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Géoperspectives’09 - Lausanne - Polydôme 4 juin 2009
ScapeToadUn logiciel pour créer des cartes en anamorphoses
Christian KaiserInstitut de géographie, Université de Lausanne
361DEGRES, Lully VD
Géoperspectives’09 - Lausanne - Polydôme 4 juin 2009
Géoperspectives’09 - Lausanne - Polydôme 4 juin 2009
Géoperspectives’09 - Lausanne - Polydôme 4 juin 2009
ScapeToad: Un logiciel pour créer des cartes en anamorphoes Plan
Plan
1. Anamorphoses: quel intérêt?
2. Un peu d’histoire
3. Le projet ScapeToad
4. Sous le capot...
5. Quelques exemples
6. Démonstration
Géoperspectives’09 - Lausanne - Polydôme 4 juin 2009
ScapeToad: Un logiciel pour créer des cartes en anamorphoes 1. Anamorphoses: quel intérêt?
Carte en anamorphose:une définition
_ Une carte en anamorphose est une carte thématique dans laquelle les polygones sont déformés de manière à ce que leur superficie corresponde à la valeur d’une variable donnée.
_ Les cartes en anamorphoses sont parfois appelées «cartogramme» du terme anglais «cartogram».
100 km2 1000 habitants
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ScapeToad: Un logiciel pour créer des cartes en anamorphoes 1. Anamorphoses: quel intérêt?
Cartes en anamorphose:points importants
_ Objectif double: minimiser l’erreur de taille, mais garder au maximum la forme d’origine
_ Dans une carte en anamorphose, la densité (p.ex. de la population) est égale à chaque endroit.
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ScapeToad: Un logiciel pour créer des cartes en anamorphoes 1. Anamorphoses: quel intérêt?
Cartes en anamorphose:pourquoi?
_ La cartographie thématique classique pose parfois quelques problèmes.
. La présence de très grandes villes (Paris en France, Londres en Angleterre), est difficile à cartographier.
. Pour la plupart des phénomènes, il y a des très grandes différences de densité à travers l’espace.
_ La carte en anamorphose permet d’ajouter une autre vision sur le phénomène
_ Permet d’attirer l’attention du lecteur
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ScapeToad: Un logiciel pour créer des cartes en anamorphoes 1. Anamorphoses: quel intérêt?
Cartes en anamorphose:bilan
+ Représentation complémentaire qui donne une vision un peu différente
– Manque de repères habituels; orientation difficile
± Le cartogramme ne remplace pas les cartes traditionnelles, mais ajoute une «information visuelle» supplémentaire
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ScapeToad: Un logiciel pour créer des cartes en anamorphoes 2. Un peu d’histoire
Les algorithmes
_ 1985: Contiguous Area Cartogram (Dougenik, Nicholas, Chrisman & Niemeyer)
_ 1993: Line Integral Method (Gusein-Zade & Tikunov)
_ 1998: Constraint-based method (House & Kocmoud)
_ 2004: Diffusion cartogram (Gastner & Newman)
_ 2005: Medial-Axes-based cartograms (Keim, North & Panse)
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ScapeToad: Un logiciel pour créer des cartes en anamorphoes 2. Un peu d’histoire
Quelques implémentations
_ MAPresso: implementation de l’algorithme de Dougenik(par Adrian Herzog de l’Office de la statistique du canton de Zurich)
_ CartogramCreator: Script VisualBasic pour ArcEditor & ArcInfo 9; algorithme de Dougenik
_ Algorithme de Gastner & Newman: logiciel C avec code source, ou logiciel Java avec interface graphique
_ CartoDraw: Medial-Axis-based cartograms(sans code source, Linux seulement)
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ScapeToad: Un logiciel pour créer des cartes en anamorphoes 2. Un peu d’histoire
Les problèmes
_ Problèmes liées à ces implémentations:
. Algorithme de Dougenik pose vite des problèmes de topologie
. MAPresso ne permet pas de charger des fichier SIG standard (p.ex. SHP)
. CartogramCreator est très lent (anamorphose des 35’000 communes françaises: calcul pendant plusieurs semaines)
. Implémentation en C de l’algorithme de Gastner & Newman: ligne de commande, format de départ est une grille régulière
. Implémentation en Java de l’algorithme de Gastner & Newman:Uniquement applet web, closed source, impossible de régler la qualité, problèmes avec gros fichiers (p.ex. communes françaises)
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ScapeToad: Un logiciel pour créer des cartes en anamorphoes 3. Le projet ScapeToad
Le projet ScapeToad
_ Objectifs du projets:
. Déformation simultanée de plusieurs couches
. Déformation de polygones, lignes et points
. Éviter au maximum les problèmes topologiques
. Vitesse de calcul acceptable
. Application multi-plateformes (Java) et facile à utiliser
. Utilisation de fichiers SIG standard (fichiers Shape)
. Open-source
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ScapeToad: Un logiciel pour créer des cartes en anamorphoes 3. Le projet ScapeToad
Le projet ScapeToad
_ Mandat de l’EPFL (Laboratoire Chôros) dans le cadre du PNR 54 “Our Inhabited Space”
_ Développement de ScapeToad 1.0 entrejuillet 2006 et avril 2008
_ Version 1.1 en mai 2008
_ Version 1.2 sortira prochainement (moteur révisé selon les remarques de Mark Newman)
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ScapeToad: Un logiciel pour créer des cartes en anamorphoes 4. Sous le capot...
Comment ça fonctionne?
Superposer unegrille régulière
Calculer la densitépour chaque point
Appliquer l'algorithmede Gastner & Newman
Déformer toutesles couches
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ScapeToad: Un logiciel pour créer des cartes en anamorphoes 4. Sous le capot...
L’algorithme de Gastner & Newman
_ Basé sur le processus de diffusion d’un gaz
_ Les zones peuplées “coulent” vers les zones moins peuplées
_ Du côté calcul:Equation différentielle partielle avec une solution bien connue; FFT nécessaire pour calcul du champ de déplacement
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ScapeToad: Un logiciel pour créer des cartes en anamorphoes 4. Sous le capot...
Dans ScapeToad...
_ Bibliothèque SIG du projet JUMP(www.vividsolutions.com/jump)
_ Bibliothèque Java Topology Suite (JTS)(www.vividsolutions.com/jts)
_ ScapeToad 1.2: bibliothèque JTransforms pour les FFT (calcul parallèle, sans contraintes pour la taille de la grille, open-source)
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ScapeToad: Un logiciel pour créer des cartes en anamorphoes 5. Quelques exemples
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ScapeToad: Un logiciel pour créer des cartes en anamorphoes 5. Quelques exemples
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ScapeToad: Un logiciel pour créer des cartes en anamorphoes 5. Quelques exemples