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Vers de nouveaux Vers de nouveaux op op é é rateurs synth rateurs synth è è se se spatio spatio - - temporels temporels Eve Grenier Université Laval Yvan Bédard Université Laval Louis Cloutier Syntell Géomatique 2009

Vers de nouveaux opérateurs synthèse spatio-temporels

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Les organisations utilisent régulièrement la référence spatiale dans leurs jeux de données (ex. adresse civique, nom de lieu, coordonnées). Les SIG exploitent déjà très bien ces données pour offrir différentes fonctions d’analyse spatiale. Par contre, leur capacité à produire de l’information synthèse, à mettre en évidence des tendances et à détecter des corrélations est parfois mise en doute. Ce n’est pas que les SIG ne peuvent pas le faire, c’est plutôt la lourdeur et la complexité du processus qui sont mises en cause. Ces dernières années ont vu apparaître des systèmes géodécisionnels de type SOLAP (Spatial On-Line Analytical Processing). Ces outils sont dédiés à l’exploration interactive des données spatio-temporelles et à leur analyse selon une approche considérée comme étant plus intuitive et surtout plus efficace. Cette approche, appelée « analytique » ou « multidimensionnelle », est issue du monde de l’informatique décisionnelle et fait appel au croisement d’axes d’analyse (ex. produit, région, année) organisés en hiérarchies avec différents niveaux de détails (ex. pays-province-région-MRC-ville). L’intégration de ce principe avec ceux des SIG permet de gérer la cartographie des objets étudiés. Ainsi, avec la présence d’axes d’analyse thématiques, temporels et spatiaux géométriques, l’utilisateur n’a qu’à cliquer sur le niveau de détail désiré pour chaque axe d’analyse afin d’obtenir instantanément la valeur recherchée sur une carte, un tableau, un histogramme, etc. Les analyses spatio-temporelles offertes par la technologie SOLAP actuelle demeurent simples. Il apparaît toutefois possible de développer de nouveaux opérateurs synthèse d’analyse spatio-temporelle pour tirer pleinement profit d’une telle technologie. De tels opérateurs pourront non seulement enrichir les capacités d’analyse spatio-temporelle de ces outils, mais ils permettront également de produire plus facilement les vues globales et de synthèses très appréciées des utilisateurs des SOLAP. Cette présentation portera donc sur les capacités d’analyse spatio-temporelle des outils SOLAP et sur ces nouveaux opérateurs synthèse. Différents exemples seront présentés.

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Page 1: Vers de nouveaux opérateurs synthèse spatio-temporels

Vers de nouveaux Vers de nouveaux opopéérateurs synthrateurs synthèèse se

spatiospatio--temporelstemporels

Eve GrenierUniversité Laval

Yvan BédardUniversité Laval

Louis CloutierSyntell

Géomatique 2009

Page 2: Vers de nouveaux opérateurs synthèse spatio-temporels

Plan de la présentation

• Approche analytique

• Distinctions entre les outils SIG et SOLAP

• Potentiel d’analyse spatio-temporelle de nouveaux opérateurs synthèse

Page 3: Vers de nouveaux opérateurs synthèse spatio-temporels

Approche analytique

• Axes d’analyse– Thématique– Temporel– Spatial géométrique

Employés

Direction Vente

Employé A Employé B Employé C

2005 – 2008

2005 2008

Janvier Décembre

Axe d’analyse temporel Axe d’analyse thématique

Page 4: Vers de nouveaux opérateurs synthèse spatio-temporels

Employé D

Employé C

Employé B

Employé A

Vente

Direction

Employés

Années

Produits2005 2006 2007 2008

Produit D

Produit C

Produit B

Produit A

Analyse du nombre d’unités vendues

Catégorie 1

Catégorie 2

• Axes d’analyse– Thématique– Temporel– Spatial géométrique

• Données recherchées– Données numériques– Opérateurs synthèse

Approche analytique

Page 5: Vers de nouveaux opérateurs synthèse spatio-temporels

Employé D

Employé C

Employé B

Employé A

Vente

Direction

Employés

Années

Produits2005 2006 2007 2008

Produit D

Produit C

Produit B

Produit A

Analyse du nombre d’unités vendues

Catégorie 1

Catégorie 2

• Axes d’analyse– Thématique– Temporel– Spatial géométrique

• Données recherchées– Données numériques– Opérateurs synthèse

Approche analytique

Axes d’analyse

Page 6: Vers de nouveaux opérateurs synthèse spatio-temporels

Employé D

Employé C

Employé B

Employé A

Vente

Direction

Employés

Années

Produits2005 2006 2007 2008

Produit D

Produit C

Produit B

Produit A

Analyse du nombre d’unités vendues

Catégorie 1

Catégorie 2

• Axes d’analyse– Thématique– Temporel– Spatial géométrique

• Données recherchées– Données numériques– Opérateurs synthèse

Approche analytique

Donnée recherchée

Page 7: Vers de nouveaux opérateurs synthèse spatio-temporels

Employé D

Employé C

Employé B

Employé A

Vente

Direction

Employés

Années

Produits2005 2006 2007 2008

Produit D

Produit C

Produit B

Produit A

Analyse du nombre d’unités vendues

Catégorie 1

Catégorie 2

• Axes d’analyse– Thématique– Temporel– Spatial géométrique

• Données recherchées– Données numériques– Opérateurs synthèse

Approche analytique

45

Employé AProduit C2006

Page 8: Vers de nouveaux opérateurs synthèse spatio-temporels

Employé D

Employé C

Employé B

Employé A

Vente

Direction

Employés

Années

Produits2005 2006 2007 2008

Produit D

Produit C

Produit B

Produit A

Analyse du nombre d’unités vendues

Catégorie 1

Catégorie 2

• Axes d’analyse– Thématique– Temporel– Spatial géométrique

• Données recherchées– Données numériques– Opérateurs synthèse

Approche analytique

587

Employé DTous les produitsToutes les années (2005 – 2008)

Page 9: Vers de nouveaux opérateurs synthèse spatio-temporels

Employé D

Employé C

Employé B

Employé A

Vente

Direction

Employés

Années

Produits2005 2006 2007 2008

Produit D

Produit C

Produit B

Produit A

Analyse du nombre d’unités vendues

Catégorie 1

Catégorie 2

• Axes d’analyse– Thématique– Temporel– Spatial géométrique

• Données recherchées– Données numériques– Opérateurs synthèse

Approche analytique

Département venteProduits de Catégorie 1Toutes les années (2005 – 2008)

2154

Page 10: Vers de nouveaux opérateurs synthèse spatio-temporels

SIG vs SOLAP

SIG

• Données détaillées

• Données d’une époque

• Manipulation des données par requêtes en langage SQL

• Analyse topologique, de proximité, de superposition, 3D…

• Temps de réponse variable selon le type d’analyse

SOLAP

• Données détaillées et de synthèse

• Données multi-époques

• Manipulation des données par navigation (clics de souris)

• Analyse par croisement de thèmes d’analyse

• Temps de réponse rapide

Page 11: Vers de nouveaux opérateurs synthèse spatio-temporels

Production des niveaux plus génériques

Plusieurs jointures de tables nécessaires

7 x 7 x 5 = 245croisements possibles

SIG vs SOLAP

2005 – 2008

2005 20082006 2007

Tous les employés

Direction Vente

Employé A Employé B Employé C Employé D

Tous les produits

Catégorie 1 Catégorie 2

Produit A Produit B Produit C Produit D

7

7

5 Ceci n’est qu’un exemple simplifié,imaginez la réalité!

Page 12: Vers de nouveaux opérateurs synthèse spatio-temporels

SIG vs SOLAP

Vitesse de réponse pourle calcul de données synthèses

Flexibilité d’analyse

SIG

SOLAP

Optimisation pour l’analyse de données

Optimisation pour la prise de décision

Les outils SIG et SOLAP répondent à des besoins différents et sont complémentaires

Page 13: Vers de nouveaux opérateurs synthèse spatio-temporels

Exemple 1 : accidents routiers

Date et

heurePosition

Type de véhicule

Cause Secteur

Nb depassagers

Nb deblessés

Nb dedécès

Page 14: Vers de nouveaux opérateurs synthèse spatio-temporels

Exemple 1 : accidents routiersAxe d’analyse spatial géométrique

Date et

heurePosition

Type de véhicule

Cause Secteur

Nb depassagers

Nb deblessésDonnées recherchées

Axes d’analyse

Nb dedécès

Page 15: Vers de nouveaux opérateurs synthèse spatio-temporels

Combien d’accidents routiers sont survenus dans les MRC de la région de la Capitale Nationale en 2006 pour tous types de véhicules et de causes?

O - 15

16 - 35

36 - 50

Exemple 1 : accidents routiersAxe d’analyse spatial géométrique

Page 16: Vers de nouveaux opérateurs synthèse spatio-temporels

Combien d’accidents routiers sont survenus dans les MRC de la région de la Capitale Nationale en 2006 pour tous types de véhicules et de causes?

O - 15

16 - 35

36 - 50

Exemple 1 : accidents routiersAxe d’analyse spatial géométrique

Forage sur Charlevoix

Page 17: Vers de nouveaux opérateurs synthèse spatio-temporels

O - 3

4 - 7

8 - 10

Exemple 1 : accidents routiersAxe d’analyse spatial géométrique

Combien d’accidents routiers sont survenus dans les MRC de la région de la Capitale Nationale en 2006 pour tous types de véhicules et de causes?

Page 18: Vers de nouveaux opérateurs synthèse spatio-temporels

O - 3

4 - 7

8 - 10

Exemple 1 : accidents routiersAxe d’analyse spatial géométrique

Combien d’accidents routiers sont survenus dans les MRC de la région de la Capitale Nationale en 2006 pour tous types de véhicules et de causes?

Forage sur Baie‐St‐Paul

Page 19: Vers de nouveaux opérateurs synthèse spatio-temporels

Combien d’accidents routiers sont survenus dans les MRC de la région de la Capitale Nationale en 2006 pour tous types de véhicules et de causes?

Exemple 1 : accidents routiersAxe d’analyse spatial géométrique

1

Page 20: Vers de nouveaux opérateurs synthèse spatio-temporels

Changement de donnée recherchée

Exemple 1 : accidents routiersAxe d’analyse spatial géométrique

Combien d’accidents routiers sont survenus dans les MRC de la région de la Capitale Nationale en 2006 pour tous types de véhicules et de causes?

1

Page 21: Vers de nouveaux opérateurs synthèse spatio-temporels

Exemple 1 : accidents routiersAxe d’analyse spatial géométrique

Combien de blessés ont été recensés par accident dans la ville de Baie-St-Paul en 2006 pour tous types de véhicules et de causes?

1 - 2

3 - 4

0

Page 22: Vers de nouveaux opérateurs synthèse spatio-temporels

Exemple 1 : accidents routiersAxe d’analyse spatial géométrique

Combien de blessés ont été recensés par accident dans la ville de Baie-St-Paul en 2006 pour tous types de véhicules et de causes?

1 - 2

3 - 4

0

Page 23: Vers de nouveaux opérateurs synthèse spatio-temporels

Exemple 1 : accidents routiersAxe d’analyse spatial géométrique

Combien de blessés ont été recensés par accident dans la ville de Baie-St-Paul en 2006 pour tous types de véhicules et de causes?

1 - 2

3 - 4

0

Page 24: Vers de nouveaux opérateurs synthèse spatio-temporels

Exemple 1 : accidents routiersDonnée recherchée spatiale géométrique

Date et

heure

Position

Type de véhicule

Cause Secteur

Nb depassagers

Nb deblessésDonnées recherchées

Axes d’analyse

Nb dedécès

Page 25: Vers de nouveaux opérateurs synthèse spatio-temporels

O - 15

16 - 35

36 - 50

Exemple 1 : accidents routiersDonnée recherchée spatiale géométrique

Combien d’accidents routiers et où sont-ils survenus dans les MRC de la région de la Capitale Nationale en 2006 pour tous types de véhicules et de causes?

Zone d’accidents routiers

Opérateur synthèse de

regroupement

Page 26: Vers de nouveaux opérateurs synthèse spatio-temporels

Exemple 1 : accidents routiersDonnée recherchée spatiale géométrique

Combien d’accidents routiers et où sont-ils survenus dans les MRC de la région de la Capitale Nationale en 2006 pour tous types de véhicules et de causes?

Forage sur Charlevoix

Zone d’accidents routiers

O - 15

16 - 35

36 - 50

Opérateur synthèse de

regroupement

Page 27: Vers de nouveaux opérateurs synthèse spatio-temporels

O - 3

4 - 7

8 - 10

Exemple 1 : accidents routiersDonnée recherchée spatiale géométrique

Combien d’accidents routiers et où sont-ils survenus dans les MRC de la région de la Capitale Nationale en 2006 pour tous types de véhicules et de causes?

Zone d’accidents routiers

Page 28: Vers de nouveaux opérateurs synthèse spatio-temporels

O - 3

4 - 7

8 - 10

Exemple 1 : accidents routiersDonnée recherchée spatiale géométrique

Combien d’accidents routiers et où sont-ils survenus dans les municipalités de la MRC de Charlevoix en 2006 et 2007 pour tous types de véhicules et de causes?

Zone d’accidents routiers

2006 2007

Page 29: Vers de nouveaux opérateurs synthèse spatio-temporels

O - 3

4 - 7

8 - 10

Exemple 1 : accidents routiersDonnée recherchée spatiale géométrique

Combien d’accidents routiers et où sont-ils survenus dans les municipalités de la MRC de Charlevoix en 2006 et 2007 pour tous types de véhicules et de causes?

Zone d’accidents routiers

2006 2007

Page 30: Vers de nouveaux opérateurs synthèse spatio-temporels

O - 3

4 - 7

8 - 10

Exemple 1 : accidents routiersDonnée recherchée spatiale géométrique

Combien d’accidents routiers et où sont-ils survenus dans les municipalités de la MRC de Charlevoix en 2006 et 2007 pour tous types de véhicules et de causes?

Zone d’accidents routiers

2006 2007

Page 31: Vers de nouveaux opérateurs synthèse spatio-temporels

O - 3

4 - 7

8 - 10

Exemple 1 : accidents routiersDonnée recherchée spatiale géométrique

Combien d’accidents routiers et où sont-ils survenus dans les municipalités de la MRC de Charlevoix en 2006 et 2007 pour tous types de véhicules et de causes?

Zone d’accidents routiers

2006 2007

Page 32: Vers de nouveaux opérateurs synthèse spatio-temporels

Où a-t-on répertorié des feux de forêt causés par la foudre dans la MRC de Maria-Chapdelaine de 2005 à 2008?

Exemple 2 : feux de forêt

Opérateur synthèse d’union

Page 33: Vers de nouveaux opérateurs synthèse spatio-temporels

Où a-t-on répertorié des feux de forêt causés par la foudre dans la MRC de Maria-Chapdelaine de 2005 à 2008?

Exemple 2 : feux de forêt

Opérateur synthèse

d’intersection

Opérateur synthèse de

fusion

Opérateur synthèse d’union

Page 34: Vers de nouveaux opérateurs synthèse spatio-temporels

Exemple 3 : VNO

Quelle est la densité des cas d’oiseaux morts atteints du virus du Nil occidental répertoriés en 2008 pour les MRC de la région de la Capitale Nationale?

O – 1 /km2

2 – 3 /km2

4 – 5 /km2

Opérateur synthèse de densité surfacique

Page 35: Vers de nouveaux opérateurs synthèse spatio-temporels

Exemple 4 : smog

Quelle est la moyenne de superficie des épisodes de smog sur la ville de Québec ayant durés entre 4 et 8 heures en janvier 2008?

Opérateur synthèse de moyenne-superficie

O – 150 km2

151 – 300 km2

301 – 450 km2

Page 36: Vers de nouveaux opérateurs synthèse spatio-temporels

Exemple 4 : smog

Quelle est la moyenne de superficie des épisodes de smog sur la ville de Québec ayant durés entre 4 et 8 heures en janvier 2008?

Opérateur synthèse de moyenne-superficie

O – 150 km2

151 – 300 km2

301 – 450 km2

Nombre de km de route par régionMaximum-intersectionDénombrement-adjacenceNombre d’intersection par kmEtc.

Page 37: Vers de nouveaux opérateurs synthèse spatio-temporels

Conclusion

• Ces nouveaux opérateurs synthèse exploitent l’appartenance des objets géométriques à une région spatiale et à une époque temporelle.

• L’utilisation de ces opérateurs synthèse enrichit les capacités d’analyse spatio-temporelle des outils SOLAP.

Page 38: Vers de nouveaux opérateurs synthèse spatio-temporels

Remerciements

• Chaire industrielle CRSNG en bases de données géospatiales décisionnelles

• CRSNG pour son financement

Page 39: Vers de nouveaux opérateurs synthèse spatio-temporels

MERCI DE VOTRE ATTENTION!

Questions?