MACO Ensemble d’équivalences
E XTRACTION ET CARACTERISATION DES RONDS POINTS DANS LA BDC ARTO
L’enrichissement des données dans la BDCarto s’est déroulé en deux étapes principales : la création des ronds-points simples et la création des ronds-points complexes.
Les ronds-points simples sont très faciles à créer puisqu’il s’agit de nœuds routiers particuliers (‘petit rond-point’ et ‘carrefour simple’). Il suffit d’effectuer une sélection sur base de la valeur de l’attribut « Type » pour instancier la classe. C’est la
méthode qui a été suivie. Néanmoins, un ‘carrefour simple’ ne correspond pas toujours à un rond-point. La classe Rond-Point Simple renferme donc plus d’objets qu’elle ne devrait en contenir. Les objets sont potentiellement des ronds-points. Cette classe sera filtrée au fur et à mesure du processus.
La création des ronds-points complexes est moins évidente. Cette fois, il s’agit d’extraire les objets des données à l’aide d’outils d’analyse spatiale. L’algorithme que nous avons développé se décompose en trois étapes :
1) Une structure de carte topologique est d’abord reconstruite à partir des tronçons de route et des nœuds routiers.
2) Chaque face est ensuite analysée et celles qui ont la forme d’un rond-point sont retenues (les faces circulaires). Les relations avec les classes Tronçon Routier et Nœud Routier sont également instanciées.
3) Les ronds-points créés sont finalement combinés aux nœuds routier ‘grand rond-point’.
La première étape fait donc appel au schéma de la carte topologique (cf. E.1.1.2.). Tous les tronçons et les nœuds routiers sont d’abord traduits en instances des classes ARC et NŒUD de cette structure, à l’exception des tronçons logiques (sinon les ronds-points ne pourront pas être créés). La topologie de réseau est ensuite calculée en se basant sur la géométrie des objets (les relations entre les nœuds et les arcs sont instanciées, des nœuds manquants sont créés pour obtenir un graphe planaire, le sens des arcs est défini, etc.). A partir de ce graphe planaire, la topologie Arc/Face est finalement déduite (définition d’une géométrie surfacique pour chaque face à partir des cycles du graphe, recherche des faces à gauche et à droite de chaque arc). On obtient ainsi une carte topologique.
A la seconde étape, toutes les faces créées sont analysées. Pour ne retenir que les faces circulaires qui ont la forme de ronds-points détaillés, nous avons utilisé l’indice de circularité de Miller [Campbell 2000]. Il s’agit d’un indice qui fait partie d’une famille d’indicateurs décrivant la forme d’un polygone [Agent 1999a], indicateurs souvent construits sur la comparaison avec le périmètre ou la superficie d’une forme de référence (comme un cercle ou un carré). L’indice de Miller a notamment été utilisé par [Weber et al. 2003] pour caractériser des surfaces de visibilité associées à des stations de mesure de pollution. Il a également été utilisé dans le cadre d’un contrôle qualité [Chrisman et Lester 1991]. Il se définit comme le rapport de la superficie d’une entité à celle du cercle de même périmètre :
2
4
P
S
I
M=
π
C’est un indice qui varie entre 0 et 1 (0 = surface dégénérée en ligne, 1 = cercle). Le seuil que nous avons déterminé pour sélectionner les ronds-points est de 0.95. Il a été fixé après une analyse interactive des données et paraît à lui seul suffisant pour extraire les objets voulus. Si plusieurs indicateurs avaient été nécessaires, nous aurions probablement eu recours à l’apprentissage automatique pour déterminer les seuils.
Une fois les faces filtrées et la classe Rond-Point Complexe instanciée (y compris les relations avec les autres objets), les valeurs des attributs sont calculées. Le
diamètre correspond à la longueur du plus grand axe de l’objet surfacique (proche d’un cercle) et la vocation des tronçons prend la valeur ‘bretelle’ si tous les arcs constituant le rond-point ont cette valeur dans la base.
La dernière étape dans l’algorithme d’enrichissement de la BDCarto établit les correspondances entre les nouveaux ronds-points créés et les nœuds ‘grand rond- point’. Pour ce faire, l’intersection entre la géométrie des ronds-points et la géométrie des nœuds ‘grand rond-point’ est calculée. Si une intersection existe, la relation est instanciée et l’attribut correspondance GRP prend la valeur ‘vrai’. Dans le cas contraire, l’attribut prend la valeur ‘faux – nœud GRP absent’. L’explication de cette absence sera fournie au cours du processus. Il peut s’agir d’un déficit ou il se peut que la face retenue (même si elle est circulaire) ne représente pas un rond-point. Inversement, un nœud ‘grand rond-point’ dans la base peut ne pas avoir de correspondant dans la classe Rond-Point Complexe, soit parce que le seuil fixé pour filtrer les faces a laissé passer des ronds-points, soit parce que le nœud a des attributs erronés. Dans ce cas, nous importons les faces non retenues dans la classe Rond-Point Complexe si le nœud routier ‘grand rond-point’ est inclus dans une face, que cette face ne fait pas plus de 250 m de diamètre, et que les tronçons constituant cette face sont classés en ‘bretelles’. Nous évitons de cette manière d’introduire des erreurs dans la classe Rond-Point Complexe (si l’absence est liée à une erreur sémantique sur le nœud). L’attribut correspondance GRP prend la valeur ‘faux – RPX importé’ en cas d’importation. Quelques exemples de ronds-points créés sont donnés en figure 107.
Figure 107. Exemples de ronds-points matérialisés automatiquement dans la BDCarto à l’issue de l’enrichissement.
Au total, 18 ronds-points complexes ont été extraits du jeu de données étudié et 7798 ronds-points simples potentiels (la majorité correspond à des intersections simples et non des ronds-points).