Modèle d'estimation de l'imprécision des mesures géométriques de données géographiques

A model to estimate the imprecision of geometric measurements computed from geographic data.

• Auteur / Autrice : Jean-François Girres
• Direction : Anne Ruas
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences et Technologies de l'Information Géographique
• Date : Soutenance le 04/12/2012
• Etablissement(s) : Paris Est
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Mathématiques, Sciences et Technologies de l'Information et de la Communication (Champs-sur-Marne, Seine-et-Marne ; 2010-2015)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire Conception Objet et Généralisation de l'Information Topographique
• Jury : Président / Présidente : Christiane Weber
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Anne Ruas, Éric Desjardin, Nicholas Chrisman
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Sophie De Ruffray, Thomas Devogèle

Mots clés

Mots clés contrôlés

Estimation de paramètres

Géographie mathématique

Noms géographiques -- Bases de données

Système d'information géographique

Mots clés libres

SIG

Qualité des données

Imprécision

Aide à la décision

Mesures

Modèle d\'estimation

GIS

Data quality

Imprecision

Decision support

Measurements

Estimation Model

Résumé

De nombreuses applications SIG reposent sur des mesures de longueur ou de surface calculées à partir de la géométrie des objets d'une base de données géographiques (comme des calculs d'itinéraires routiers ou des cartes de densité de population par exemple). Cependant, aucune information relative à l'imprécision de ces mesures n'est aujourd'hui communiquée à l'utilisateur. En effet, la majorité des indicateurs de précision géométrique proposés porte sur les erreurs de positionnement des objets, mais pas sur les erreurs de mesure, pourtant très fréquentes. Dans ce contexte, ce travail de thèse cherche à mettre au point des méthodes d'estimation de l'imprécision des mesures géométriques de longueur et de surface, afin de renseigner un utilisateur dans une logique d'aide à la décision. Pour répondre à cet objectif, nous proposons un modèle permettant d'estimer les impacts de règles de représentation (projection cartographique, non-prise en compte du terrain, approximation polygonale des courbes) et de processus de production (erreur de pointé et généralisation cartographique) sur les mesures géométriques de longueur et de surface, en fonction des caractéristiques des données vectorielles évaluées et du terrain que ces données décrivent. Des méthodes d'acquisition des connaissances sur les données évaluées sont également proposées afin de faciliter le paramétrage du modèle par l'utilisateur. La combinaison des impacts pour produire une estimation globale de l'imprécision de mesure demeure un problème complexe et nous proposons des premières pistes de solutions pour encadrer au mieux cette erreur cumulée. Le modèle proposé est implémenté au sein du prototype EstIM (Estimation de l'Imprécision des Mesures)

Many GIS applications are based on length and area measurements computed from the geometry of the objects of a geographic database (such as route planning or maps of population density, for example). However, no information concerning the imprecision of these measurements is now communicated to the final user. Indeed, most of the indicators on geometric quality focuses on positioning errors, but not on measurement errors, which are very frequent. In this context, this thesis seeks to develop methods for estimating the imprecision of geometric measurements of length and area, in order to inform a user for decision support. To achieve this objective, we propose a model to estimate the impacts of representation rules (cartographic projection, terrain, polygonal approximation of curves) and production processes (digitizing error, cartographic generalisation) on geometric measurements of length and area, according to the characteristics and the spatial context of the evaluated objects. Methods for acquiring knowledge about the evaluated data are also proposed to facilitate the parameterization of the model by the user. The combination of impacts to produce a global estimation of the imprecision of measurement is a complex problem, and we propose approaches to approximate the cumulated error bounds. The proposed model is implemented in the EstIM prototype (Estimation of the Imprecision of Measurements)