Géovisualisation

La géovisualisation (abréviation de visualisation géographique ou de visualisation cartographique), désigne un ensemble d'outils et de techniques permettant l'analyse de données géographiques grâce à l'utilisation de la visualisation interactive.

Contexte

Au regard des domaines connexes de la visualisation scientifique et de la visualisation de l’information , la géovisualisation est une représentation directe du mouvement et du changement activée par ordinateur, une « représentation directe du mouvement et du changement, de multiples vues des mêmes données, de l’interaction utilisateur avec les cartes, du réalisme (via des vues stéréo tridimensionnelles et d’autres techniques), du faux réalisme (par la génération fractale de paysages), et le mélange des cartes avec d’autres graphiques, textes et sons . Elle met l’accent sur la construction des connaissances plutôt que sur le stockage des connaissances ou la transmission de l’information. Pour ce faire, la géovisualisation communique l’information géospatiale de manière à ce que, combinée à la compréhension humaine, elle permette l’exploration des données et les processus de prise de décision .

La capacité d'exploration des cartes statiques traditionnelles ont une capacité limitée et les représentations graphiques sont inextricablement liées aux informations géographiques sous-jacentes. Les SIG et la géovisualisation permettent de créer des cartes plus interactives ; notamment la possibilité d'explorer différentes couches de la carte, de zoomer ou de dézoomer, et de modifier l'apparence visuelle de la carte, généralement sur un écran d'ordinateur . La géovisualisation représente un ensemble de technologies et de pratiques cartographiques qui tirent parti de la capacité des microprocesseurs modernes à rendre les modifications d'une carte en temps réel, permettant aux utilisateurs d'ajuster les données cartographiées à la volée .

Histoire

Le terme visualisation se mentionne pour la première fois dans la littérature cartographique au moins dès 1953, dans un article du géographe Allen K. Philbrick de l'Université de Chicago. Les nouveaux développements dans le domaine de l'informatique incitent la Fondation nationale pour la science à redéfinir le terme dans un rapport de 1987 renvoie la visualisation à la convergence de l'infographie, du traitement d'images, de la vision par ordinateur, de la conception assistée par ordinateur, du traitement du signal et des études d'interface utilisateur met l'accent à la fois sur les aspects de création de connaissances et de génération d'hypothèses de la visualisation scientifique .

Lors des années 1980, la géovisualisation s’est développée comme un domaine de recherche en grande partyie grâce aux travaux du théoricien graphique français Jacques Bertin. Les travaux de Bertin sur la conception cartographique et la visualisation de l'information partagent avec le rapport de la Fondation nationale pour la science, un intérêt pour le potentiel d'utilisation des « affichages visuels dynamiques comme incitations à la perspicacité scientifique et pour les méthodes par lesquelles les affichages visuels dynamiques pourraient tirer parti des processus cognitifs perceptifs pour faciliter la pensée scientifique » .

Plus tard, la géovisualisation s'est développée en tant que sujet de pratique et de recherche. En 1955, l'association cartographique internationale (ACI) crée une Commission sur la visualisation et les environnements virtuels.

Domaines connexes

La géovisualisation est étroitement liée à d'autres domaines de visualisation, tels que la visualisation scientifique et la visualisation de l'information . Grâce à ses racines dans la cartographie, la géovisualisation contribue à ces autres domaines par le biais de la métaphore de la carte, qui « est largement utilisée pour visualiser des informations non géographiques dans les domaines de la visualisation de l'information et de la visualisation des connaissances du domaine ». Cela est également lié à la simulation urbaine.

Applications

La géovisualisation s'est imposée dans un large éventail de situations réelles nécessitant les processus de prise de décision et de création de connaissances qu'elle peut offrir. La liste suivante résume certaines de ces applications telles qu'elles sont abordées dans la littérature sur la géovisualisation :

Lutte contre les feux de forêt

Les pompiers utilisent des environnements de type bac à sable pour modéliser rapidement et physiquement la topographie et les incendies dans le cadre de la planification stratégique des opérations de commandement en cas d'incendie de forêt. La SimTable est un simulateur de feu interactif en 3D, qui donne vie aux exercices sur table de sable. SimTable utilise des simulations informatiques avancées pour modéliser les incendies dans n'importe quelle zone, y compris les quartiers résidentiels, en utilisant la pente réelle, le terrain, la vitesse et la direction du vent, la végétation et d'autres facteurs. Les modèles SimTable sont utilisés dans le plus grand incendie jamais enregistré en Arizona, l' incendie de Wallow .

Sylviculture

CommonGIS et Visualization Toolkit ( VTK ) sont des outils utilisés par les géovisualisateurs, en collaboration avec des forestiers européens pour visualiser un grand ensemble de données spatio-temporelles relatives aux forêts européennes, permettant ainsi aux non-experts d'explorer ces données sur Internet.Le rapport résumant cet effort « révèle un ensemble de questions fondamentales pertinentes pour le vaste domaine de la recherche en géovisualisation et en visualisation de l’information » .

L'équipe de recherche donne deux problèmes majeurs : l'incapacité des géovisualisateurs à convaincre les forestiers de l'efficacité de la géovisualisation dans leur travail et les réticences de ces derniers quant à l'accessibilité des données à des non-experts se livrant à une « exploration non contrôlée ». Alors que les géovisualisateurs se concentrent sur la capacité de la géovisualisation à aider à la construction des connaissances, les forestiers préfèrent le rôle d'information et de communication des formes plus traditionnelles de représentation cartographique.

Archéologie

La géovisualisation offre aux archéologues une technique potentielle pour cartographier les environnements archéologiques mis au jour ainsi que pour accéder aux données archéologiques et les explorer en trois dimensions. Les répercussions de la géovisualisation pour l'archéologie ne se limitent pas aux progrès de la théorie et de l'exploration archéologiques, mais incluent également le développement de nouvelles relations de collaboration entre archéologues et informaticiens.

Etudes environnementales

Les outils de géovisualisation offrent à de multiples parties prenantes la possibilité de prendre des décisions environnementales équilibrées en tenant compte « des facteurs complexes et interactifs qui doivent être pris en compte lors de l’étude des changements environnementaux ». Les utilisateurs de la géovisualisation peuvent utiliser un modèle géoréférencé pour explorer un ensemble complexe de données environnementales, en interrogeant un certain nombre de scénarios ou d'options politiques pour déterminer la solution la plus adaptée.

La planification urbaine

Les urbanistes comme le grand public peuvent se servir de la géovisualisation pour explorer des environnements réels et modéliser des scénarios hypothétiques à partir de données spatio-temporelles. Alors que la géovisualisation dans les domaines précédents peut être divisée en deux domaines distincts — le domaine privé, dans lequel les professionnels utilisent la géovisualisation pour explorer les données et générer des hypothèses, et le domaine public, dans lequel ces professionnels présentent leur « pensée visuelle » au grand public — la planification repose plus fortement que de nombreux autres domaines sur la collaboration entre le grand public et les professionnels.

Les urbanistes utilisent la géovisualisation comme outil de modélisation des intérêts environnementaux et des préoccupations politiques du grand public. Jiang et al. mentionnent deux exemples, dans lesquels « des représentations photoréalistes 3D sont utilisées pour montrer le réaménagement urbain et des simulations informatiques dynamiques sont utilisées pour montrer la diffusion possible de la pollution au cours des prochaines années ». L'utilisation généralisée d'Internet par le grand public a des implications pour ces efforts de planification collaborative, conduisant à une participation accrue du public tout en diminuant le temps nécessaire pour débattre des décisions de planification les plus controversées.

Voir aussi

• Cartographie animée
• Cartographie
• Comparaison des logiciels de systèmes d’information géographique
• Conception assistée par ordinateur
• Infographie
• Vision par ordinateur
• Analyse exploratoire des données
• Science de l’information géographique
• Systèmes d’information géographique
• Géographie
• Géoinformatique
• Géoscope
• Traitement d’image
• Traitement du signal
• Géographie technique
• Géographie quantitative

Notes et références

(en) Cet article est partiellement ou en totalité issu de l’article de Wikipédia en anglais intitulé « Geovisualization » (voir la liste des auteurs).

Voir aussi

• Priyanka Mehta et Saumya Pareek. 2012. Visualisation 3D du terrain géoréférencé et du sous-sol du sol : une approche novatrice pour la visualisation du sous-sol du sol.
• Cartwright, W. 1997. Les nouveaux médias et leur application à la production de produits cartographiques. Informatique et géosciences, 23(4), pp. 447–456.
• Dykes, J., AM MacEachren et M.-J. Kraak éd. 2005. Exploration de la géovisualisation. Amsterdam : Elsevier.
• Kraak, M.-J. et AM MacEachren. 1999. Visualisation pour l'exploration des données spatiales (introduction éditoriale au numéro spécial). Revue internationale des sciences de l'information géographique 13 (4):285–287.
• Kraak, MJ et AM MacEachren. 2005. Géovisualisation et sciences de l'information géographique. Cartographie et sciences de l'information géographique 32 (2):67–68.
• MacEachren, AM, et MJ Kraak. 1997. Visualisation cartographique exploratoire : faire progresser le programme. Computers & Geosciences 23 (4):335–343
• MacEachren, AM et M.-J. Kraak. 2001. Défis de la recherche en géovisualisation. Cartographie et sciences de l'information géographique 28 (1):3–12.
• MacEachren, AM, M. Gahegan, W. Pike, I. Brewer, G. Cai, E. Lengerich et F. Hardisty. 2004. Géovisualisation pour la construction des connaissances et l'aide à la décision. IEEE Computer Graphics & Applications 24 (1):13–17.
• Philbrick, AK 1953. Vers une unité des formes cartographiques et du contenu géographique. Géographe professionnel, 5(5), pp. 11–15.
• Taylor, DRF 1994. Systèmes d'information géographique : le micro-ordinateur et la cartographie moderne. Dans Systèmes d'information géographique : le micro-ordinateur et la cartographie moderne, DRF Taylor et AM MacEachren (éd.). Oxford : Pergamon, pp. 333–342.

Liens externes

• Commission de l'ICA sur la géovisualisation (depuis 2007)
• Commission de l'ICA sur la visualisation et les environnements virtuels (1995-2007)
• Géovisualisation à l'Institut national du cancer
• Outil de visualisation géospatiale —Boîte à outils open source pour la géovisualisation
• Centre GeoVISTA de Penn State
• Logiciel de visualisation Avizo — cadre logiciel pour les géosciences