comment naviguer entre photoréalisme et abstraction topographique en co-visualisant des cartes et...

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Thèse dirigée par Sébastien Mustière Thèse encadrée par Sidonie Christophe Charlotte Hoarau - @CartHoarau - 10 Avril 14 C OMMENT NAVIGUER ENTRE PHOTORÉALISME ET ABSTRACTION TOPOGRAPHIQUE EN CO - VISUALISANT DES CARTES ET DES PHOTOS ?

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Présentation aux Rencontres DécryptaGéo 2014. Ce travail de thèse vise à proposer des visualisations cartographiques novatrices, entre le réalisme des orthoimages et l’abstraction des styles cartographiques/topographiques classiques. Il s’attache d’une part à la modélisation de ces visualisations originales, de manière théorique, et d’autre part à leur conception automatique, de manière pratique et technique. Comment associer les avantages d’une carte topographique et d’une orthophoto au sein d’une même visualisation ? Comment mettre en valeur des informations importantes telles que le réseau routier ou les toponymes quelque soit le fond de carte proposé ? Les visualisations cartographiques proposées pourront être ordonnées selon un continuum de styles cartographiques afin de permettre à l’utilisateur de naviguer d’une visualisation à une autre en balayant l’espace des possibilités cartographiques mises à sa disposition. En parallèle, une réflexion sur les nouveaux usages liés à la co-visualisation de données est menée afin de rendre les visualisations conçues adaptables et personnalisables en les associant à des outils interactifs adéquats. L’enjeu qui en découle est de permettre à l’utilisateur de pouvoir choisir et construire la visualisation qui lui convient.

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Page 1: Comment naviguer entre photoréalisme et abstraction topographique en co-visualisant des cartes et des photos ?

Thèse dirigée par Sébastien Mustière Thèse encadrée par Sidonie Christophe

Charlotte Hoarau - @CartHoarau - 10 Avril 14

COMMENT NAVIGUER ENTRE PHOTORÉALISME ET ABSTRACTION TOPOGRAPHIQUE

EN CO-VISUALISANT DES CARTES ET DES PHOTOS ?

Page 2: Comment naviguer entre photoréalisme et abstraction topographique en co-visualisant des cartes et des photos ?

CONTEXTE ET POSITIONNEMENT DE LA THÈSE

Du Mixte à l’Intermédiaire cartographique

Page 3: Comment naviguer entre photoréalisme et abstraction topographique en co-visualisant des cartes et des photos ?

3 Charlotte Hoarau – @CartHoarau – Naviguer entre la carte et la photo

Disponibilité de données topographiques hétérogènes

10.04.14

Scan25, © IGN

Scan Express, © IGN

Données © OpenStreetMap Itinéraires VTT © Utagawa

Données © OpenStreetMap Carte Toner © Stamen Design

BD ORTHO © IGN

Page 4: Comment naviguer entre photoréalisme et abstraction topographique en co-visualisant des cartes et des photos ?

4 Charlotte Hoarau – @CartHoarau – Naviguer entre la carte et la photo

Applications cartographiques interactives

© Bing Maps

© Géoportail, IGN

© OSM

10.04.14

Page 5: Comment naviguer entre photoréalisme et abstraction topographique en co-visualisant des cartes et des photos ?

5 Charlotte Hoarau – @CartHoarau – Naviguer entre la carte et la photo

Applications interactives de co-visualisation

10.04.14

© Nasa © Swiss Topo © Nasa

© Cartifact © GéoBretagne © The Smithonian

Page 6: Comment naviguer entre photoréalisme et abstraction topographique en co-visualisant des cartes et des photos ?

6 Charlotte Hoarau – @CartHoarau – Naviguer entre la carte et la photo

Interactivité: de la photo à la carte

10.04.14

De la carte à la photo

Simulation de la montée des eaux

© Surging sea Portail de la ville de Lannion

Page 7: Comment naviguer entre photoréalisme et abstraction topographique en co-visualisant des cartes et des photos ?

7 Charlotte Hoarau – @CartHoarau – Naviguer entre la carte et la photo

Outils de composition cartographique

Superposition et combinaison graphique de fonds cartographiques

MapStack, © Stamen Design Données © OpenStreetMap

© Maperial

10.04.14

Page 8: Comment naviguer entre photoréalisme et abstraction topographique en co-visualisant des cartes et des photos ?

8 Charlotte Hoarau – @CartHoarau – Naviguer entre la carte et la photo

Utilisation croissante de fonds orthophotographiques

Disponible dans les Géoportails

10.04.14

Mode Hybride, © Google Maps © Géoportail, IGN

Page 9: Comment naviguer entre photoréalisme et abstraction topographique en co-visualisant des cartes et des photos ?

9 Charlotte Hoarau – @CartHoarau – Naviguer entre la carte et la photo

Utilisation croissante de fonds orthophotographiques

Superposition de données vectorielles

© AirCity, AirParif © New York Times

10.04.14

Storymap, © ESRI

Page 10: Comment naviguer entre photoréalisme et abstraction topographique en co-visualisant des cartes et des photos ?

10 Charlotte Hoarau – @CartHoarau – Naviguer entre la carte et la photo

Utilisation croissante de fonds orthophotographiques

Aide à la saisie de données géographiques

Données absentes des cartes topographiques

Données plus récentes que les cartes existantes

10.04.14

RIPart, © IGN Telepac, © Ministère de l’Agriculture

Page 11: Comment naviguer entre photoréalisme et abstraction topographique en co-visualisant des cartes et des photos ?

11 Charlotte Hoarau – @CartHoarau – Naviguer entre la carte et la photo

Utilisation croissante de fonds orthophotographiques

En situation de crise, pour de la cartographie d’urgence

Détection d’information actuelle

Analyse d’évolution temporelle

10.04.14

© Sertit Search for Flight MH370, © MapBox

Page 12: Comment naviguer entre photoréalisme et abstraction topographique en co-visualisant des cartes et des photos ?

12 Charlotte Hoarau – @CartHoarau – Naviguer entre la carte et la photo

Perception et usage selon le type de représentation

[Raposo et Al. 2011]

[Cöltekin et Al. 2013]

10.04.14

[Wilkening et Al. 2011]

Page 13: Comment naviguer entre photoréalisme et abstraction topographique en co-visualisant des cartes et des photos ?

13 Charlotte Hoarau – @CartHoarau – Naviguer entre la carte et la photo

Enquête sur des sites construits avec l’API du Géoportail

10.04.14

[Hoarau 2012]

Page 14: Comment naviguer entre photoréalisme et abstraction topographique en co-visualisant des cartes et des photos ?

14 Charlotte Hoarau – @CartHoarau – Naviguer entre la carte et la photo

Constat au vue de l’existant

Représentations cartographiques mixtes (fond photo)

Grande diversité graphique

Multiplication des interactions Utilisateur

Pas de consensus sur le design de ces représentations

Remise en questions de la notion de fond de carte

Superposer des données conçues pour être auto-suffisantes par simple transparence est inefficace

10.04.14

Page 15: Comment naviguer entre photoréalisme et abstraction topographique en co-visualisant des cartes et des photos ?

15 Charlotte Hoarau – @CartHoarau – Naviguer entre la carte et la photo

Objectifs de la thèse

Concevoir des représentations cartographiques intermédiaires entre l’orthophotographie et la carte

Créer des méthodes de passage entre ces représentations

10.04.14

Réalisme Abstraction

Page 16: Comment naviguer entre photoréalisme et abstraction topographique en co-visualisant des cartes et des photos ?

16 Charlotte Hoarau – @CartHoarau – Naviguer entre la carte et la photo

Continuum de représentations intermédiaires construites avec le Géoportail

10.04.14

Page 17: Comment naviguer entre photoréalisme et abstraction topographique en co-visualisant des cartes et des photos ?

17 Charlotte Hoarau – @CartHoarau – Naviguer entre la carte et la photo

Proposer des briques élémentaires de symbolisation

Méthodologie Globale

10.04.14

Carte Photo

Page 18: Comment naviguer entre photoréalisme et abstraction topographique en co-visualisant des cartes et des photos ?

18 Charlotte Hoarau – @CartHoarau – Naviguer entre la carte et la photo

Méthodologie Globale

Définir un ou plusieurs chemins de la carte à la photo

10.04.14

Carte Photo

Page 19: Comment naviguer entre photoréalisme et abstraction topographique en co-visualisant des cartes et des photos ?

BRIQUES ÉLÉMENTAIRES DE SYMBOLISATION

Symbolisation progressive et adaptée au fond

Page 20: Comment naviguer entre photoréalisme et abstraction topographique en co-visualisant des cartes et des photos ?

20 Charlotte Hoarau – @CartHoarau – Naviguer entre la carte et la photo

Conception de représentations naturelles, mixtes

[Raposo et Al. 2013]

10.04.14

[Patterson 2002]

[Jenny 2011]

Page 21: Comment naviguer entre photoréalisme et abstraction topographique en co-visualisant des cartes et des photos ?

MÉTHODE “CAMOUFLAGE”

Rendre les cartes plus réalistes

Page 22: Comment naviguer entre photoréalisme et abstraction topographique en co-visualisant des cartes et des photos ?

22 Charlotte Hoarau – @CartHoarau – Naviguer entre la carte et la photo

Méthode “ Camouflage ”

Extraction des couleurs de l’orthoimage

Ré-injection de ces couleurs dans la légende de la carte

10.04.14

Page 23: Comment naviguer entre photoréalisme et abstraction topographique en co-visualisant des cartes et des photos ?

23 Charlotte Hoarau – @CartHoarau – Naviguer entre la carte et la photo

S’inspirer de l’orthophoto

10.04.14

Carte Ortho

Page 24: Comment naviguer entre photoréalisme et abstraction topographique en co-visualisant des cartes et des photos ?

24 Charlotte Hoarau – @CartHoarau – Naviguer entre la carte et la photo

Représentation de la mer Couleur évolutive

0

50

100

0 20 40 60 80 100

Tran

spar

ence

10.04.14

Carte Ortho

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25 Charlotte Hoarau – @CartHoarau – Naviguer entre la carte et la photo

S’inspirer de l’orthophoto

10.04.14

Carte

Ortho

Page 26: Comment naviguer entre photoréalisme et abstraction topographique en co-visualisant des cartes et des photos ?

UTILISATION DE TEXTURES

Donner du relief par la symbolisation

Page 27: Comment naviguer entre photoréalisme et abstraction topographique en co-visualisant des cartes et des photos ?

27 Charlotte Hoarau – @CartHoarau – Naviguer entre la carte et la photo

S’inspirer de la carte et l’orthophoto

10.04.14

Texture de Bruit de Perlin

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28 Charlotte Hoarau – @CartHoarau – Naviguer entre la carte et la photo

Faire apparaître une texture

0

50

100

0 20 40 60 80 100

Qu

anti

10.04.14

Carte Ortho

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29 Charlotte Hoarau – @CartHoarau – Naviguer entre la carte et la photo

Faire apparaître la végétation dans la carte

10.04.14

Carte Ortho

Page 30: Comment naviguer entre photoréalisme et abstraction topographique en co-visualisant des cartes et des photos ?

30 Charlotte Hoarau – @CartHoarau – Naviguer entre la carte et la photo

Faire disparaître la texture

0

50

100

0 20 40 60 80 100

Tran

spar

ence

10.04.14

Carte Ortho

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31 Charlotte Hoarau – @CartHoarau – Naviguer entre la carte et la photo

Faire disparaître la végétation dans la photo

10.04.14

Carte Ortho

Page 32: Comment naviguer entre photoréalisme et abstraction topographique en co-visualisant des cartes et des photos ?

32 Charlotte Hoarau – @CartHoarau – Naviguer entre la carte et la photo

0

50

100

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Qu

anti

Tran

spar

ence

Combiner Quantité et Transparence

10.04.14

Carte Ortho

Page 33: Comment naviguer entre photoréalisme et abstraction topographique en co-visualisant des cartes et des photos ?

33 Charlotte Hoarau – @CartHoarau – Naviguer entre la carte et la photo

Symbolisation progressive de la végétation

10.04.14

Carte

Ortho

Page 34: Comment naviguer entre photoréalisme et abstraction topographique en co-visualisant des cartes et des photos ?

SYMBOLISATION ADAPTATIVE SELON LE FOND

Garantir la lisibilité des informations importantes

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35 Charlotte Hoarau – @CartHoarau – Naviguer entre la carte et la photo

Préservation de la lisibilité des représentations créées

Un enjeu de sémiologie graphique

10.04.14

© Bing Map © Bing Map

Page 36: Comment naviguer entre photoréalisme et abstraction topographique en co-visualisant des cartes et des photos ?

36 Charlotte Hoarau – @CartHoarau – Naviguer entre la carte et la photo

Symbolisation adaptative selon le fond

Variété de couleurs dans un fond orthophotographique

Revisiter le principe cartographique d’alourdi

Adaptation locale de la couleur

10.04.14

Page 37: Comment naviguer entre photoréalisme et abstraction topographique en co-visualisant des cartes et des photos ?

37 Charlotte Hoarau – @CartHoarau – Naviguer entre la carte et la photo

Symbolisation adaptative selon le fond

Définir un contexte graphique

Choisir une couleur contrastée

Symboliser le contour de l’objet

Caractériser la couleur du fond

10.04.14

Gris coloré

Couleur moyenne

Patch autour de la route

Page 38: Comment naviguer entre photoréalisme et abstraction topographique en co-visualisant des cartes et des photos ?

38 Charlotte Hoarau – @CartHoarau – Naviguer entre la carte et la photo

Page 39: Comment naviguer entre photoréalisme et abstraction topographique en co-visualisant des cartes et des photos ?

39 Charlotte Hoarau – @CartHoarau – Naviguer entre la carte et la photo

Symbolisation adaptative selon le fond

10.04.14

Gris coloré uni

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40 Charlotte Hoarau – @CartHoarau – Naviguer entre la carte et la photo

Symbolisation adaptative selon le fond

Gris uni

Gris coloré en dégradé

Gris coloré uni

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ALLERS-RETOURS ENTRE LA CARTE ET LA PHOTO

Combiner les briques élémentaires

Page 42: Comment naviguer entre photoréalisme et abstraction topographique en co-visualisant des cartes et des photos ?

42 Charlotte Hoarau – @CartHoarau – Naviguer entre la carte et la photo

Ordre d’apparition des thèmes

Adaptation au besoin et/ou aux préférences utilisateur

10.04.14

Page 43: Comment naviguer entre photoréalisme et abstraction topographique en co-visualisant des cartes et des photos ?

43 Charlotte Hoarau – @CartHoarau – Naviguer entre la carte et la photo

Homogénéité de la symbolisation

10.04.14

Page 44: Comment naviguer entre photoréalisme et abstraction topographique en co-visualisant des cartes et des photos ?

44 Charlotte Hoarau – @CartHoarau – Naviguer entre la carte et la photo

Créer des représentations cartographiques intermédiaires

Comment représenter chaque couche pour créer une progression fluide ?

10.04.14

Page 45: Comment naviguer entre photoréalisme et abstraction topographique en co-visualisant des cartes et des photos ?

45 Charlotte Hoarau – @CartHoarau – Naviguer entre la carte et la photo

Un Slider pour parcourir notre continuum

Développement d’un plugin de GéoVisualisation

intégré à la plateforme du COGIT:

10.04.14

Page 46: Comment naviguer entre photoréalisme et abstraction topographique en co-visualisant des cartes et des photos ?

46 Charlotte Hoarau – @CartHoarau – Naviguer entre la carte et la photo

Un Slider pour parcourir notre continuum

Carte Ortho

10.04.14

Page 47: Comment naviguer entre photoréalisme et abstraction topographique en co-visualisant des cartes et des photos ?

47 Charlotte Hoarau – @CartHoarau – Naviguer entre la carte et la photo

Un Slider pour parcourir notre continuum

Carte Ortho

10.04.14

Page 48: Comment naviguer entre photoréalisme et abstraction topographique en co-visualisant des cartes et des photos ?

48 Charlotte Hoarau – @CartHoarau – Naviguer entre la carte et la photo

Un Slider pour parcourir notre continuum

Carte Ortho

10.04.14

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49 Charlotte Hoarau – @CartHoarau – Naviguer entre la carte et la photo

Un Slider pour parcourir notre continuum

Carte Ortho

10.04.14

Page 50: Comment naviguer entre photoréalisme et abstraction topographique en co-visualisant des cartes et des photos ?

50 Charlotte Hoarau – @CartHoarau – Naviguer entre la carte et la photo

Un Slider pour parcourir notre continuum

Carte Ortho

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51 Charlotte Hoarau – @CartHoarau – Naviguer entre la carte et la photo

Un Slider pour parcourir notre continuum

Carte Ortho

10.04.14

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52 Charlotte Hoarau – @CartHoarau – Naviguer entre la carte et la photo

Un Slider pour parcourir notre continuum

Carte Ortho

10.04.14

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53 Charlotte Hoarau – @CartHoarau – Naviguer entre la carte et la photo

Un Slider pour parcourir notre continuum

Carte Ortho

10.04.14

Page 54: Comment naviguer entre photoréalisme et abstraction topographique en co-visualisant des cartes et des photos ?

54 Charlotte Hoarau – @CartHoarau – Naviguer entre la carte et la photo

Un Slider pour parcourir notre continuum

Carte Ortho

10.04.14

Page 55: Comment naviguer entre photoréalisme et abstraction topographique en co-visualisant des cartes et des photos ?

55 Charlotte Hoarau – @CartHoarau – Naviguer entre la carte et la photo

Un Slider pour parcourir notre continuum

Carte Ortho

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56 Charlotte Hoarau – @CartHoarau – Naviguer entre la carte et la photo

Un Slider pour parcourir notre continuum

Carte Ortho

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57 Charlotte Hoarau – @CartHoarau – Naviguer entre la carte et la photo

Un Slider pour parcourir notre continuum

Carte Ortho

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CONCLUSION & PERSPECTIVES

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59 Charlotte Hoarau – @CartHoarau – Naviguer entre la carte et la photo

Conclusion

Création de représentation cartographiques intermédiaires

Outils de Géovisualisation pour les parcourir

Utilisation d’outils d’informatique graphique

Remise en question de l’homogénéité de la symbolisation pour un thème

10.04.14

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Perspectives de travail

Exploitation de données d’occupation du sol

Typologie de forêts, Parcelles agricoles

Test utilisateur sous forme de scénario d’utilisation

Validation les briques de symbolisation Utilisation de textures réalistes

Symbolisation localement adaptative

Validation des représentations cartographiques résultantes

10.04.14

Page 61: Comment naviguer entre photoréalisme et abstraction topographique en co-visualisant des cartes et des photos ?

Thèse dirigée par Sébastien Mustière Thèse encadrée par Sidonie Christophe

Thèse financée par l’IGN et le projet ANR-12-CORD-0025

REPRÉSENTATIONS CARTOGRAPHIQUES INTERMÉDIAIRES ENTRE PHOTORÉALISME ET ABSTRACTION TOPOGRAPHIQUE

Charlotte Hoarau - [email protected] - @CartHoarau

Merci de votre attention