1. 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
ème
9 Rencontre Géorisque, Montpellier, 22 janvier 2013

2. Introduction Géovisualisation Evaluations des Méthodes Conclusion
1 Introduction
2 Géovisualisation
3 Evaluations des Méthodes
4 Conclusion
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3. Introduction Géovisualisation Evaluations des Méthodes Conclusion
Contexte de recherche Visualisation et Analyse visuelle
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4. Introduction Géovisualisation Evaluations des Méthodes Conclusion
Contexte de recherche
La mer, domaine sensible
90% du transport mondial de
marchandises
34 millions de passagers
Sécurité
Navires, équipages et passagers
Navigation, facilitation du trac
Accidents, pollution
Sûreté : actes illicites
Piraterie
Trac de drogue
Immigration clandestine
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5. Introduction Géovisualisation Evaluations des Méthodes Conclusion
Contexte de recherche
Systèmes de Surveillance Maritime
Cartes et indicateurs maritimes
Connaissance globale du trac maritime
Vision des déplacements des navires
Enregistrement des traces des navires
(historique)
Système I2C au
CROSS-Med, Toulon
Par exemple...
Web MarineTrac, SafeMed, Marine Geogarage
Logiciel Trac 2000 / SafeSeaNet, Sirenac
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6. Introduction Géovisualisation Evaluations des Méthodes Conclusion
Contexte de recherche
Interfaces peu intuitives
Trop de données mobiles achées
Espace vaste et ouvert, soumis à de nombreuses règles
Peu d'interaction avec l'opérateur
Interface de surveillance
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7. Introduction Géovisualisation Evaluations des Méthodes Conclusion
Visualisation et Analyse visuelle
Amélioration des systèmes de
surveillance maritime
Meilleure détection des
comportements anormaux,
dangeureux
Extraction de connaissances
Analyse des donnnées simpliée
(temps réel, passé)
Faciliter les prédictions, les prises
de décisions
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8. Introduction Géovisualisation Evaluations des Méthodes Conclusion
Visualisation et Analyse visuelle
Analyse visuelle
Visualisation Science du raisonnement a priori
Communication de données (analytique) supportée par des
abstraites grâce à des interfaces interfaces visuelles interactives
interactives (Keim et al. (Thomas et Cook 2005)
2006)
Métaphore spatiale
(spatialisation) pour générer une
représentation graphique,
cognitivement adaptée à
l'exploration des données et
l'extraction de connaissance
(Fabrikant 2005)
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9. Introduction Géovisualisation Evaluations des Méthodes Conclusion
Cartes et Interactions Postulats et Hypothèses
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10. 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)
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11. 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)
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12. 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)
Environnement
d'exploration visuelle
(d'après Kraak 2012)
Trois espaces de
données
Vues synchronisées
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13. Introduction Géovisualisation Evaluations des Méthodes Conclusion
Cartes et Interactions
Les visualisations et interactions dépendent fortement : des
données, des tâches, des utilisateurs (North et Shneiderman 2000)
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14. Introduction Géovisualisation Evaluations des Méthodes Conclusion
Postulats et Hypothèses
P2 : Besoin de guider l'utilisation
P1 : Grande diversité
Plusieurs caractérisations des
De nombreuses méthodes
méthodes de (géo)visualisation
d'analyse géovisuelle existent.
ont été mises au point (Bertin
Leur utilisation dière selon les
1967, Card et Mackinlay 1997,
données, les tâches et les
Wilkinson 1999, Baudel 2002,
utilisateurs (North et
Hurter 2007)
Shneiderman 2000).
Des études ont été menées pour
automatiser la visualisation
(Mackinlay 1987,
d'information
Casner 1991, Mackinlay 2007,
Wills et Wilkinson 2010).
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15. Introduction Géovisualisation Evaluations des Méthodes Conclusion
Postulats et Hypothèses
P2 : Besoin de guider l'utilisation
P1 : Grande diversité
Plusieurs caractérisations des
De nombreuses méthodes
méthodes de (géo)visualisation
d'analyse géovisuelle existent.
ont été mises au point (Bertin
Leur utilisation dière selon les
1967, Card et Mackinlay 1997,
données, les tâches et les
Wilkinson 1999, Baudel 2002,
utilisateurs (North et
Hurter 2007)
Shneiderman 2000).
Des études ont été menées pour
automatiser la visualisation
Les méthodes de géovisualisation
(Mackinlay 1987,
d'information
n'ont pas encore bénécié des
Casner 1991, Mackinlay 2007,
recherches en automatisation.
Wills et Wilkinson 2010).
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16. Introduction Géovisualisation Evaluations des Méthodes Conclusion
Postulats et Hypothèses
P2 : Besoin de guider l'utilisation
P1 : Grande diversité
Plusieurs caractérisations des
De nombreuses méthodes
méthodes de (géo)visualisation
d'analyse géovisuelle existent.
ont été mises au point (Bertin
Leur utilisation dière selon les
1967, Card et Mackinlay 1997,
données, les tâches et les
Wilkinson 1999, Baudel 2002,
utilisateurs (North et
Hurter 2007)
Shneiderman 2000).
Des études ont été menées pour
automatiser la visualisation
Les méthodes de géovisualisation
(Mackinlay 1987,
d'information
n'ont pas encore bénécié des
Casner 1991, Mackinlay 2007,
recherches en automatisation.
Wills et Wilkinson 2010).
H1 : Les méthodes de géovisualisation et les tâches doivent être
formalisées 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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17. Introduction Géovisualisation Evaluations des Méthodes Conclusion
Qualité(s) Caractérisation Evaluation
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18. Introduction Géovisualisation Evaluations des Méthodes Conclusion
Qualité(s)
Dénition basée sur les services Dénition basée sur l'utilisateur
Aptitude d'un ensemble de Fitness for use in terms of
caractéristiques intrinsèques à design, conformance, availability,
satisfaire des exigences. (ISO safety and eld use. (Juran
9000:2000) 1988)
Conformité aux spécications Centrée sur l' utilisateur : Qui ?
(Crosby 1979) Pourquoi ? Comment ?
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19. Introduction Géovisualisation Evaluations des Méthodes Conclusion
Caractérisation
Qualité interne
Est-ce la visualisation est bien utilisée ? adaptée aux données ?
Expressivité Ecacité (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 de
surveillance géovisuel 17 / 21

20. Introduction Géovisualisation Evaluations des Méthodes Conclusion
Evaluation
Utilité perçue PU Facilité d'utilisation perçue PEU
Ce système va-t-il améliorer mes Ce système va-t-il demander
performances ? moins d'eorts ?
Modèle d'acceptation de la technologie (d'après Davis 1993)
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21. Introduction Géovisualisation Evaluations des Méthodes Conclusion
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22. Introduction Géovisualisation Evaluations des Méthodes Conclusion
Bilan
Une taxonomie approfondie des méthodes de GViz et des tâches
peut être développée indépendemment du domaine.
L'utilisateur, les requêtes et les données servent de base au choix
des méthodes (géo)visuelles à utiliser.
Les données et les tâches dénissent les types de GViz adaptés
(ecacité et expressivité).
Le prol de l'utilisateur précise ces méthodes, selon son niveau, ses
habitudes.
Perspectives
Taxonomie des géovisualisations en cours
Analyse et taxonomie des tâches de surveillance maritime
Approfondir les qualités liées à l'utilisateur apppliquées à la GViz
Comparer les approches Base de connaissances / Réseau bayésien /
Ontologie
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23. Introduction Géovisualisation Evaluations des Méthodes Conclusion
Merci de votre attention !
Questions ?
gabriel.vatin@mines-paristech.fr aldo.napoli@mines-paristech.fr
Doctorant 2ème année Directeur de thèse
http://crc.mines-paristech.fr/ssem
Sécurité, Sûreté et Environnement Maritime
Licence Creative Commons Paternité
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