Enrichissement des référentiels géographiques pour la caractérisation morphologique des tissus urbains
Rachid Hamaina - Thèse de doctorat soutenue en 2013
Encadrement : Directeur de thèse Guillaume Moreau, encadrant : Thomas Leduc
La disponibilité accrue des bases de données géographiques en a fait un produit grand public dont les usages se sont multipliés et diversifiés pour recouvrir la plupart des problématiques à composante spatiale. Ces données ont un caractère générique et ne sont pas toujours adaptées à tous les usages qu'on peut en faire. En effet, elles peuvent être qualifiées de pauvres puisqu'elles sont très peu informées d'un point de vue sémantique ou thématique.
L'enrichissement sémantique et l'extraction de connaissances à partir de ces bases de données est extrêmement utile pour les applications urbaines. Nous nous intéressons à l'exploration et l'analyse des données géographiques de base pour en extraire des connaissances utiles à la caractérisation de la morphologie urbaine.
Un modèle de ville très simple pour représenter l'environnement urbain peut être extrait des bases de données géographiques. Il est constitué d'une couche de réseaux viaires sous la forme unidimensionnelle (1D) et d'une couche de bâtiments bi ou tridimensionnelle (2D ou2.5D) représentée sous la forme d'empreintes surfaciques au sol des bâtiments.
La caractérisation de la morphologie consiste en l'exploration de la macro-structure spatiale urbaine à partir du réseau de rues, et l'analyse de la micro-structure spatiale urbaine, à partir de la couche des empreintes du bâti.
Ainsi, l'analyse de la macro-structure de la ville s'appuie sur la détectikon de motifs géométriques particuliers qui peuvent être associés à certains types de tissus urbains et ce, sans connaissance préalable du contexte et de l'histoire de la ville en question. L'analyse de la micro-structure spatiale s'appuie en premier lieu, sur la construction d'un modèle hiérarchique et multi-échelle morpho-compatible. En deuxième lieu, les propriétés morphologiques sont formalisées et traduites en un ensemble d'indicateurs utilisé dans un processus de classification pour définir des zones urbaines morphologiquement homogènes.
Finalement, nous exploitons le même modèle pour développer une nouvelle méthode pour la caractérisation de la densité urbaine comme étant la propriété morphologique la plus utilisée en analyse et aménagement urbain, et pour des fins plus descriptives que prescriptives.
Ces méthodes de caractérisation de la morphologie urbaine sont développées dans un environnement SIG. Elles sont applicables sur de larges volumes de données, elles utilisent des données pauvres. Elles sont reproductibles indépendamment du contexte urbain et permettent de dépasser les caractérisations classiques, qui sont essentiellement descriptives et difficilement objectivables.
Mots clés : bases de données géographiques, morphologie urbaine, analyse spatiale, caractérisation, tissu urbain.