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Introduction Intégration des sources Intégration de données géohistoriques Intégration spatio-temporelle
Des sources d’information géohistoriques pour l’analyse des
transformations de la ville en histoire
Archives Gazetiers Données SIG
Gallica/BnF Pleiades ALPAGE [Costa12]
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Bertrand Dumenieu PhD defense
- 2. Contexte Introduction Intégration des sources Intégration de données géohistoriques Intégration spatio-temporelle Des sources d’information géohistoriques pour l’analyse des transformations de la ville en histoire Archives Gazetiers Données SIG Gallica/BnF Pleiades ALPAGE [Costa12] p.1
- 3. Contexte : analyse des dynamiques urbaines en histoire Introduction Intégration des sources Intégration de données géohistoriques Intégration spatio-temporelle Étudier les phénomènes de morphogénèse et sociaux à plusieurs échelles p.2
- 4. Contexte : analyse des dynamiques urbaines en histoire Introduction Intégration des sources Intégration de données géohistoriques Intégration spatio-temporelle Étudier les phénomènes de morphogénèse et sociaux à plusieurs échelles p.2
- 5. Contexte : analyse des dynamiques urbaines en histoire Introduction Intégration des sources Intégration de données géohistoriques Intégration spatio-temporelle Croiser des sources pour explorer les transformations urbaines. p.3
- 6. SIG historiques : Existant Introduction Intégration des sources Intégration de données géohistoriques Intégration spatio-temporelle Rumsey Map Collection [Yip08] VisionOfBritain [Gregory05] GeohistoricalData [Perret15] Mapping Decline [Gordon09] p.4
- 7. Objectifs de la thèse Introduction Intégration des sources Intégration de données géohistoriques Intégration spatio-temporelle Problématique en géomatique Comment extraire et explorer des objets géohistoriques pour permettre l’analyse des transformations urbaines? p.5
- 8. Objectifs de la thèse Introduction Intégration des sources Intégration de données géohistoriques Intégration spatio-temporelle Problématique en géomatique Comment extraire et explorer des objets géohistoriques pour permettre l’analyse des transformations urbaines? Objectif Approche de constitution de données spatio-temporelles sur l’espace urbain ancien à partir des sources géohistoriques. p.5
- 9. Sources géohistoriques parisiennes Introduction Intégration des sources Intégration de données géohistoriques Intégration spatio-temporelle p.6
- 10. Plan Introduction Intégration des sources Intégration de données géohistoriques Intégration spatio-temporelle Schéma général de la proposition p.7
- 11. Partie 1 : Intégration des sources géohistoriques Introduction 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
- 12. Géoréférencement Introduction Intégration des sources Intégration de données géohistoriques Intégration spatio-temporelle Principe usuel Affecter à chaque pixel d’une image une coordonnée dans sys- tème de coordonnées projeté. p.9
- 13. Géoréférencement Introduction Intégration des sources Intégration de données géohistoriques Intégration spatio-temporelle Transformation géométrique F Appui sur points d’amer Estimation statistique : affines, polynomiales, etc. Qualité géométrique d’une carte [Jenny11] p.10
- 14. Géoréférencement Introduction 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 fiabilité du contenu des plans? p.11
- 15. Géoréférencement Introduction 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 fiabilité du contenu des plans? p.11
- 16. Proposition / projection Introduction Intégration des sources Intégration de données géohistoriques Intégration spatio-temporelle Composantes de l’erreur résiduelle p.12
- 17. Proposition /projection Introduction 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 I NTF. p.12
- 18. Proposition Introduction 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 I NTF. Mesure de la qualité interne : points de mesure par thèmes cartographiques p.12
- 19. Proposition / points d’amer Introduction Intégration des sources Intégration de données géohistoriques Intégration spatio-temporelle Une structure fiable : le carroyage p.13
- 20. Géoréférencement Introduction 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) p.14
- 21. Géoréférencement Introduction Intégration des sources Intégration de données géohistoriques Intégration spatio-temporelle Application à l’atlas de Verniquet (72 feuilles) Choix d’un modèle de transformation p.15
- 22. Géoréférencement Introduction 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
- 23. Géoréférencement Introduction 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 différents p.17
- 24. Temporalisation Introduction Intégration des sources Intégration de données géohistoriques Intégration spatio-temporelle Principe usuel Affecter 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
- 25. Temporalisation Introduction Intégration des sources Intégration de données géohistoriques Intégration spatio-temporelle Proposition : temps valide → période imprécise Représentation de périodes temporelles floues [DeRunz08] Temps valide de l’atlas de Verniquet Temporalisation des 4 atlas de Paris p.18
- 26. Partie 1 : conclusion Introduction 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 fiable Significativité des mesures : erreur de pointé Critique fine de l’atlas de Verniquet : multiples levés On montre son statut de référentiel ancien p.19
- 27. Partie 1 : conclusion Introduction 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
- 28. Partie 2 : intégration de données géohistoriques Introduction 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
- 29. Extraction et structuration d’objets cartographiques Introduction 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
- 30. Extraction et structuration d’objets cartographiques Introduction 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 des données Double processus d’abstraction lors de la vectorisation p.21
- 31. Processus de double observation Introduction Intégration des sources Intégration de données géohistoriques Intégration spatio-temporelle p.21
- 32. Processus de double observation Introduction Intégration des sources Intégration de données géohistoriques Intégration spatio-temporelle p.21
- 33. Processus de double observation Introduction Intégration des sources Intégration de données géohistoriques Intégration spatio-temporelle p.21
- 34. Modèle de données snapshots Introduction 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 flou p.22
- 35. Modèle de données snapshots Introduction 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 floues [VanDaele14] Schéma de données observation-trace p.23
- 36. Vectorisation des sources Introduction Intégration des sources Intégration de données géohistoriques Intégration spatio-temporelle Réseaux de rues vectorisés p.24
- 37. Parti 2 : conclusion Introduction 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 sources géohistoriques. p.25
- 38. Partie 3 : intégration spatio-temporelle Introduction Intégration des sources Intégration de données géohistoriques Intégration spatio-temporelle Besoin pour l’analyse historique Représenter et instancier les transformations entre observations. p.26
- 39. Graphe spatio-temporel Introduction 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
- 40. Graphe spatio-temporel Introduction Intégration des sources Intégration de données géohistoriques Intégration spatio-temporelle Deux états du Louvre p.28
- 41. Graphe spatio-temporel Introduction Intégration des sources Intégration de données géohistoriques Intégration spatio-temporelle Graphe spatio-temporel vide p.28
- 42. Graphe spatio-temporel Introduction Intégration des sources Intégration de données géohistoriques Intégration spatio-temporelle Relation de filiation p.28
- 43. Graphe spatio-temporel Introduction Intégration des sources Intégration de données géohistoriques Intégration spatio-temporelle Relations de filiation p.28
- 44. Graphe géohistorique Introduction 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 géohistorique Primitive temp. instant ensemble flou Ordre temporel total partiel Snapshots par instants par sources géohistoriques Identités prédéfinie inconnue a priori p.29
- 45. Graphe géohistorique Introduction Intégration des sources Intégration de données géohistoriques Intégration spatio-temporelle Taxonomie des processus élémentaires de transformation proposée. p.30
- 46. Graphe géohistorique Introduction Intégration des sources Intégration de données géohistoriques Intégration spatio-temporelle Processus de stabilité et de transformation p.31
- 47. Graphe géohistorique Introduction Intégration des sources Intégration de données géohistoriques Intégration spatio-temporelle Processus de scission p.32
- 48. Peuplement d’un graphe géohistorique Introduction Intégration des sources Intégration de données géohistoriques Intégration spatio-temporelle Comment identifier les relations de filiation? Un exemple de transformation... p.33
- 49. Peuplement du graphe géohistorique Introduction Intégration des sources Intégration de données géohistoriques Intégration spatio-temporelle Comment identifier les relations de filiation? ...et son graphe géohistorique associé. p.34
- 50. Instanciation du graphe géohistorique Introduction 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
- 51. Instanciation du graphe géohistorique Introduction Intégration des sources Intégration de données géohistoriques Intégration spatio-temporelle Proposition Peuplement semi-automatique par appariement de données géographiques par prise en compte de connaissances impar- faites. [Olteanu08] Fusion d’information : Fonctions de croyance [Dempster76][DeRunz08] p.36
- 52. Instanciation du graphe géohistorique Introduction Intégration des sources Intégration de données géohistoriques Intégration spatio-temporelle Proposition : passage aux processus spatio-temporels Introduction d’une structure dédiée : hypergraphe de filiations Hf Hf pour le cas de la rue du Cygne p.37
- 53. Appariement Spatio-Temporel Introduction 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
- 54. Appariement spatio-temporel Introduction Intégration des sources Intégration de données géohistoriques Intégration spatio-temporelle Comment évaluer la vraisemblance? Sources d’informations : critères spécialisés Choix de critères d’identité en fonction d’un point de vue... Identité Temporalité Liés aux données Tri flou [Yager83] Antécédence [Kolodziejczyk86] p.39
- 55. Appariement Spatio-Temporel Introduction Intégration des sources Intégration de données géohistoriques Intégration spatio-temporelle Proposition : ajout d’informations Plus d’observations pour plus d’informations sur les chaînes de transformations → appariement N-sources. Un hypergraphe multi-sources (>2) p.40
- 56. Proposition : méthode semi-automatique d’appariement Introduction Intégration des sources Intégration de données géohistoriques Intégration spatio-temporelle p.41
- 57. Proposition : méthodes de résolution Introduction Intégration des sources Intégration de données géohistoriques Intégration spatio-temporelle Découverte des processus les plus vraisemblables Énumération → explosion combinatoire Optimisation stochastique : recuit simulé mono-objectif H∗ f argmax{V(Hf ) : Hf ∈ H} Typage des relations de filiation Classification par fusion d’informations imparfaites Trois classes : continuation (γ), dérivation (δ), erreur ( ) p.42
- 58. Expérimentations Introduction Intégration des sources Intégration de données géohistoriques Intégration spatio-temporelle Observations géohistoriques et identité Observations : tronçons de rue Identité : Géométrie (forme, localisation) + nom de rue Sources d’informations Géométrie : distance de Fréchet [Alt95] Noms de rues : similarité entre chaînes de caractères [Samal04] p.43
- 59. Expérimentations Introduction Intégration des sources Intégration de données géohistoriques Intégration spatio-temporelle p.44
- 60. Expérimentations Introduction Intégration des sources Intégration de données géohistoriques Intégration spatio-temporelle p.45
- 61. Expérimentations Introduction Intégration des sources Intégration de données géohistoriques Intégration spatio-temporelle p.46
- 62. Expérimentations Introduction Intégration des sources Intégration de données géohistoriques Intégration spatio-temporelle p.47
- 63. Expérimentations Introduction Intégration des sources Intégration de données géohistoriques Intégration spatio-temporelle p.48
- 64. Expérimentations Introduction Intégration des sources Intégration de données géohistoriques Intégration spatio-temporelle p.49
- 65. Expérimentations Introduction 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 Martin p.50
- 66. Expérimentations Introduction Intégration des sources Intégration de données géohistoriques Intégration spatio-temporelle Carte des tronçons disparus depuis Verniquet p.51
- 67. Partie 3 : conclusion Introduction 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 différents points de vue expert Identification des relations de filiation a posteriori Méthode de peuplement : Appariement ST semi-automatique N-sources p.52
- 69. Conclusion générale :Bilan Introduction Intégration des sources Intégration de données géohistoriques Intégration spatio-temporelle p.54
- 70. Conclusion générale : contributions Introduction 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 différents points de vues... ...à partir d’information brute En géomatique Modèle de représentation des observations géohistoriques fondé sur les standards ISO/OGC... ...et de leurs transformations... ...identifiées par appariement semi-automatique n-sources. p.55
- 71. Perspectives à moyen terme Introduction 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, temps de calcul, paramétrage, etc. Peuplement d’autres modèles : STAG? [Costes15] p.56
- 72. Perspectives à long terme Introduction Intégration des sources Intégration de données géohistoriques Intégration spatio-temporelle Des outilsdesaisieetd’explorationdegraphesgéohistoriques 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 de différents plans... ...pour améliorer la production d’observations géohistoriques. p.57
- 73. Merci de votre attention Graphe géohistorique complet du quartier Saint-Martin, 4 sources. p.58
- 74. Géoréférencement Introduction 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 une feuille Répartition des points d’amer p.59
- 75. Emprise des sources utilisées Introduction Intégration des sources Intégration de données géohistoriques Intégration spatio-temporelle p.60
- 76. Saint-Martin-des-Champs / CNAM Introduction Intégration des sources Intégration de données géohistoriques Intégration spatio-temporelle p.61
- 77. Saint-Martin-des-Champs / CNAM Introduction Intégration des sources Intégration de données géohistoriques Intégration spatio-temporelle p.62
- 78. Saint-Martin-des-Champs / CNAM Introduction Intégration des sources Intégration de données géohistoriques Intégration spatio-temporelle p.63
- 79. Saint-Martin-des-Champs / CNAM Introduction Intégration des sources Intégration de données géohistoriques Intégration spatio-temporelle p.64
- 80. Points d’amer sur les rues Introduction Intégration des sources Intégration de données géohistoriques Intégration spatio-temporelle p.65
- 81. Points d’amer sur le bâti Introduction Intégration des sources Intégration de données géohistoriques Intégration spatio-temporelle p.66
- 82. Analyse qualitative Introduction 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 la triangulation, etc. Existant Historiographies : Verniquet [Pronteau86], Vasserot [Noizet08] Jacoubet, Municipal? p.67
- 83. Graphe spatio-temporel Introduction Intégration des sources Intégration de données géohistoriques Intégration spatio-temporelle Relations spatiales p.68
- 84. Graphe spatio-temporel Introduction Intégration des sources Intégration de données géohistoriques Intégration spatio-temporelle Relations spatio-temporelles p.69