La présentation est en train de télécharger. S'il vous plaît, attendez

La présentation est en train de télécharger. S'il vous plaît, attendez

1 Étude de la formalisation des spécifications de bases de données géographiques en vue de leur intégration par Nils Gesbert Thèse préparée au laboratoire.

Présentations similaires


Présentation au sujet: "1 Étude de la formalisation des spécifications de bases de données géographiques en vue de leur intégration par Nils Gesbert Thèse préparée au laboratoire."— Transcription de la présentation:

1 1 Étude de la formalisation des spécifications de bases de données géographiques en vue de leur intégration par Nils Gesbert Thèse préparée au laboratoire COGIT de lIGN Encadrement IGN : Sébastien Mustière Directrice de thèse : Thérèse Libourel, LIRMM (Montpellier)

2 2 Plan de la présentation 1.Contexte : problématique de lintégration 2.Spécifications des bases de données géographiques 3.Structure générale du modèle : utilisation dune ontologie 4.Procédures de représentation 5.Exemple dutilisation 6.Prototype logiciel de saisie des spécifications

3 3 Contexte : plusieurs bases de données géographiques pour représenter un même terrain

4 4 Différentes représentations du terrain Différents niveaux de détail Différents points de vue

5 5 Plusieurs bases de données indépendantes Problèmes posés par lindépendance des bases : Informations redondantes entre bases, doù : risques dincohérences duplication du travail de mise à jour Utilisation simultanée de plusieurs représentations plus difficile

6 6 Intégration de schémas de bases de données trois étapes principales Schémas dorigine Schémas dans un modèle commun Schémas appariés Schémas fédérés Préintégration Intégration Déclaration des correspondances Spécifications Bases de données fédérées [Sheth et Larson 1990] Modèles pour les BDG : MADS [Parent, Spaccapietra et al.], Perceptory [Bédard et al.],... Génération automatique du schéma intégré : projet Amber [Sotnykova 2003]

7 7 Spécifications des bases de données géographiques

8 8 Définition Portion de cours d'eau, réel ou fictif, permanent ou temporaire, naturel ou artificiel, homogène pour l'ensemble des attributs et des relations qui la concernent, et qui n'inclut pas de confluent. Sélection Le réseau hydrographique composé des objets est décrit de manière continue. La continuité du réseau n'est toutefois pas toujours assurée dans les cas suivants : arrivée d'un cours d'eau en ville infiltration d'un cours d'eau (ex. perte en terrain calcaire) arrivée d'un petit ruisseau temporaire dans une large plaine où son tracé se perd zones de marais où les connexions et interruptions du réseau restent indicatives Tous les cours d'eau permanents, naturels ou artificiels, sont inclus. Les cours d'eau temporaires naturels sont inclus, à l'exception des tronçons de moins de 200 m situés aux extrémités amont du réseau. Les cours deau temporaires artificiels ou artificialisés sont sélectionnés en fonction de leur importance et de lenvironnement. Les talwegs qui ne sont pas marqués par la présence régulière de leau sont exclus. Tous les cours deau nommés de plus de 7,5 m de large sont inclus (tronçon de cours deau dattribut = « oui » superposé à un objet de classe ). Fossé : Les gros fossés de plus de 2 m de large sont inclus lorsquils coulent de manière permanente. Modélisation géométrique A l'axe et à la surface du cours deau (tel quil se présente sur les photographies aériennes). Lorientation de lobjet définit le sens découlement. Elle nest pas significative dans les zones très plates (ex. marais) ni pour les canaux. Attribut : Nature Définition : attribut permettant de distinguer les tronçons de cours deau libres des obstacles Type : liste Valeurs d'attribut : cours d'eau indifférencié / barrage / cascade / écluse Critères contextuels Critères géométriques Critères relatifs à dautres propriétés Tronçon de cours deau BD Topo Pays

9 9 Définition sélection Un tronçon hydrographique correspond à l'axe du lit d'une rivière, d'un ruisseau ou d'un canal. La BDCarto contient : tous les axes principaux, y compris dans la zone d'estran et dans les zones de marais, à l'exception des "culs-de-sac" d'une longueur inférieure à un kilomètre sauf s'ils appartiennent à un cours d'eau d'une longueur supérieure à un kilomètre ; outre l'axe principal, les axes des bras secondaires d'une longueur supérieure à un kilomètre ou qui délimitent une île d'une superficie supérieure à dix hectares quand un cours d'eau se subdivise en plusieurs. Géométrie construction Les éléments du réseau d'hydrographie sont découpés en portions ayant les mêmes attributs. Le changement de valeur d'un attribut n'entraîne la création d'un tronçon que si la nouvelle valeur reste la même sur une longueur d'au moins un kilomètre ; sinon, le tronçon précédent est prolongé. Attributs [1] Etat 0- inconnu : l'existence d'un écoulement est certaine, mais le tracé n'est pas connu avec précision. 1- continu 2- intermittent 3- fictif : assure la continuité de l'écoulement à l'intérieur des zones d'hydrographie (poste 51 des zones doccupation du sol O-s-1), lorsque le tracé n'est pas connu avec précision. 4- abandonné, à sec [2] Largeur 1- entre 0 et 15 m 2- entre 15 et 50 m 3- plus de 50 m [3] Nature 1- cours d'eau naturel 3- canal, chenal : voie d'eau artificielle 4- aqueduc, conduite forcée : tuyau ou chenal artificiel conçu pour le transport de l'eau (usage hydroélectrique, industriel...) 7- estuaire : écoulement d'un cours d'eau dans la zone d'estran [4] Navigabilité Contexte Géométrie Tronçon hydrographique BD Carto

10 10 Structure actuelle des spécifications Actuellement, on a une fiche de spécifications pour chaque classe du schéma conceptuel. Cette fiche comprend quatre sections principales : définition générale critères de sélection règles de modélisation géométrique liste dattributs avec définitions et un certain nombre dinformations annexes. Terrain SélectionModélisation Base de données (le représenter comment ?) (représenter quoi ?) Définition

11 11 Difficultés dutilisation pour lintégration texte libre. structures légèrement différentes dune BD à lautre. difficile de savoir a priori où trouver une information particulière. peu adaptées à un traitement automatique. comparaison de deux jeux de spécifications difficile. Nous allons donc proposer un modèle pour représenter les spécifications de façon formelle et unifiée.

12 12 un aqueduc est un tronçon hydrographique dans la BD Carto un aqueduc est une canalisation dans la BD Topo Pays utilisation de concepts non représentés par des classes regroupements en classes différents dans les différentes BD Le tracé peut être interrompu en ville mélange entre conditions sur les entités du terrain et sur les objets de la base Portion de cours deau, réel ou fictif, permanent ou temporaire, naturel ou artificiel, homogène pour lensemble des attributs et des relations qui la concernent, et qui ninclut pas de confluent. (BD Topo Pays) Problèmes rencontrés pour la formalisation

13 13 Structure générale de notre modèle Utilisation dune ontologie

14 14 Attribut nom : String type * Terrain SélectionModélisation Base de données (le représenter comment ?) (représenter quoi ?) OntologieSchéma Spécifications Structure générale du modèle 1..* * ProcedureDeRepresentation représenté parparticipe à baseConcernee description : String baseProprietaire nom : String Propriete nom : String type dependPosition : boolean * TypeEntite Geographique nom : String ClasseBase

15 15 Définition Portion de cours d'eau, réel ou fictif, permanent ou temporaire, naturel ou artificiel, homogène pour l'ensemble des attributs et des relations qui la concernent, et qui n'inclut pas de confluent. Sélection Le réseau hydrographique composé des objets est décrit de manière continue. La continuité du réseau n'est toutefois pas toujours assurée dans les cas suivants : arrivée d'un cours d'eau en ville infiltration d'un cours d'eau (ex. perte en terrain calcaire) arrivée d'un petit ruisseau temporaire dans une large plaine où son tracé se perd zones de marais où les connexions et interruptions du réseau restent indicatives Tous les cours d'eau permanents, naturels ou artificiels, sont inclus. Les cours d'eau temporaires naturels sont inclus, à l'exception des tronçons de moins de 200 m situés aux extrémités amont du réseau. Les cours deau temporaires artificiels ou artificialisés sont sélectionnés en fonction de leur importance et de lenvironnement. Les talwegs qui ne sont pas marqués par la présence régulière de leau sont exclus. Tous les cours deau nommés de plus de 7,5 m de large sont inclus (tronçon de cours deau dattribut = « oui » superposé à un objet de classe ). Fossé : Les gros fossés de plus de 2 m de large sont inclus lorsquils coulent de manière permanente. Modélisation géométrique A l'axe et à la surface du cours deau (tel quil se présente sur les photographies aériennes). Lorientation de lobjet définit le sens découlement. Elle nest pas significative dans les zones très plates (ex. marais) ni pour les canaux. Attribut : Nature Définition : attribut permettant de distinguer les tronçons de cours deau libres des obstacles Type : liste Valeurs d'attribut : cours d'eau indifférencié / barrage / cascade / écluse Utilisation de mots-clefs

16 16 «Ent. géog.» Cours d'eau «Ent. géog.» Él t du réseau hydro «Ent. géog.» Canal «Ent. géog.» Fossé «Ent. géog.» Aqueduc «Ent. géog.» Rivière «Ent. géog.» Nœud réseau «Ent. géog.» Confluent «Ent. géog.» Diffluent «Ent. géog.» Source «Ent. géog.» Perte «Ent. géog.» Embouchure «Ent. géog.» Acc. parcours «Ent. géog.» Barrage «Ent. géog.» Écluse «Ent. géog.» Cascade affluent de * 0..1 Exemple de propriété de la cascade : être touristique Exemples de propriétés du cours deau : être navigable = f (position) être souterrain / au sol / sur pont = f (position) être permanent / intermittent / à sec = f (position) Exemple : le réseau hydrographique

17 17 «Ent. géog.» Cours d'eau «Ent. géog.» Él t du réseau hydro «Ent. géog.» Canal «Ent. géog.» Fossé «Ent. géog.» Aqueduc «Ent. géog.» Rivière «Ent. géog.» Nœud réseau «Ent. géog.» Confluent «Ent. géog.» Diffluent «Ent. géog.» Source «Ent. géog.» Perte «Ent. géog.» Embouchure «Ent. géog.» Acc. parcours «Ent. géog.» Barrage «Ent. géog.» Écluse «Ent. géog.» Cascade «Objet de la base» Tronçon cours deau «Objet de la base» Point deau «Objet de la base» Cours d'eau nommé «Objet de la base» Surface deau affluent de * 0..1 Schéma BDTopo Pays Ontologie Sélection : largeur > 7,5 m Modélisation : attribut Nature = source Modélisation : Nature = cascade Sélection : a un toponyme Modélisation : axe à résolution 2,5 m artificiel = oui découpé en tronçons aux changements dattributs Exemple : le réseau hydrographique

18 18 «Ent. géog.» Cours d'eau «Ent. géog.» Él t du réseau hydro «Ent. géog.» Canal «Ent. géog.» Fossé «Ent. géog.» Aqueduc «Ent. géog.» Rivière «Ent. géog.» Nœud réseau «Ent. géog.» Confluent «Ent. géog.» Diffluent «Ent. géog.» Source «Ent. géog.» Perte «Ent. géog.» Embouchure «Ent. géog.» Acc. parcours «Ent. géog.» Barrage «Ent. géog.» Écluse «Ent. géog.» Cascade «Objet de la base» Tronçon hydro «Objet de la base» Nœud hydro «Objet de la base» Cours d'eau «Objet de la base» Z.O.S. affluent de * 0..1 Ontologie Schéma BDCarto Sélection : largeur > 50 m Modélisation : poste = 51 (eau libre) Exemple : le réseau hydrographique

19 19 Détail des procédures de représentation

20 20 (,,...) ( =,...) ProcedureDe Representation baseConcernee représenté par participe à instancie TypeEntiteGeographique Propriete AffectationAttribut détermine la valeur de modélisation RegleInstanciation ClasseBase Attribut BlocRepresentation Contrainte sélection Expression valeur définie par règle applicable si Structure des procédures de représentation sélection : instanciation : ;... Instancie Si Alors valeur de si oui si non a pour condition Expression Conditionnelle ValeurLitterale ValeurPropriete = = Si Alors Sinon

21 21 Relation (, ) ( [Non] {Et|Ou}... ) Est {>|=|. Vérifie " " Contrainte Relation Contrainte SurPropriete décrite par Contrainte Relation Topologique Contrainte Relation Métrique Contrainte Relation Autre relation avec TypeEntite Geographique est de type Contraintes porte sur Propriete Contrainte SurPropriete Complexe ContrainteSur ProprieteSimple operateurComparaison valeurSeuil Contrainte Descriptive negation : bool Contrainte Complexe operateurLogique contraintes composantes Contrainte Nature

22 22 Agrégation Découpage

23 23 instancie TypeEntiteGeographique Propriete contenu dans AffectationAttribut détermine la valeur de modélisation RegleInstanciation ClasseBase Attribut RegleDecoupage Contrainte sélection ContrainteAgregation Expression valeur définie par règle applicable si Agrégation et découpage agrégation : Fin agrégation découpage : ;... sections : limites : Fin découpage ProcedureDe Representation baseConcernee représenté par participe à BlocRepresentation

24 24 Exemple : bâtiments dans la BDTopo Pays

25 25 Moins de 20 m² Altitude contour : 40 m Altitude sommet : 70 m Construction ponctuelle autre religieux Bâtiment : industriel, agricole, commercial Deux classes pour représenter les bâtiments

26 26 Tous les bâtiments de plus de 50 m² sont inclus. Les bâtiments faisant entre 20 et 50 m² sont sélectionnés sils sont à plus de 100 m dune habitation et quils ne sont pas daspect précaire. Les bâtiments de moins de 20 m² sont représentés par un objet de classe sils font plus de 50 m de haut ou sont explicitement désignés sur la carte en cours. sélection : superficie > 50 "m²" Ou ( superficie > 20 "m²" Et (Non Relation (habitation, Distance < 100 "m")) Et (Non Est cabane) ) Ou hauteur ("maximale") > 50 "m" Ou Vérifie "spécifiquement désigné sur la carte en cours" Sélection

27 27 Agrégation Plusieurs bâtiments contigus ou superposés de même « nature » et de même « fonction » sont généralement considérés comme un seul et même objet (seul le contour extérieur est saisi). Deux objets contigus ou superposés sont cependant représentés sils présentent les caractéristiques suivantes : différence de hauteur entre les deux bâtiments > 10 m environ surface de chaque objet résultant de 400 m² environ ou plus agrégation : (Même nature Et Même fonction Et Distance = 0 Et (Non Chacun superficie > 400 "m²") Et Différence hauteur < 10 "m") Ou (Chacun Est serre Et Distance < 3 "m") Attributs attributs : nature = Si Est arc_de_triomphe Alors "arc de triomphe" Sinon Si Est chateau Alors "château" Sinon Si Est eglise Alors "église" Sinon Si Est serre Alors "serre" Sinon Si Vérifie "remarquable dans le paysage par sa forme élevée" Alors "tour, donjon, moulin" Sinon "indifférenciée"; fonction = Si Est gare Alors "gare" Sinon Si Est mairie Alors "mairie" Sinon Si Vérifie "réservé à des activités agricoles" Alors "agricole" Sinon "indifférenciée"

28 28 Instanciation instanciation : Si superficie > 20 "m²" Alors ( Instancie batiment ( geometrie = contour ("tel que vu d'avion"), nature = nature, fonction = fonction ); Si Vérifie "différence de hauteur entre sommet et contour > 10 m" Alors Instancie construction_ponctuelle ( nature = Si Est phare Alors "phare" Sinon Si sommet.Est cheminee Alors "cheminée" Sinon "construction ponctuelle indifférenciée", geometrie = sommet ) Sinon Instancie construction_ponctuelle ( geometrie = centre ("altitude maximum"), nature = Si Est transformateur Alors "transformateur" Sinon Si Est pylone_de_telecommunication Alors "antenne" Sinon "construction ponctuelle indifférenciée" )

29 29 sélection : Non Est chateau_d_eau attributs : nature = Si Est arc_de_triomphe Alors "arc de triomphe" Sinon Si Est chateau Alors "château" Sinon Si Est eglise Alors "église" Sinon Si Est serre Alors "serre" Sinon Si Vérifie "remarquable dans le paysage par sa forme élevée" Alors "tour, donjon, moulin" Sinon "indifférenciée"; fonction = Si Est gare Alors "gare" Sinon Si Est mairie Alors "mairie" Sinon Si Vérifie "réservé à des activités agricoles" Alors "agricole" Sinon "indifférenciée" agrégation : (Même nature Et Même fonction Et Distance = 0 Et (Non Chacun superficie > 400 "m²") Et Différence hauteur < 10 "m") Ou (Chacun Est serre Et Distance < 3 "m") sélection : superficie > 50 "m²" Ou ( superficie > 20 "m²" Et (Non Relation (habitation, Distance < 100 "m")) Et (Non Est cabane) // Vérifie "d'aspect non précaire" ? ) Ou hauteur ("maximale") > 50 "m" Ou Vérifie "spécifiquement désigné sur la carte en cours" instanciation : Si superficie > 20 "m²" Alors ( Instancie batiment ( geometrie = contour ("tel que vu d'avion"), nature = nature, fonction = fonction ); Si Vérifie "différence de hauteur entre sommet et contour > 10 m" Alors Instancie construction_ponctuelle ( nature = Si Est phare Alors "phare" Sinon Si sommet.Est cheminee Alors "cheminée" Sinon "construction ponctuelle indifférenciée", geometrie = sommet ) Sinon Instancie construction_ponctuelle ( geometrie = centre ("altitude maximum"), nature = Si Est transformateur Alors "transformateur" Sinon Si Est pylone_de_telecommunication Alors "antenne" Sinon "construction ponctuelle indifférenciée" ) Fin agrégation

30 30 Mise en œuvre logicielle

31 31

32 32

33 33

34 34

35 35

36 36

37 37

38 38

39 39

40 40 Conclusion Nous proposons un modèle pour représenter formellement des spécifications de bases de données géographiques. Représentation des spécifications par des liens entre une ontologie et le schéma de la base de données Langage formel pour décrire les règles de représentation des entités géographiques

41 41 Utilisations Utilisation pour lintégration : détermination des correspondances interschémas vérification de la cohérence entre représentations Utilisation documentaire : métadonnées pour aider un utilisateur à trouver les données dont il a besoin mise en valeur de connaissances auparavant implicites sur la modélisation de lespace géographique

42 42 Perspectives Procédures de représentation : associations entre objets de la base relations entre entités géographiques règles de modélisation géométrique Ontologie : traitement automatique du langage naturel pour sa création structure plus complexe avec différents types de liens, connaissances sur les entités…


Télécharger ppt "1 Étude de la formalisation des spécifications de bases de données géographiques en vue de leur intégration par Nils Gesbert Thèse préparée au laboratoire."

Présentations similaires


Annonces Google