Les systèmes de projection cartographique adaptés aux services de cartographie web, suscitent encore de nombreuses questions de recherche. La majorité des services de cartographie Web (ex. Google Maps, Bing Maps) utilise la Projection Web Mercator(WMP), mais cette dernière présente de grandes distorsions systématiques notamment dans les régions nordiques. Il nous est alors paru nécessaire de développer une autre méthode permettant de projeter la surface du globe avec un minimum de distorsion. Notre approche s’inspire de la projection myriahedrale qui suppose que chaque face du myriahedron est suffisamment petite de telle sorte que les distorsions soient négligeables. La méthode proposée consiste à explorer une nouvelle approche de tessellation de la surface du globe et qui permet de projeter la surface du globe sur les faces de la tessellation et à plusieurs niveaux de détails. Cela permet de compenser la faiblesse des méthodes de tessellations existantes utilisées dans la cartographie Web. Cette tessellation utilise un icosaèdre comme modèle géométrique de base avec une densité de partitionnement des faces de l’icosaèdre entre les niveaux de récursivité égale à 4.La méthodologie proposée consiste en quatre étapes successives: a) la construction d'une structure hiérarchique qui résulte de la subdivision récursive des faces de l'icosaèdre ; b) la définition d’un système de projection approprié à la tessellation icosaédrique; c) la projection des données géospatiales de la sphère terrestre sur chaque face de l’icosaèdre; d) le dépliage de la tessellation icosaédrique résultante sur un plan en utilisant des algorithmes de calcul du plus court chemin afin de maintenir le voisinage autour du point d’intérêt. Nous présenterons les étapes de développement et d’implémentation du système proposé et les résultats obtenus dans le cadre de ce projet de recherche. L’étude comparative avec d’autres systèmes de projection montre que notre approche minimise mieux les déformations par tout sur le globe et surtout dans les régions nordiques. / Map projection systems adapted to web mapping services still raise many research questions. The majority of web mapping services (ex. Google Maps, Bing Maps) use Web Mercator Projection (WMP) which introduces large systematic distorsionsin spatial data especially in polar rigions. Therefore, it is necessary to develop an alternative method for projecting these regions with minimal distortions. Our approach is inspired of myriahedral projections which assume that each face of a myriahedron is small enough so that the distortions are negligible. Here, in this research work we propose a new approach for the tessellation of the surface of the globe and the projectionof the spatial information from the glob to the faces of the tessellation at differentlevels of details. This compensates for the weakness of the methods used for tessellation in the existing web mapping systems. The proposed tessellation is created based on an icosahedron with a partitioning density of the faces equal to 4. The proposed methodology consists of four stages: a) constructing of a hierarchical structure resulting the recursive subdivision of the faces of the icosahedron, while maintaining topological relationships between the triangles in each level of detail; b) defining of an appropriate projection system to the icosahedral tessellation; c) projecting of geospatial data of the terrestrial sphere on each face of the icosahedron; d) unfolding the resulting icosahedral tessellation on a plane around a point of interest. Here we present different stages of development and implementation of the proposed system and the results obtained in the framework of this research project. The comparative study with other projection systems shows that our approach allows to better minimize different distortions every where on the globe and specially in the polar rigions.

Notre société est caractérisée par l'utilisation à grande échelle des équipements mobiles tels que téléphones cellulaires, assistants personnels et toutes autres sortes d'appareils embarqués. Avec l'évolution récente dans le domaine des réseaux sans fil et leur intégration à l'Internet, on assiste à une augmentation de la demande pour des services cartographiques accessibles par des appareils de plus en plus variés. Le but du présent travail est d'offrir un service permettant la production et la livraison des cartes sur le Web pour des terminaux mobiles de type PDA (Personal Digital Assistant). Cependant, la génération des cartes sur le Web pour des terminaux mobiles constitue un grand défi, non seulement le temps de génération de la carte doit être le plus court possible, mais il faut que la production de la carte s'adapte aux différentes contraintes de l'environnement mobile (caractéristiques techniques limitées des terminaux mobiles, faiblesse et instabilité de transfert de données, etc). Pour relever ce défi, nous avons opté pour une approche appelée «génération et transmission des cartes par couches d'intérêt », une approche basée sur l'utilisation d'une base de données à représentations multiples et un système multiagent pour la génération et l'adaptation de la carte finale en fonction des contraintes liées au contexte mobile. / Nowadays, the use of mobile devices such as cellular phones, personal assistants is increasing Worldwide. The recent advances in the field of the wireless networks and their integration with the Internet, results in the increased need for cartographic services accessible using mobile devices. The goal of this work is to offer a service allowing the production and the delivery of Web maps for PDA (Assisting Personal Digital). Furthermore, in order to generate maps on-the-fly for mobile devices, we must deal with several challenges. Indeed, in addition to processing time which must be short, we have to adapt the maps to the various constraints of the mobile environment (small amount of memory slow processor, display size, bandwidth, etc). In order to overcome these challenges, we chose an approach called " a progressive automatic map generation based on layers of interest ", this approach is based on the use of a multiple representation database and a multiagent System for the generation and the adaptation of maps according to the mobile context constraints.

La diffusion des informations spatiales sur support cartographique constitue un défi lorsque le contexte d'utilisation des cartes est l'Internet et que les services cartographiques sont offerts pour tout type de terminal (fixe ou mobile, de type Desktop, ordinateur portable, PDA ou téléphone cellulaire). Une des techniques utilisées pour attaquer ce défi est le stockage des données avec représentations multiples et le filtrage parmi ces représentations lors de la création d'une carte à la volée. L'émergence d'un nouveau standard pour la modélisation, le transport et le stockage de l'information géographique, le GML, a ouvert de nouvelles pistes de recherche pour trouver un modèle de données mieux adapté au stockage des représentations multiples des objets géographiques et l'utilisation de ces données dans un contexte Web. Le développement d'un tel modèle de données, ainsi que son implantation ont fait l'objet de cette recherche. Ainsi, nous proposons la mise en Ėuvre des représentations multiples dans un modèle de données en GML.

Résumé Internet est devenu un moyen de diffusion de l’information géographique par excellence. Il offre de plus en plus de services cartographiques accessibles par des milliers d’internautes à travers le monde. Cependant, la qualité de ces services doit être améliorée, principalement en matière de personnalisation. A cette fin, il est important que la carte générée corresponde autant que possible aux besoins, aux préférences et au contexte de l’utilisateur. Ce but peut être atteint en appliquant les transformations appropriées, en temps réel, aux objets de l’espace à chaque cycle de génération de la carte. L’un des défis majeurs de la génération d’une carte à la volée est la résolution des conflits spatiaux qui apparaissent entre les objets, essentiellement à cause de l’espace réduit des écrans d’affichage. Dans cette thèse, nous proposons une nouvelle approche basée sur la mise en œuvre d’un système multiagent pour la génération à la volée des cartes et la résolution des conflits spatiaux. Cette approche est basée sur l’utilisation de la représentation multiple et la généralisation cartographique. Elle résout les conflits spatiaux et génère les cartes demandées selon une stratégie innovatrice : la génération progressive des cartes par couches d’intérêt. Chaque couche d’intérêt contient tous les objets ayant le même degré d’importance pour l’utilisateur. Ce contenu est déterminé à la volée au début du processus de génération de la carte demandée. Notre approche multiagent génère et transfère cette carte suivant un mode parallèle. En effet, une fois une couche d’intérêt générée, elle est transmise à l’utilisateur. Dans le but de résoudre les conflits spatiaux, et par la même occasion générer la carte demandée, nous affectons un agent logiciel à chaque objet de l’espace. Les agents entrent ensuite en compétition pour l’occupation de l’espace disponible. Cette compétition est basée sur un ensemble de priorités qui correspondent aux différents degrés d’importance des objets pour l’utilisateur. Durant la résolution des conflits, les agents prennent en considération les besoins et les préférences de l’utilisateur afin d’améliorer la personnalisation de la carte. Ils améliorent la lisibilité des objets importants et utilisent des symboles qui pourraient aider l’utilisateur à mieux comprendre l’espace géographique. Le processus de génération de la carte peut être interrompu en tout temps par l’utilisateur lorsque les données déjà transmises répondent à ses besoins. Dans ce cas, son temps d’attente est réduit, étant donné qu’il n’a pas à attendre la génération du reste de la carte. Afin d’illustrer notre approche, nous l’appliquons au contexte de la cartographie sur le web ainsi qu’au contexte de la cartographie mobile. Dans ces deux contextes, nous catégorisons nos données, qui concernent la ville de Québec, en quatre couches d’intérêt contenant les objets explicitement demandés par l’utilisateur, les objets repères, le réseau routier et les objets ordinaires qui n’ont aucune importance particulière pour l’utilisateur. Notre système multiagent vise à résoudre certains problèmes liés à la génération à la volée des cartes web. Ces problèmes sont les suivants : 1. Comment adapter le contenu des cartes, à la volée, aux besoins des utilisateurs ? 2. Comment résoudre les conflits spatiaux de manière à améliorer la lisibilité de la carte tout en prenant en considération les besoins de l’utilisateur ? 3. Comment accélérer la génération et le transfert des données aux utilisateurs ? Les principales contributions de cette thèse sont : 1. La résolution des conflits spatiaux en utilisant les systèmes multiagent, la généralisation cartographique et la représentation multiple. 2. La génération des cartes dans un contexte web et dans un contexte mobile, à la volée, en utilisant les systèmes multiagent, la généralisation cartographique et la représentation multiple. 3. L’adaptation des contenus des cartes, en temps réel, aux besoins de l’utilisateur à la source (durant la première génération de la carte). 4. Une nouvelle modélisation de l’espace géographique basée sur une architecture multi-couches du système multiagent. 5. Une approche de génération progressive des cartes basée sur les couches d’intérêt. 6. La génération et le transfert, en parallèle, des cartes aux utilisateurs, dans les contextes web et mobile. / Abstract Internet is a fast growing medium to get and disseminate geospatial information. It provides more and more web mapping services accessible by thousands of users worldwide. However, the quality of these services needs to be improved, especially in term of personalization. In order to increase map flexibility, it is important that the map corresponds as much as possible to the user’s needs, preferences and context. This may be possible by applying the suitable transformations, in real-time, to spatial objects at each map generation cycle. An underlying challenge of such on-the-fly map generation is to solve spatial conflicts that may appear between objects especially due to lack of space on display screens. In this dissertation, we propose a multiagent-based approach to address the problems of on-the-fly web map generation and spatial conflict resolution. The approach is based upon the use of multiple representation and cartographic generalization. It solves conflicts and generates maps according to our innovative progressive map generation by layers of interest approach. A layer of interest contains objects that have the same importance to the user. This content, which depends on the user’s needs and the map’s context of use, is determined on-the-fly. Our multiagent-based approach generates and transfers data of the required map in parallel. As soon as a given layer of interest is generated, it is transmitted to the user. In order to generate a given map and solve spatial conflicts, we assign a software agent to every spatial object. Then, the agents compete for space occupation. This competition is driven by a set of priorities corresponding to the importance of objects for the user. During processing, agents take into account users’ needs and preferences in order to improve the personalization of the final map. They emphasize important objects by improving their legibility and using symbols in order to help the user to better understand the geographic space. Since the user can stop the map generation process whenever he finds the required information from the amount of data already transferred, his waiting delays are reduced. In order to illustrate our approach, we apply it to the context of tourist web and mobile mapping applications. In these contexts, we propose to categorize data into four layers of interest containing: explicitly required objects, landmark objects, road network and ordinary objects which do not have any specific importance for the user. In this dissertation, our multiagent system aims at solving the following problems related to on-the-fly web mapping applications: 1. How can we adapt the contents of maps to users’ needs on-the-fly? 2. How can we solve spatial conflicts in order to improve the legibility of maps while taking into account users’ needs? 3. How can we speed up data generation and transfer to users? The main contributions of this thesis are: 1. The resolution of spatial conflicts using multiagent systems, cartographic generalization and multiple representation. 2. The generation of web and mobile maps, on-the-fly, using multiagent systems, cartographic generalization and multiple representation. 3. The real-time adaptation of maps’ contents to users’ needs at the source (during the first generation of the map). 4. A new modeling of the geographic space based upon a multi-layers multiagent system architecture. 5. A progressive map generation approach by layers of interest. 6. The generation and transfer of web and mobile maps at the same time to users.

Cette thèse se veut une première approche du rôle des technologies de cartographie en ligne à l’ère du Web social (géoweb) dans le domaine de la planification urbaine participative. Son ambition est de proposer, par la prise en compte des dimensions humaines et sociales des technologies, un angle de lecture et un cadre d’analyse innovant pour appréhender une thématique souvent victime de lectures trop rapides. Plus spécifiquement, l’objectif est d’appliquer une approche sociogéographique du géoweb à la problématique de l’aménagement urbain participatif avec la volonté de renouveler l’analyse de la participation publique en analysant le rôle de l’information géographique et des technologies en ligne (sites Web, réseaux sociaux, blogues, etc.). La question fondamentale posée est celle de l’utilisation du géoweb et d’Internet par les acteurs de la participation et de ses impacts sur les dynamiques participatives. Basée sur une étude de cas monographique fine et détaillée mobilisant une panoplie variée de méthodes (analyse documentaire, entrevues, observations directes et participantes), la démarche méthodologique basée sur l’observation de pratiques concrètes, le dialogue et les interactions avec les acteurs de la participation vise à la fois à rassembler des éléments empiriques et à en proposer une interprétation. Ce travail confronte ainsi des questionnements théoriques sur les nouveaux usages de l’iconographie territoriale numérique et du géoweb avec un corpus d’éléments empiriques issus du cas des procédures et des pratiques de participation publique de la ville de Québec. L’organisation de la thèse s’articule autour de 3 parties et 8 chapitres. Les 3 premiers chapitres, qui correspondent à la partie d’exploration de la thèse, proposent une vue d'ensemble de l’univers d’étude tant dans sa dimension sociopolitique (débat public, iconographie territoriale, etc.) que technologique (cartographie en ligne, SIG participatifs, géoweb). Les trois chapitres suivants sont consacrés à l’exposé des observations réalisées dans l’étude de cas consacrée à la Ville de Québec (présentation du terrain d’étude, iconographie territoriale mise en œuvre, usage des technologies par les acteurs). Enfin, la dernière partie, consacrée à l’interprétation, propose en premier lieu une synthèse sur le géoweb comme levier de participation puis propose de nouvelles perspectives de recherche.