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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


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


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



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.



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



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


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)



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)



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)


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


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)


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

1 2

3 4



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



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)

http://www.vividsolutions.com/jump

http://www.vividsolutions.com/jump


ScapeToad: Un logiciel pour créer des cartes en anamorphoes 5. Quelques exemples

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