Métadonnées, qualité géométrique et besoins des utilisateurs

Nous allons voir dans cette section en quoi les métadonnées, qui constituent aujourd'hui le principal moyen permettant de renseigner les utilisateurs sur la qualité des données géogra-phiques, ne s'avèrent pas adaptées à tous les besoins des utilisateurs. Nous verrons que ceci est particulièrement le cas concernant les informations relatives à la qualité géométrique des bases de données géographiques. Ce constat nous permettra d'identier les attentes des utilisateurs en termes d'information sur l'imprécision géométrique.

2.1.1.1 Métadonnées et qualité externe

Les métadonnées constituent le principal outil de renseignement de l'imprécision géomé-trique pour les utilisateurs de bases de données géographiques. Or comme nous allons le voir, ces métadonnées sont généralement complexes à renseigner et surtout à interpréter pour un utilisateur. De plus, concernant l'imprécision géométrique des données géogra-phiques, elles ne se focalisent que sur l'exactitude de position.

Optionalité de l'évaluation de la qualité Comme il a été mentionné précédemment, la documentation de la sous-partie sur les éléments d'évaluation de la qualité des données géographiques est optionnelle dans la norme ISO 19115. On peut ainsi légitimement douter que les producteurs de données puissent investir susamment de temps et de moyens an d'évaluer et documenter les diérents éléments proposés, surtout si l'on prend en compte la complexité des mesures proposées dans la spécication technique ISO 19138. En eet, en prenant l'exemple des mesures proposées pour évaluer l'exactitude de position, si le calcul de l'Erreur Moyenne Quadratique est un indicateur communément renseigné par les producteurs de données, on doute que ce soit le cas pour des indicateurs comme la Matrice de Variance-Covariance par exemple.

2.1. Besoins et moyens actuels d'évaluation de l'imprécision géométrique Diculté d'interprétation Au delà de la diculté à produire ces indicateurs, on peut s'interroger sur la capacité d'intégration et d'interprétation de ces indicateurs par l'utili-sateur nal. En eet, comment un utilil'utili-sateur peut-il interpréter ces informations, an de savoir si la base de données qu'il utilise est adaptée aux applications qu'il souhaite réaliser ? Les métadonnées sont pourtant censées être destinées à l'utilisateur, an que celui-ci évite les mauvais usages. Cependant, on s'aperçoit rapidement, à la lecture de la spécication technique ISO 19138, que les mesures proposées n'orent pas la possibilité d'évaluer le degré d'adéquation de la base de données avec les utilisations qui en seront faites. On voit donc que l'évaluation de la qualité externe, à travers le concept de "tness for use", n'est pas réellement mise en ÷uvre dans les métadonnées, comme le soulignent Servigne et al.

(2005). Cela rejoint également le propos deBoin et Hunter (2008) qui s'interrogent sur la capacité des métadonnées à véritablement informer l'utilisateur sur la qualité externe des données géographiques.

Bien que ce constat soit globalement le même pour l'ensemble des éléments d'évaluation de la qualité, qui s'attachent davantage à évaluer la qualité interne des bases de données géographiques, ceci illustre parfaitement le paradoxe porté par les métadonnées, que l'on peut considérer comme des "informations produites par des experts, pour des experts".

Gervais (2004) estime que ces informations sont même diciles à comprendre par des ex-perts en géomatique.

Pour compenser l'absence de qualité externe, un sous-élément "utilisabilité" a été prévu dans la future norme ISO 19157, permettant à l'utilisateur d'enrichir les métadonnées d'indicateurs spéciquement développés an de tester l'adéquation de la base de données avec les usages prévus. On peut par contre imaginer qu'il existe potentiellement autant d'indicateurs que d'usages prévus, ce qui demeure délicat à formaliser.

Métadonnées et imprécision géométrique Dans la spécication technique ISO 19138, les indicateurs d'imprécision géométrique ne portent que sur l'erreur de positionnement, comme nous avons pu le souligner auparavant. De plus, ces indicateurs ne portent que sur du contrôle ponctuel, bien que de nombreuses mesures plus adaptées aux géométries linéaires et surfaciques aient été développées. Nous ne nous attarderons pas sur la per-tinence des mesures proposées dans la spécication technique ISO 19138, mais préférons nous focaliser sur un autre point.

Comme de nombreux indicateurs permettent déjà de qualier l'erreur de positionnement, il semble pertinent de proposer à l'utilisateur des informations liées à d'autres besoins, comme par exemple l'évaluation de l'imprécision des mesures géométriques de longueur ou de surface. Nous avons évoqué à ce titre qu'il serait intéressant d'intégrer des indicateurs d'imprécision des mesures géométriques dans les métadonnées, au sein de la partie sur les mesures d'exactitude relative. Pour le moment, les indicateurs proposés ne portent que sur des calculs de distance euclidienne entre deux points de la base de données à rensei-gner, en comparaison avec sa référence. Il semblerait pertinent de compléter les indicateurs proposés d'une mesure similaire, basée cette fois sur un calcul de longueur géométrique. Cette proposition se heurte cependant à l'optionalité du renseignement de la sous-partie sur la qualité dans les métadonnées, ainsi qu'à la disponibilité de données de référence pour pouvoir mesurer cet indicateur.

Constat Les diérents éléments évoqués dans cette section nous permettent donc de poser un triple constat sur l'intérêt des métadonnées en termes de qualité géométrique et de besoins utilisateurs :

 la sous-partie sur la qualité est renseignée de manière optionnelle,

 les indicateurs proposés sont complexes et ne permettent pas facilement de juger de l'adéquation de la base de données avec les besoins des utilisateurs,

 les indicateurs d'imprécision géométrique ne portent que sur l'erreur de position. On voit bien à travers ce triple constat que les métadonnées, malgré leur intérêt, ne consti-tuent pas l'outil le plus adapté pour renseigner l'utilisateur en termes d'adéquation à ses besoins, et donc de qualité externe. Ceci est particulièrement vrai pour l'information sur l'imprécision géométrique. An de mieux comprendre les enjeux liés à ce problème, nous allons tenter d'identier les diérents niveaux de besoins des utilisateurs en termes d'in-formation sur l'imprécision géométrique.

2.1.1.2 Imprécision géométrique et besoins utilisateurs

L'estimation de l'imprécision géométrique se focalise presque exclusivement sur le position-nement des objets. Les nombreuses classications des éléments d'évaluation de la qualité des données géographiques, proposées dans diverses contributions (Van Oort, 2005), ne prennent eectivement en compte que l'exactitude de position an de renseigner l'impré-cision géométrique. Pourtant, on peut malgré tout considérer qu'il existe une typologie des besoins utilisateurs en termes d'estimation de l'imprécision géométrique des données géographiques vectorielles.

Typologie des besoins Cette typologie peut être divisée en trois catégories, qui re-joignent les principaux axes de recherches dans la modélisation de l'imprécision géomé-trique. Ces besoins utilisateurs concernent l'estimation de :

1. l'imprécision géométrique en termes de positionnement,

2. l'imprécision des mesures géométriques de longueur et de surface,

3. l'impact de l'imprécision géométrique sur des opérations topologiques (intersection, union...).

2.1. Besoins et moyens actuels d'évaluation de l'imprécision géométrique On peut en eet considérer que la propagation de l'erreur de positionnement initiale de la géométrie des objets vectoriels impacte :

 dans un premier temps, les mesures géométriques qui seront réalisées à partir de cette géométrie imprécise,

 dans un second temps, les opérations topologiques (union, intersection) réalisées avec d'autres objets, portant eux-même une erreur de positionnement (cf. gure 2.1). Inadéquation des moyens d'estimation Malgré ces conséquences évidentes de la pro-pagation de l'erreur de positionnement, les indicateurs permettant d'estimer l'imprécision géométrique en termes de positionnement ne sont pas vraiment pertinents en vue d'estimer l'imprécision des mesures géométriques de longueur et de surface.

Par exemple, comme illustré dans la gure 2.2, un objet mal positionné dans une base de données géographiques (par rapport à sa référence) ne verra pas forcément la mesure géométrique qu'il porte (ici une mesure d'aire) impactée par l'erreur de positionnement, même si celle-ci est importante. A l'inverse, l'erreur de positionnement peut parfois être faible, et l'erreur de mesure géométrique importante.

Figure 2.2  Un objet mal positionné portant une erreur de mesure faible, et un objet bien positionné portant une erreur de mesure importante

Cet exemple justie le fait que l'estimation de l'imprécision des mesures géométriques de longueur et de surface ne peut se contenter d'exploiter des indicateurs utilisés pour qua-lier l'imprécision en termes de positionnement. Il semble ainsi nécessaire de développer des méthodes spéciques à l'estimation de l'imprécision des mesures géométriques. Cepen-dant, aucun moyen n'est véritablement fourni à l'utilisateur pour l'estimer aujourd'hui. Ce constat justie pourquoi, dans le cadre de ce travail de thèse, nous avons décidé de nous focaliser sur l'estimation de l'imprécision des mesures géométriques de longueur et de surface, et de mettre au point des méthodes permettant de la communiquer à l'utilisateur. L'absence d'indicateurs sur l'imprécision des mesures géométriques peut se révéler domma-geable, puisque de nombreuses applications SIG sont aujourd'hui basées sur des mesures de longueur ou de surface, comme par exemple le calcul d'un itinéraire routier (qui néces-site la longueur, cf. 2.3), ou les calculs de densité de population ou de taxe foncière (qui nécessitent la surface).

Figure 2.3  Un calcul d'itinéraire routier réalisé avec Google Map : Quelle est l'impréci-sion de la mesure ?

Autant l'imprécision sur les mesures géométriques peut s'avérer faible sur des bases de données topographiques, saisies à grande échelle avec des méthodes d'acquisition de haute précision, autant elle peut être très importante sur des bases de données saisies à moyenne échelle, ayant parfois subi les eets de la généralisation cartographique. L'absence d'indi-cateurs sur l'imprécision des mesures géométriques peut donc s'avérer dommageable pour l'utilisateur nal, an de réduire l'incertitude liée à sa prise de décision.

Pour pouvoir estimer l'imprécision sur les mesures de longueur ou de surface réalisées à partir d'objets géographiques vectoriels, nous avons vu que peu de modèles ont été proposés. Nous allons voir dans la section suivante l'intérêt et les limites de ces modèles dans le cadre de ce travail de thèse.

Synthèse Section Plusieurs niveaux de besoins peuvent être attendus par les utilisateurs en termes d'évaluation de la qualité géométrique des données géogra-phiques. Les métadonnées, qui constituent le principal moyen de communication de cette information, ne portent que sur l'imprécision relative au positionnement des objets géographiques, mais pas sur l'imprécision des mesures géométriques portées par ces objets.

2.1. Besoins et moyens actuels d'évaluation de l'imprécision géométrique