Modélisation spatiale multiscalaire de phénomènes sociaux

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1 Modélisation spatiale multiscalaire de phénomènes sociaux
Réalisation du logiciel Hypercarte Olivier Cuenot Mémoire d’ingénieur CNAM – 31 mars 2005

2 Plan Introduction Cahier des charges Proposition Conclusion
Réalisation du logiciel Hypercarte – Olivier Cuenot – Mémoire d'ingénieur CNAM – 31 mars 2005

3 Introduction Contexte du stage Le projet Hypercarte
Le logiciel Hypercarte Réalisation du logiciel Hypercarte – Olivier Cuenot – Mémoire d'ingénieur CNAM – 31 mars 2005

4 Introduction > Contexte du stage
IMAG Institut d’Informatique et Mathématiques Appliquées de Grenoble Laboratoire LSR-IMAG Logiciels, Systèmes et Réseaux IMAG : Fédération de 7 Unités de Recherche du CNRS, de l’INPG et de l’UJF SIGMA : axe Composants : réutilisation et traçabilité des produits et des processus d’ingénierie des Systèmes d’Information axe Multimédia-Web : ingénierie des SI basés sur des informations multimédias et sur la technologie Web Réalisation du logiciel Hypercarte – Olivier Cuenot – Mémoire d'ingénieur CNAM – 31 mars 2005

5 Introduction > Contexte du stage
Equipe SIGMA Systèmes d’Information : inGénierie et MultimédiA Axe Composants Composants Patrons d’ingénierie Axe Multimédia-Web SIMW SIG IMAG : Fédération de 7 Unités de Recherche du CNRS, de l’INPG et de l’UJF Axe composant : approche à base de composants, patrons d’ingénierie Réalisation du logiciel Hypercarte – Olivier Cuenot – Mémoire d'ingénieur CNAM – 31 mars 2005

6 Introduction > Le projet Hypercarte
Un objectif Création d’outils d’analyse spatiale et plus particulièrement de cartographie dynamique de visualisation de phénomènes socio-économiques Quatre partenaires UMR Géographie-Cités UMS Riate Projet Apache (INRIA) – ID-IMAG Axe Multimédia-Web de l’équipe SIGMA (LSR-IMAG) UMR = Unité Mixte de Recherche UMS = Unité Mixte de Service Réalisation du logiciel Hypercarte – Olivier Cuenot – Mémoire d'ingénieur CNAM – 31 mars 2005

7 Introduction > Le logiciel Hypercarte
Outil d’analyse spatiale multiscalaire Analyse Indicateurs statistiques Combinaison Multiscalaire Espace Maillé  ATM : Analyse Territoriale Multiscalaire Non maillé  ASM : Analyse Spatiale Multiscalaire Réalisation du logiciel Hypercarte – Olivier Cuenot – Mémoire d'ingénieur CNAM – 31 mars 2005

8 Introduction > Le logiciel Hypercarte
Outil d’analyse territoriale multiscalaire Indicateurs socio-économiques Rapport entre les indicateurs Niveau de maillage Espace d’étude Réalisation du logiciel Hypercarte – Olivier Cuenot – Mémoire d'ingénieur CNAM – 31 mars 2005

9 Introduction > Le logiciel Hypercarte
Déviation d’une unité territoriale par rapport : À un espace À une unité territoriale de maillage supérieure Aux unités voisines Réalisation du logiciel Hypercarte – Olivier Cuenot – Mémoire d'ingénieur CNAM – 31 mars 2005

10 Introduction > Le logiciel Hypercarte
Structure des données Niveaux de maillage Unités territoriales NIVEAU 0 NIVEAU 1 NIVEAU 2 NIVEAU 3 France Centre-Est Rhône-Alpes Isère Allemagne Sud-Ouest Auvergne Rhône Pays Landers allemands, etc. Régions françaises, etc. Départements français, etc. Réalisation du logiciel Hypercarte – Olivier Cuenot – Mémoire d'ingénieur CNAM – 31 mars 2005

11 Introduction > Le logiciel Hypercarte
Logiciel de cartographie interactive Construction de cartes Mise en forme des cartes Manipulation des cartes construites Recalcul des cartes à la volée Construction de cartes en sélectionnant : L’espace d’étude et le maillage élémentaire Les indicateurs statistiques Les déviations Mise en forme des cartes en choisissant : La distribution La progression La palette de couleurs Manipulation des cartes construites Zoom Panning Recalcul des cartes à la volée Réalisation du logiciel Hypercarte – Olivier Cuenot – Mémoire d'ingénieur CNAM – 31 mars 2005

12 Plan Introduction Cahier des charges Proposition Conclusion
Réalisation du logiciel Hypercarte – Olivier Cuenot – Mémoire d'ingénieur CNAM – 31 mars 2005

13 « Amélioration du logiciel existant »
Cahier des charges « Amélioration du logiciel existant » Réalisation du logiciel Hypercarte – Olivier Cuenot – Mémoire d'ingénieur CNAM – 31 mars 2005

14 Cahier des charges > Le prototype
Point fort Validation de choix techniques : Java & Swing Faiblesses Code complexe Performances et fiabilité moyennes Manques Sauvegarde/restauration de session Production d’un rapport imprimable  Fort potentiel d’amélioration Réalisation du logiciel Hypercarte – Olivier Cuenot – Mémoire d'ingénieur CNAM – 31 mars 2005

15 Cahier des charges Des alternatives ?  Réécriture complète
MapInfo (MapBasic) MapServer (MapScript)  Réécriture complète  Limitations ? Notre proposition :  Amélioration du prototype Réalisation du logiciel Hypercarte – Olivier Cuenot – Mémoire d'ingénieur CNAM – 31 mars 2005

16 Cahier des charges > Tâches à réaliser
Amélioration des performances, de la fiabilité, de l’évolutivité  Restructuration de l’application Amélioration de l’ergonomie  Remodelage de l’interface Sauvegarde/restauration du contexte utilisateur Production d’un rapport imprimable  Ajout de fonctionnalités Réalisation du logiciel Hypercarte – Olivier Cuenot – Mémoire d'ingénieur CNAM – 31 mars 2005

17 Plan Introduction Cahier des charges Proposition Conclusion
Restructuration de l’application Remodelage de l’interface Ajout de fonctionnalités Conclusion Réalisation du logiciel Hypercarte – Olivier Cuenot – Mémoire d'ingénieur CNAM – 31 mars 2005

18 Proposition > Restructuration de l’application
Spécialisation de classes Architecture logicielle trois-tiers Communication inter-composant Regroupement des paramètres Gestion de caches Isolement de la logique applicative Réalisation du logiciel Hypercarte – Olivier Cuenot – Mémoire d'ingénieur CNAM – 31 mars 2005

19 Proposition > Restructuration de l’application >
Proposition > Restructuration de l’application > Spécialisation de classes Principe Map DiscMap if (disc) { } DeviationMap if (deviation) { } Réalisation du logiciel Hypercarte – Olivier Cuenot – Mémoire d'ingénieur CNAM – 31 mars 2005

20 Proposition > Restructuration de l’application >
Proposition > Restructuration de l’application > Spécialisation de classes Exemple Map DiscMap IndicatorMap ContextMap DeviationMap SynthesisMap LocalDeviationMap MediumDeviationMap GlobalDeviationMap DenominatorMap NumeratorMap Réalisation du logiciel Hypercarte – Olivier Cuenot – Mémoire d'ingénieur CNAM – 31 mars 2005

21 Avantages Inconvénient Lisibilité du code
Proposition > Restructuration de l’application > Spécialisation de classes Avantages Lisibilité du code Mise en facteur du code commun Inconvénient Multiplication de classes Réalisation du logiciel Hypercarte – Olivier Cuenot – Mémoire d'ingénieur CNAM – 31 mars 2005

22 Proposition > Restructuration de l’application >
Proposition > Restructuration de l’application > Architecture logicielle trois-tiers « metaclasse » Classe Graphique utilise utilise « metaclasse » Classe Technique utilise composants graphiques visibles dans l’interface accès aux données, communication entre les composants… logique de l’application et de ses règles métiers « metaclasse » Classe Métier Réalisation du logiciel Hypercarte – Olivier Cuenot – Mémoire d'ingénieur CNAM – 31 mars 2005

23 Principe Communication entre composants par notification d’événements
Proposition > Restructuration de l’application > Communication inter-composant Principe Communication entre composants par notification d’événements Utilisation d’un distributeur (dispatcher) Enregistrement des composants auprès du distributeur Réalisation du logiciel Hypercarte – Olivier Cuenot – Mémoire d'ingénieur CNAM – 31 mars 2005

24 Avantages Inconvénient Anonymat des composants
Proposition > Restructuration de l’application > Communication inter-composant Avantages Anonymat des composants Ajout simplifié de composants Plusieurs origines pour un événement Inconvénient Incertitude sur l’ordre de transmission d’un événement aux composants enregistrés Réalisation du logiciel Hypercarte – Olivier Cuenot – Mémoire d'ingénieur CNAM – 31 mars 2005

25 Proposition > Restructuration de l’application >
Proposition > Restructuration de l’application > Regroupement des paramètres Principe Pour les paramètres modifiables par l’utilisateur (facteur de zoom, etc.) Paramètres de l’application = attributs de la classe statique Settings Avantage Implémentation de la sauvegarde du contexte plus facile Réalisation du logiciel Hypercarte – Olivier Cuenot – Mémoire d'ingénieur CNAM – 31 mars 2005

26 Principe Mise en place de 2 caches Obsolescence adaptative
Proposition > Restructuration de l’application > Gestion de caches Principe Mise en place de 2 caches Cache N1 : Stockage des unités territoriales utilisées Cache N2 : Stockage du rapport et des déviations calculés pour chaque unité de N1 Obsolescence adaptative Repeuplement à l’utilisation Réalisation du logiciel Hypercarte – Olivier Cuenot – Mémoire d'ingénieur CNAM – 31 mars 2005

27 Proposition > Restructuration de l’application >
Proposition > Restructuration de l’application > Gestion de caches Avantages N1 évite le parcours systématique de la liste complète des unités territoriales N2 évite la répétition de calculs en virgule flottante Réalisation du logiciel Hypercarte – Olivier Cuenot – Mémoire d'ingénieur CNAM – 31 mars 2005

28 Principe Avantages Centralisation de la logique métier
Proposition > Restructuration de l’application > Isolement de la logique applicative Principe Centralisation de la logique métier Utilisation de la couche de communication inter-composant Avantages Pilotage des micro-tâches Composants graphiques facilement interchangeables Réalisation du logiciel Hypercarte – Olivier Cuenot – Mémoire d'ingénieur CNAM – 31 mars 2005

29 Proposition > Restructuration de l’application > Synthèse
Classes Graphiques Parameters Map Legend Lecture Ecriture Lecture Classes Techniques Settings Dispatcher Cache Lecture / Ecriture Ecriture Classes Métier Logic Réalisation du logiciel Hypercarte – Olivier Cuenot – Mémoire d'ingénieur CNAM – 31 mars 2005

30 Plan Introduction Cahier des charges Proposition Conclusion
Restructuration de l’application Remodelage de l’interface Ajout de fonctionnalités Conclusion Réalisation du logiciel Hypercarte – Olivier Cuenot – Mémoire d'ingénieur CNAM – 31 mars 2005

31 Proposition > Remodelage de l’interface
Normalisation de l’interface Amélioration du rapport surfacique Amélioration de la personnalisabilité de l’interface Réalisation du logiciel Hypercarte – Olivier Cuenot – Mémoire d'ingénieur CNAM – 31 mars 2005

32 Respect de recommandations ergonomiques
Proposition > Remodelage de l’interface > Normalisation de l’interface Respect de recommandations ergonomiques Bastien & Scapin, CNRS Apple, Gnome, Microsoft, etc. Ajout de barres Menu Outils Statut Nouveau Look and Feel Adaptation de la bibliothèque JGoodies Ajout de dégradés Bastien & Scapin CNRS Apple, Microsoft, Gnome Réalisation du logiciel Hypercarte – Olivier Cuenot – Mémoire d'ingénieur CNAM – 31 mars 2005

33 Réalisation du logiciel Hypercarte – Olivier Cuenot – Mémoire d'ingénieur CNAM – 31 mars 2005

34 Proposition > Remodelage de l’interface >
Proposition > Remodelage de l’interface > Amélioration du rapport surfacique Réalisation du logiciel Hypercarte – Olivier Cuenot – Mémoire d'ingénieur CNAM – 31 mars 2005

35 Proposition > Remodelage de l’interface > Amélioration de la personnalisabilité
Réalisation du logiciel Hypercarte – Olivier Cuenot – Mémoire d'ingénieur CNAM – 31 mars 2005

36 Plan Introduction Cahier des charges Proposition Conclusion
Restructuration de l’application Remodelage de l’interface Ajout de fonctionnalités Conclusion Réalisation du logiciel Hypercarte – Olivier Cuenot – Mémoire d'ingénieur CNAM – 31 mars 2005

37 Proposition > Ajout de fonctionnalités
Sauvegarde / restauration du contexte Génération d’un rapport imprimable Réalisation du logiciel Hypercarte – Olivier Cuenot – Mémoire d'ingénieur CNAM – 31 mars 2005

38 Sauvegarde Restauration
Proposition > Ajout de fonctionnalités > Sauvegarde / restauration du contexte Sauvegarde Copie des attributs de l’instance de la classe Settings Enregistrement d’un fichier en XML Restauration Lecture du fichier Affectation des attributs Envoi d’un événement à tous les composants <?xml version='1.0'?> <hypercarte> <zoom_factor>0.0</zoom_factor> <pan_x>30</pan_x> <pan_y>-82</pan_y> <enable_pan>true</enable_pan> <enable_histogram>true</enable_histogram> <display_parameters>true</display_parameters> <display_toolbar>true</display_toolbar> <expand_map>false</expand_map> <minimize_details>false</minimize_details> <indicator_numerator>GDPEU99E</indicator_numerator> <indicator_denominator>POPMT99E</indicator_denominator> <elementary_zoning>Nuts_2</elementary_zoning> <study_area>UE29</study_area> <reference_area>UE25</reference_area> <reference_zoning>Nuts_0</reference_zoning> <reference_neighbourhood>Contiguity</reference_neighbourhood> <reference_value>0.0</reference_value> <map0> <color>0</color> </map0> <map1> <color>1</color> <disc_size>0.5</disc_size> </map1> Réalisation du logiciel Hypercarte – Olivier Cuenot – Mémoire d'ingénieur CNAM – 31 mars 2005

39 Proposition > Ajout de fonctionnalités > Génération d’un rapport
Format XHTML 1.1 Contenu Contexte Données Tableau des données calculées Cartes Images PNG générées par chaque instance de cartes <!DOCTYPE html PUBLIC "-//W3C//DTD XHTML 1.1//EN" " <html xmlns=" xml:lang="en"> <head> <meta http-equiv="content-type" content="text/html; charset=iso " /> <title>ESPON HYPERATLAS - MULTISCALAR TERRITORIAL ANALYSIS</title> </head> <body> <h1>ESPON HYPERATLAS - MULTISCALAR TERRITORIAL ANALYSIS</h1> <h2>Parameters</h2> <h3>Space and Zoning</h3> <ul> <li><b>Study Area:</b> UE29</li> <li><b>Elementary Zoning:</b> Nuts_2</li> </ul> <h3>Indicator</h3> <li><b>Numerator:</b> Gross domestic product in euros in 1999 in thousands</li> <li><b>Denominator:</b> Average population in 1999 in thousands</li> <h3>Contexts of Reference</h3> <li><b>Global:</b> UE25</li> <li><b>Medium:</b> Nuts_0</li> <li><b>Local:</b> Contiguity</li> <h2>Generated maps</h2> <div> <img src="map0.png" alt="Map" style="border:solid 1px #000;" /> <img src="map1.png" alt="Map" style="border:solid 1px #000;" /> <img src="map2.png" alt="Map" style="border:solid 1px #000;" /> Réalisation du logiciel Hypercarte – Olivier Cuenot – Mémoire d'ingénieur CNAM – 31 mars 2005

40 Démonstration Réalisation du logiciel Hypercarte – Olivier Cuenot – Mémoire d'ingénieur CNAM – 31 mars 2005

41 Plan Introduction Cahier des charges Proposition Conclusion Bilan
Perspectives Bilan personnel Réalisation du logiciel Hypercarte – Olivier Cuenot – Mémoire d'ingénieur CNAM – 31 mars 2005

42 Conclusion > Bilan Performances améliorées Fiabilité renforcée
Evolutivité augmentée Ergonomie améliorée Prototype Notre version Classes 54 139 Lignes de code 11 300 24 000 Affichage de carte 16/10 sec 3/10 sec Réalisation du logiciel Hypercarte – Olivier Cuenot – Mémoire d'ingénieur CNAM – 31 mars 2005

43 Conclusion > Bilan Présentations
Symposium RIATE (Nimègue, NL) – 09/04 Festival International de Géographie Saint-Dié-des-Vosges – 10/04 Fête de la Science Grenoble et Paris – 10/04 RIATE : Réseau Interdisciplinaire pour l'Aménagement du Territoire Européen Réalisation du logiciel Hypercarte – Olivier Cuenot – Mémoire d'ingénieur CNAM – 31 mars 2005

44 Conclusion > Bilan Soumission de publication Utilisations
Colloque International de Géomatique et d'Analyse Spatiale (Avignon) – 06/05 Utilisations Réalisation d’un cédérom pour RIATE Application à la Tunisie en cours Application à la ville de Yaoundé (Cameroun) en cours RIATE : Réseau Interdisciplinaire pour l'Aménagement du Territoire Européen Réalisation du logiciel Hypercarte – Olivier Cuenot – Mémoire d'ingénieur CNAM – 31 mars 2005

45 Conclusion > Perspectives
Module d’analyse territoriale Améliorations ergonomiques  Ch. Chabert Extensions  HyperAdmin Nouveau module d’analyse spatiale Implémentation d’un serveur de données et de calculs Implémentation de méthodes de lissage Réalisation du logiciel Hypercarte – Olivier Cuenot – Mémoire d'ingénieur CNAM – 31 mars 2005

46 Conclusion > Bilan personnel
Technique Connaissances approfondies en Java Utilisation de XML et UML Découverte de domaines Recherche en informatique Cartographie et géo-statistique Enseignement Réalisation du logiciel Hypercarte – Olivier Cuenot – Mémoire d'ingénieur CNAM – 31 mars 2005

47 Questions ? Réalisation du logiciel Hypercarte – Olivier Cuenot – Mémoire d'ingénieur CNAM – 31 mars 2005