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Géovisualisation pour la Prévention des Risques
Application à la Surveillance Maritime
Gabriel Vatin, Aldo Napoli
Centre de recherche sur les Risques et les Crises, MINES ParisTech
9ème Rencontre Géorisque, Montpellier, 22 janvier 2013
Introduction Géovisualisation Evaluations des Méthodes Conclusion
1 Introduction
2 Géovisualisation
3 Evaluations des Méthodes
4 Conclusion
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Introduction Géovisualisation Evaluations des Méthodes Conclusion
Contexte de recherche Visualisation et Analyse visuelle
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Introduction Géovisualisation Evaluations des Méthodes Conclusion
Contexte de recherche
La mer, domaine sensible
90% du transport mondial demarchandises
34 millions de passagers
Sécurité
Navires, équipages et passagers
Navigation, facilitation du tra�c
Accidents, pollution
Sûreté : actes illicites
Piraterie
Tra�c de drogue
Immigration clandestine
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Introduction Géovisualisation Evaluations des Méthodes Conclusion
Contexte de recherche
Systèmes de Surveillance Maritime
Cartes et indicateurs maritimes
Connaissance globale du tra�c maritime
Vision des déplacements des navires
Enregistrement des traces des navires(historique)
Système I2C auCROSS-Med, Toulon
Par exemple...
Web MarineTra�c, SafeMed, Marine Geogarage
Logiciel Tra�c 2000 / SafeSeaNet, Sirenac
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Introduction Géovisualisation Evaluations des Méthodes Conclusion
Contexte de recherche
Interfaces peu intuitives
Trop de données mobiles a�chées
Espace vaste et ouvert, soumis à de nombreuses règles
Peu d'interaction avec l'opérateur
Interface de surveillance
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Introduction Géovisualisation Evaluations des Méthodes Conclusion
Visualisation et Analyse visuelle
Amélioration des systèmes desurveillance maritime
Meilleure détection descomportements anormaux,dangeureux
Extraction de connaissances
Analyse des donnnées simpli�ée(temps réel, passé)
Faciliter les prédictions, les prisesde décisions
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Introduction Géovisualisation Evaluations des Méthodes Conclusion
Visualisation et Analyse visuelle
Visualisation
Communication de donnéesabstraites grâce à des interfacesinteractives (Keim et al.
2006)
Métaphore spatiale
(spatialisation) pour générer unereprésentation graphique,cognitivement adaptée àl'exploration des données etl'extraction de connaissance(Fabrikant 2005)
Analyse visuelle
Science du raisonnement a priori(analytique) supportée par desinterfaces visuelles interactives
(Thomas et Cook 2005)
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Introduction Géovisualisation Evaluations des Méthodes Conclusion
Cartes et Interactions Postulats et Hypothèses
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Introduction Géovisualisation Evaluations des Méthodes Conclusion
Cartes et Interactions
Des cartes pour communiquer
Données connues, pré-calculées, choisies
Procédé cartographique approprié, synthèse
Message clair par le design de la carte
Clusters de navires (FishEye, MINES ParisTech)10 / 21
Introduction Géovisualisation Evaluations des Méthodes Conclusion
Cartes et Interactions
Des cartes pour explorer
Données et hypothèses inconnues
Forte interaction utilisateur-cartes, exploration
... et toujours accompagnées d'autres visualisations !
Analyse d'une trajectoire de navire (FishEye, MINES ParisTech)11 / 21
Introduction Géovisualisation Evaluations des Méthodes Conclusion
Cartes et Interactions
Interactions visuelles
Synchronisation des vues (Kraak 2006)
Overview First - Zoom and Filter - Details on Demand
(Shneiderman 1996)
Analyse First - Show the Important - Zoom, Filter and Analyse
further - Details on Demand (Keim et al. 2006)
Environnementd'exploration visuelle(d'après Kraak 2012)Trois espaces dedonnéesVues synchronisées
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Introduction Géovisualisation Evaluations des Méthodes Conclusion
Cartes et Interactions
Les visualisations et interactions dépendent fortement : desdonnées, des tâches, des utilisateurs (North et Shneiderman 2000)
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Introduction Géovisualisation Evaluations des Méthodes Conclusion
Postulats et Hypothèses
P1 : Grande diversité
De nombreuses méthodesd'analyse géovisuelle existent.Leur utilisation di�ère selon lesdonnées, les tâches et lesutilisateurs (North et
Shneiderman 2000).
Les méthodes de géovisualisationn'ont pas encore béné�cié desrecherches en automatisation.
P2 : Besoin de guider l'utilisation
Plusieurs caractérisations desméthodes de (géo)visualisationont été mises au point (Bertin1967, Card et Mackinlay 1997,
Wilkinson 1999, Baudel 2002,
Hurter 2007)
Des études ont été menées pourautomatiser la visualisationd'information (Mackinlay 1987,
Casner 1991, Mackinlay 2007,
Wills et Wilkinson 2010).
H1 : Les méthodes de géovisualisation et les tâches doivent êtreformalisées pour fonder une base de connaissances.
H2 : Une méthodologie pour guider la sélection des environnements
d'analyse géovisuelle doit être proposée.
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Introduction Géovisualisation Evaluations des Méthodes Conclusion
Postulats et Hypothèses
P1 : Grande diversité
De nombreuses méthodesd'analyse géovisuelle existent.Leur utilisation di�ère selon lesdonnées, les tâches et lesutilisateurs (North et
Shneiderman 2000).
Les méthodes de géovisualisationn'ont pas encore béné�cié desrecherches en automatisation.
P2 : Besoin de guider l'utilisation
Plusieurs caractérisations desméthodes de (géo)visualisationont été mises au point (Bertin1967, Card et Mackinlay 1997,
Wilkinson 1999, Baudel 2002,
Hurter 2007)
Des études ont été menées pourautomatiser la visualisationd'information (Mackinlay 1987,
Casner 1991, Mackinlay 2007,
Wills et Wilkinson 2010).
H1 : Les méthodes de géovisualisation et les tâches doivent êtreformalisées pour fonder une base de connaissances.
H2 : Une méthodologie pour guider la sélection des environnements
d'analyse géovisuelle doit être proposée.
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Introduction Géovisualisation Evaluations des Méthodes Conclusion
Postulats et Hypothèses
P1 : Grande diversité
De nombreuses méthodesd'analyse géovisuelle existent.Leur utilisation di�ère selon lesdonnées, les tâches et lesutilisateurs (North et
Shneiderman 2000).
Les méthodes de géovisualisationn'ont pas encore béné�cié desrecherches en automatisation.
P2 : Besoin de guider l'utilisation
Plusieurs caractérisations desméthodes de (géo)visualisationont été mises au point (Bertin1967, Card et Mackinlay 1997,
Wilkinson 1999, Baudel 2002,
Hurter 2007)
Des études ont été menées pourautomatiser la visualisationd'information (Mackinlay 1987,
Casner 1991, Mackinlay 2007,
Wills et Wilkinson 2010).
H1 : Les méthodes de géovisualisation et les tâches doivent êtreformalisées pour fonder une base de connaissances.
H2 : Une méthodologie pour guider la sélection des environnements
d'analyse géovisuelle doit être proposée.
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Introduction Géovisualisation Evaluations des Méthodes Conclusion
Qualité(s) Caractérisation Evaluation
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Introduction Géovisualisation Evaluations des Méthodes Conclusion
Qualité(s)
Dé�nition basée sur les services
�Aptitude d'un ensemble decaractéristiques intrinsèques àsatisfaire des exigences.� (ISO
9000:2000)
Conformité aux spéci�cations
(Crosby 1979)
Dé�nition basée sur l'utilisateur
�Fitness for use in terms ofdesign, conformance, availability,safety and �eld use.� (Juran
1988)
Centrée sur l'utilisateur : Qui ?Pourquoi ? Comment ?
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Introduction Géovisualisation Evaluations des Méthodes Conclusion
Caractérisation
Qualité �interne�
Est-ce la visualisation est bien utilisée ? adaptée aux données ?
Expressivité & E�cacité (Casner 1991, Mackinlay 1997)
Règles de design (Bertin 1967, Tufte 1983, )
Caractérisation visualisation
Données en entrée : type ?quantitité limitée ?
Visualisation : dimensions ?texte ? carte ?
Données en sortie :généralisation ? exhaustif ?
Temps de calcul
�Niveau d'utilisation�... Formalisation d'un système desurveillance géovisuel 17 / 21
Introduction Géovisualisation Evaluations des Méthodes Conclusion
Evaluation
Utilité perçue PU
Ce système va-t-il améliorer mesperformances ?
Facilité d'utilisation perçue PEU
Ce système va-t-il demandermoins d'e�orts ?
Modèle d'acceptation de la technologie (d'après Davis 1993)
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Introduction Géovisualisation Evaluations des Méthodes Conclusion
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Introduction Géovisualisation Evaluations des Méthodes Conclusion
Bilan
Une taxonomie approfondie des méthodes de GViz et des tâchespeut être développée indépendemment du domaine.L'utilisateur, les requêtes et les données servent de base au choixdes méthodes (géo)visuelles à utiliser.Les données et les tâches dé�nissent les types de GViz adaptés(e�cacité et expressivité).Le pro�l de l'utilisateur précise ces méthodes, selon son niveau, seshabitudes.
Perspectives
Taxonomie des géovisualisations en coursAnalyse et taxonomie des tâches de surveillance maritimeApprofondir les qualités liées à l'utilisateur apppliquées à la GVizComparer les approches Base de connaissances / Réseau bayésien /Ontologie
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Introduction Géovisualisation Evaluations des Méthodes Conclusion
Merci de votre attention !
Questions ?
Doctorant 2ème année
Directeur de thèse
http://crc.mines-paristech.fr/ssem
Sécurité, Sûreté et Environnement Maritime
Licence Creative Commons Paternité
Partage à l'Identique 3.0 non transcrit
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