Intégration des sources Intégration de données géohistoriques Intégration spatio-temporelle
Problématique en géomatique
Comment extraire et explorer des objets géohistoriques pourpermettre l’analyse des transformations urbaines?
ObjectifApproche de constitution de données spatio-temporelles surl’espace urbain ancien à partir des sources géohistoriques.
p.5
Sources géohistoriques parisiennesIntroduction Intégration des sources Intégration de données géohistoriques Intégration spatio-temporelle
p.6
PlanIntroduction Intégration des sources Intégration de données géohistoriques Intégration spatio-temporelle
Schéma général de la proposition
p.7
Partie 1 : Intégration des sources géohistoriquesIntroduction Intégration des sources Intégration de données géohistoriques Intégration spatio-temporelle
Besoin pour l’analyse historique
Situer les sources dans le même référentiel pour les comparer.
p.8
GéoréférencementIntroduction Intégration des sources Intégration de données géohistoriques Intégration spatio-temporelle
Principe usuel
A�ecter à chaque pixel d’une image une coordonnée dans sys-tème de coordonnées projeté.
p.9
GéoréférencementIntroduction Intégration des sources Intégration de données géohistoriques Intégration spatio-temporelle
Transformation géométrique F
# Appui sur points d’amer
# Estimation statistique : a�nes, polynomiales, etc.
# Qualité géométrique d’une carte [Jenny11]
p.10
GéoréférencementIntroduction Intégration des sources Intégration de données géohistoriques Intégration spatio-temporelle
Limites dans le cas des sources parisiennes
# Comment placer des points d’amer si l’espace a changé?
# Quelle �abilité du contenu des plans?
p.11
GéoréférencementIntroduction Intégration des sources Intégration de données géohistoriques Intégration spatio-temporelle
Limites dans le cas des sources parisiennes
# Comment placer des points d’amer si l’espace a changé?
# Quelle �abilité du contenu des plans?
p.11
Proposition / projectionIntroduction Intégration des sources Intégration de données géohistoriques Intégration spatio-temporelle
Composantes de l’erreur résiduelle
p.12
Proposition /projectionIntroduction Intégration des sources Intégration de données géohistoriques Intégration spatio-temporelle
Élimination de l’erreur liée à la projection ancienne
Proposition
# Approximation de la projection ancienne par Lambert INTF.
p.12
PropositionIntroduction Intégration des sources Intégration de données géohistoriques Intégration spatio-temporelle
Ajout d’une mesure de la qualité interne
Proposition
# Approximation de la projection ancienne par Lambert INTF.
# Mesure de la qualité interne : points de mesure parthèmes cartographiques
p.12
Proposition / points d’amerIntroduction Intégration des sources Intégration de données géohistoriques Intégration spatio-temporelle
Une structure �able : le carroyage p.13
GéoréférencementIntroduction Intégration des sources Intégration de données géohistoriques Intégration spatio-temporelle
Application à l’atlas de Verniquet (72 feuilles)
Reconstitution du carroyage (100x100 toises du châtelet)
Construction du carroyage dans le référentiel géographique
p.14
GéoréférencementIntroduction Intégration des sources Intégration de données géohistoriques Intégration spatio-temporelle
Application à l’atlas de Verniquet (72 feuilles)
Choix d’un modèle de transformation
RMSE par planche (mètres) - min � 0.5, max � 2.36, mean � 1.1
p.15
GéoréférencementIntroduction Intégration des sources Intégration de données géohistoriques Intégration spatio-temporelle
Application à l’atlas de Verniquet (72 feuilles)
Points de mesure : bâtis (523 pts), rues (779 pts)
Points de mesure et vecteurs d’erreur résiduelle (x10).p.16
GéoréférencementIntroduction Intégration des sources Intégration de données géohistoriques Intégration spatio-temporelle
Utilisation des points de mesure
# Validation de Lambert 1 : recherche d’erreur systématique
# Analyse des thèmes : modèles d’erreur di�érents
Norme des vecteurs d’erreur par thème.
p.17
TemporalisationIntroduction Intégration des sources Intégration de données géohistoriques Intégration spatio-temporelle
Principe usuel
A�ecter un temps valide à chaque source.
Limites dans le cas des sources géohistoriques
# Durée de levé topographique
# Corrections et mises à jour
# Incertitudes de datation
p.18
TemporalisationIntroduction Intégration des sources Intégration de données géohistoriques Intégration spatio-temporelle
Proposition : temps valide→ période imprécise
Représentation de périodes temporelles �oues [DeRunz08]
Temps valide de l’atlas de Verniquet
Temporalisation des 4 atlas de Paris p.18
Partie 1 : conclusionIntroduction Intégration des sources Intégration de données géohistoriques Intégration spatio-temporelle
Sur le géoréférencement
# Approche validée sur 3 atlas
# Généricité de l’approche : besoin d’une structure stable et�able
# Signi�cativité des mesures : erreur de pointé
# Critique �ne de l’atlas de Verniquet : multiples levés
# On montre son statut de référentiel ancien
p.19
Partie 1 : conclusionIntroduction Intégration des sources Intégration de données géohistoriques Intégration spatio-temporelle
Sur la temporalisation
# Représentation formelle des incertitudes temporelles
# Pas d’ordre total des sources...
Temporalisation des 4 atlas de Paris
p.19
Partie 2 : intégration de données géohistoriquesIntroduction Intégration des sources Intégration de données géohistoriques Intégration spatio-temporelle
Besoin pour l’analyse historique
Travailler à l’échelle des objets micro + respect des sources
p.20
Extraction et structuration d’objets cartographiquesIntroduction Intégration des sources Intégration de données géohistoriques Intégration spatio-temporelle
Principe usuel
# Vectorisation selon les standards ISO TC 211 et OGC.
# Croisement de plusieurs sources si besoin...
p.21
Extraction et structuration d’objets cartographiquesIntroduction Intégration des sources Intégration de données géohistoriques Intégration spatio-temporelle
Principe usuel
# Vectorisation selon les standards ISO TC 211 et OGC.
# Croisement de plusieurs sources si besoin...
Limites dans le cas géohistorique
# Pas de croisements pour retrouver la généalogie desdonnées
# Double processus d’abstraction lors de la vectorisation
p.21
Processus de double observationIntroduction Intégration des sources Intégration de données géohistoriques Intégration spatio-temporelle
p.21
Processus de double observationIntroduction Intégration des sources Intégration de données géohistoriques Intégration spatio-temporelle
p.21
Processus de double observationIntroduction Intégration des sources Intégration de données géohistoriques Intégration spatio-temporelle
p.21
Modèle de données snapshotsIntroduction Intégration des sources Intégration de données géohistoriques Intégration spatio-temporelle
Modèle observation-trace
Proposition : modèle trace / observation
# Observation géohistorique→ Trace vectorisée
# Extension des standards ISO/OGC pour le temps �ou
p.22
Modèle de données snapshotsIntroduction Intégration des sources Intégration de données géohistoriques Intégration spatio-temporelle
Proposition : modèle trace / observation
# Modèle instancié dans une base de données relationnelle
# Représentation géométrique des temporalités �oues[VanDaele14]
Schéma de données observation-trace
p.23
Vectorisation des sourcesIntroduction Intégration des sources Intégration de données géohistoriques Intégration spatio-temporelle
Réseaux de rues vectorisésp.24
Parti 2 : conclusionIntroduction Intégration des sources Intégration de données géohistoriques Intégration spatio-temporelle
Base de données spatiale et temporelle
# Vectorisation de 3 atlas (+ Vasserot)
# Dépendance forte des observations aux sourcesgéohistoriques.
Base spatiale et temporelle snapshot
p.25
Partie 3 : intégration spatio-temporelleIntroduction Intégration des sources Intégration de données géohistoriques Intégration spatio-temporelle
Besoin pour l’analyse historique
Représenter et instancier les transformations entre observations.
p.26
Graphe spatio-temporelIntroduction Intégration des sources Intégration de données géohistoriques Intégration spatio-temporelle
Principe
Modèle de données spatio-temporel.→ graphe spatio-temporel [DelMondo10]
Éléments du graphe spatio-temporel
# Modèle formel inféré à partir d’une base relationnelle
# Représentation du temps : instants
# Processus spatio-temporels inférés
# Opérateurs de haut niveau
p.27
Graphe spatio-temporelIntroduction Intégration des sources Intégration de données géohistoriques Intégration spatio-temporelle
Deux états du Louvre
p.28
Graphe spatio-temporelIntroduction Intégration des sources Intégration de données géohistoriques Intégration spatio-temporelle
Graphe spatio-temporel vide
p.28
Graphe spatio-temporelIntroduction Intégration des sources Intégration de données géohistoriques Intégration spatio-temporelle
Relation de �liation
p.28
Graphe spatio-temporelIntroduction Intégration des sources Intégration de données géohistoriques Intégration spatio-temporelle
Relations de �liation
p.28
Graphe géohistoriqueIntroduction Intégration des sources Intégration de données géohistoriques Intégration spatio-temporelle
Limites liées aux données géohistoriques
# Filiations inconnues
# Identité approximée par un ensemble d’attributs
Graphe ST Graphe géohistoriquePrimitive temp. instant ensemble �ouOrdre temporel total partielSnapshots par instants par sources géohistoriquesIdentités prédé�nie inconnue a priori
p.29
Graphe géohistoriqueIntroduction Intégration des sources Intégration de données géohistoriques Intégration spatio-temporelle
Taxonomie des processus élémentaires de transformation proposée.
p.30
Graphe géohistoriqueIntroduction Intégration des sources Intégration de données géohistoriques Intégration spatio-temporelle
Processus de stabilité et de transformation
p.31
Graphe géohistoriqueIntroduction Intégration des sources Intégration de données géohistoriques Intégration spatio-temporelle
Processus de scission
p.32
Peuplement d’un graphe géohistoriqueIntroduction Intégration des sources Intégration de données géohistoriques Intégration spatio-temporelle
Comment identifier les relations de filiation?
Un exemple de transformation...
p.33
Peuplement du graphe géohistoriqueIntroduction Intégration des sources Intégration de données géohistoriques Intégration spatio-temporelle
Comment identifier les relations de filiation?
...et son graphe géohistorique associé.
p.34
Instanciation du graphe géohistoriqueIntroduction Intégration des sources Intégration de données géohistoriques Intégration spatio-temporelle
Principe
Construction manuelle
Limites liées aux données géohistoriques
# Quantité de données
# Hétérogénéité des observations
# Identité dépendant du point de vue adopté
p.35
Instanciation du graphe géohistoriqueIntroduction Intégration des sources Intégration de données géohistoriques Intégration spatio-temporelle
Proposition
Peuplement semi-automatique par appariement de donnéesgéographiques par prise en compte de connaissances impar-faites. [Olteanu08]
Fusion d’information : Fonctions de croyance[Dempster76][DeRunz08]
p.36
Instanciation du graphe géohistoriqueIntroduction Intégration des sources Intégration de données géohistoriques Intégration spatio-temporelle
Proposition : passage aux processus spatio-temporels
# Introduction d’une structure dédiée : hypergraphe de�liations H f
H f pour le cas de la rue du Cygne
p.37
Appariement Spatio-TemporelIntroduction Intégration des sources Intégration de données géohistoriques Intégration spatio-temporelle
Comment identifier le bon processus?
Quel processus décrit la transformation la plus vraisemblable?
Quelques cas possibles...
p.38
Appariement spatio-temporelIntroduction Intégration des sources Intégration de données géohistoriques Intégration spatio-temporelle
Comment évaluer la vraisemblance?
Sources d’informations : critères spécialisésChoix de critères d’identité en fonction d’un point de vue...
Identité TemporalitéLiés aux données Tri �ou [Yager83]
Antécédence [Kolodziejczyk86]
p.39
Appariement Spatio-TemporelIntroduction Intégration des sources Intégration de données géohistoriques Intégration spatio-temporelle
Proposition : ajout d’informations
Plus d’observations pour plus d’informations sur les chaînesde transformations→ appariement N-sources.
Un hypergraphe multi-sources (>2)p.40
Proposition : méthode semi-automatique d’appariementIntroduction Intégration des sources Intégration de données géohistoriques Intégration spatio-temporelle
p.41
Proposition : méthodes de résolutionIntroduction Intégration des sources Intégration de données géohistoriques Intégration spatio-temporelle
Découverte des processus les plus vraisemblables
Énumération→ explosion combinatoireOptimisation stochastique : recuit simulé mono-objectif
H∗f � argmax{V(H f ) : H f ∈ H}
Typage des relations de filiation
Classi�cation par fusion d’informations imparfaitesTrois classes : continuation (γ), dérivation (δ), erreur (ε)
p.42
ExpérimentationsIntroduction Intégration des sources Intégration de données géohistoriques Intégration spatio-temporelle
Observations géohistoriques et identité
Observations : tronçons de rueIdentité : Géométrie (forme, localisation) + nom de rue
Sources d’informations
Géométrie : distance de Fréchet [Alt95]Nomsde rues : similarité entre chaînes de caractères [Samal04]
p.43
ExpérimentationsIntroduction Intégration des sources Intégration de données géohistoriques Intégration spatio-temporelle
p.44
ExpérimentationsIntroduction Intégration des sources Intégration de données géohistoriques Intégration spatio-temporelle
p.45
ExpérimentationsIntroduction Intégration des sources Intégration de données géohistoriques Intégration spatio-temporelle
p.46
ExpérimentationsIntroduction Intégration des sources Intégration de données géohistoriques Intégration spatio-temporelle
p.47
ExpérimentationsIntroduction Intégration des sources Intégration de données géohistoriques Intégration spatio-temporelle
p.48
ExpérimentationsIntroduction Intégration des sources Intégration de données géohistoriques Intégration spatio-temporelle
p.49
ExpérimentationsIntroduction Intégration des sources Intégration de données géohistoriques Intégration spatio-temporelle
Evaluation / appariement de données géographiques
Approche spécialisée sur les réseaux [Mustière&Devogele08]......mais seulement 2 à 2.Vérité terrain construite manuellement.
Méthode Snapshots Rappel Précision Fmesure[Mustiere08] Verniquet→ Vasserot 0.836 0.98 0.90
- Vasserot→ Jacoubet 0.75 0.86 0.8- Jacoubet→Municipal 0.30 0.90 0.45
Appariement ST Verniquet→ Vasserot 0.95 0.90 0.93- Vasserot→ Jacoubet 0,76 0.71 0.736- Jacoubet→Municipal 0.52 0.74 0.61
Qualité de l’appariement sur le quartier Saint Martinp.50
ExpérimentationsIntroduction Intégration des sources Intégration de données géohistoriques Intégration spatio-temporelle
Carte des tronçons disparus depuis Verniquet p.51
Partie 3 : conclusionIntroduction Intégration des sources Intégration de données géohistoriques Intégration spatio-temporelle
Sur le graphe géohistorique
# Modèle ST adapté aux observations géohistoriques
# Taxonomie des processus de transformations urbaines
Sur la méthode de peuplement
# Adaptation à di�érents points de vue expert
# Identi�cation des relations de �liation a posteriori
# Méthode de peuplement : Appariement STsemi-automatique N-sources
p.52
Conclusion générale
p.53
Conclusion générale :BilanIntroduction Intégration des sources Intégration de données géohistoriques Intégration spatio-temporelle
p.54
Conclusion générale : contributionsIntroduction Intégration des sources Intégration de données géohistoriques Intégration spatio-temporelle
En histoire
# Outils pour la critique des sources géohistoriques
# Possibilité d’analyse des transformations selon di�érentspoints de vues...
# ...à partir d’information brute
En géomatique
# Modèle de représentation des observations géohistoriquesfondé sur les standards ISO/OGC...
# ...et de leurs transformations...
# ...identi�ées par appariement semi-automatique n-sources. p.55
Perspectives à moyen termeIntroduction Intégration des sources Intégration de données géohistoriques Intégration spatio-temporelle
Amélioration de l’approche
# Intégrer des sources géohistoriques d’autre nature
# Observations mixtes au sein d’un même graphe?
# Amélioration de l’appariement : passage à l’échelle, tempsde calcul, paramétrage, etc.
# Peuplement d’autres modèles : STAG? [Costes15]
p.56
Perspectives à long termeIntroduction Intégration des sources Intégration de données géohistoriques Intégration spatio-temporelle
Des outils de saisie et d’exploration de graphes géohistoriques
# Le crowdsourcing pour passer à l’échelle?
# Envisager l’appariement comme un processus expert?
# Quels outils d’exploration visuelle proposer?
Boucle méthodologique histoire/géomatique
# Recherche de corrélations entre modèles d’erreur dedi�érents plans...
# ...pour améliorer la production d’observationsgéohistoriques.
p.57
Merci de votre attention
Graphe géohistorique complet du quartier Saint-Martin, 4 sources.
p.58
GéoréférencementIntroduction Intégration des sources Intégration de données géohistoriques Intégration spatio-temporelle
Points d’amer sur le carroyage
# 446 points répartis sur 72 feuilles
Points d’amer sur unefeuille Répartition des points d’amer
p.59
Emprise des sources utiliséesIntroduction Intégration des sources Intégration de données géohistoriques Intégration spatio-temporelle
p.60
Saint-Martin-des-Champs / CNAMIntroduction Intégration des sources Intégration de données géohistoriques Intégration spatio-temporelle
p.61
Saint-Martin-des-Champs / CNAMIntroduction Intégration des sources Intégration de données géohistoriques Intégration spatio-temporelle
p.62
Saint-Martin-des-Champs / CNAMIntroduction Intégration des sources Intégration de données géohistoriques Intégration spatio-temporelle
p.63
Saint-Martin-des-Champs / CNAMIntroduction Intégration des sources Intégration de données géohistoriques Intégration spatio-temporelle
p.64
Points d’amer sur les ruesIntroduction Intégration des sources Intégration de données géohistoriques Intégration spatio-temporelle
p.65
Points d’amer sur le bâtiIntroduction Intégration des sources Intégration de données géohistoriques Intégration spatio-temporelle
p.66
Analyse qualitativeIntroduction Intégration des sources Intégration de données géohistoriques Intégration spatio-temporelle
Minimiser le risque d’erreur d’interprétation- hétérogénéité interne : précision, temporalités multiples.- liens entre plans : réutilisation des tracés, de latriangulation, etc.
Existant
Historiographies : Verniquet [Pronteau86], Vasserot [Noizet08]Jacoubet, Municipal?
p.67
Graphe spatio-temporelIntroduction Intégration des sources Intégration de données géohistoriques Intégration spatio-temporelle
Relations spatiales
p.68
Graphe spatio-temporelIntroduction Intégration des sources Intégration de données géohistoriques Intégration spatio-temporelle
Relations spatio-temporelles
p.69