Cerner la porte de la gomatique cognitive

1
Cerner la portée de la géomatique cognitive
Geoffrey Edwards Chaire de recherche du Canada en
géomatique cognitive
2
Plan

• La géomatique
• La géomatique cognitive
• Cerner sa portée
• La Chaire en géomatique cognitive
• Le projet CRSNG
• Au-delà des projets existants
• Conclusions
• Travaux futurs

3
La géomatique

• La géomatique
• La science systémique concernée par le rôle des
  référentiels dans l acquisition, la gestion,
  l analyse et la diffusion des données à
  référence spatiale
• La convergence de la géodésie, la cartographie,
  l arpentage, la métrologie, la topographie, la
  photogrammétrie, la télédétection et les bases de
  données à référence spatiale
• Ses méthodes de recherche sont tirées de la
  mathématique, de la physique, de la génie et de
  l informatique

4
La géomatique cognitive

• Premier constat
• Approche  développement des outils 
• Focus sur l'ingénérie et l informatique
• Approche  comprendre l être humain dans son
  milieu
• Focus sur les sciences cognitives
• Psychologie, linguistique, philosophie
• Vers une intégration des deux approches
• Approche  appuyer et enrichir l être humain
  dans son milieu 

5
La géomatique cognitive

• Deuxième constant
• Dans plusieurs domaines d intérêt de la
  géomatique, la cognitive joue un rôle central et
  incontournable
• L incertitude spatiale
• L implantation de la géomatique au sein des
  organisations
• La diffusion (communication)
• La visualisation
• La navigation

6
La portée de la géomatique cognitive

• A prime abord, les deux domaines sont très
  différents
• Différentes cultures professionnelles
• Sciences de l ingenerie versus sciences humaines
• Différentes bases disciplinaires
• Sciences fondamentales versus sciences appliquées
• Différentes méthodologies de recherche
• Expérimentation versus études conceptuelles ou
  développement et implantation d instruments

7
La portée de la géomatique cognitive

• Mais il y a aussi beaucoup de similitudes
• La convergence de plusieurs disciplines
  antérieures
• Une création moderne
• S intéressent à lacquisition, à lintégration
  et au traitement de linformation
• Les référentiels et les représentations sont au
  cur de leur préoccupations

8
La portée de la géomatique cognitive

• Ainsi, comme programme, viser les éléments
  communs
• Explorer le rôle des référentiels pour la fusion
  des différentes données selon la mode
  d acquisition
• Explorer les représentations de données
  spatiales, à la fois du point de vue cognitif que
  du point géomatique

9
La portée de la géomatique cognitive

• Aussi, viser à rassembler d autres éléments
• Viser l intégration des méthodologies de
  recherche
• Test-bed cognitif
• Expérimentation psychologique développement des
  outils
• Améliorer des applications existantes de la
  géomatique
• Analyses statistiques et caractérisation de
  lincertitude
• Modélisation quantitative
• Aide à la décision par la visualisation
• Outils de forage

10
La portée de la géomatique cognitive

• Finalement, développer de nouvelles orientations
• Veiller à appliquer les résultats à de nouveaux
  types dusage
• Au-delà de l approche quantitative
• Approche qualitative
• Descriptions
• Spatio-temporelles
• Linguistiques
• Patterns (e.g. design patterns)
• Ontologies
• Raisonnement

11
La Chaire en géomatique cognitive

• Rendre explicite des liens entre la référence
  quantitative (géodésique) et la référence
  qualitative (cognitive)
• Les bases de connaissance et le raisonnement
  spatial
• La fusion des données/connaissances
• Le rôle de la référence qualitative pour intégrer
  les données qualitatives
• La référence dans la vision (traitement des
  images)
• L approche fixations-saccades-attention est
  fortement liée à l usage du raisonnement spatial
• Mais la vision implique aussi l usage de la
  référence quantitative
• Le lien avec la référence géodésique - à faire

12
La Chaire en géomatique cognitive

•  La référence spatiale à la croisée des
  chemins 
• Explorer les liens entre les représentations
  spatiales cognitive et physique
• Les représentations mentales
• Les représentations mentales des espaces
  semi-naturels comme des parcs
• Les représentations mentales des espaces comme
  des centres d achat
• Les représentations physiques
• Les représentations physiques comme les cartes
  électroniques, des environnements virtuels, etc.
• Caractériser la  lisibilité  d un espace
  aménagé et de ses représentations physiques

13
La Chaire en géomatique cognitive

•  La référence spatiale à la croisée des
  chemins 
• Caractériser la  lisibilité  d un espace
  aménagé et de ses représentations physiques
• Sa structure visuelle et physique
• La congruence entre sa structure et celle des
  représentations mentales
• Sa signalathèque
• Les schémas dutilisation/action

14
La Chaire en géomatique cognitive

•  La référence spatiale à la croisée des
  chemins 
• Consolider des collaborations en sciences
  humaines
• Développer de nouveaux outils à lappui des
  sciences humaines
• Les régions perceptuelles
• Les régions informationnelles
• Les espaces communautaires
• Les trajets en espace Voronoï
• Applications
• Urbanisme/géographie
• Sociologie

15
La Chaire en géomatique cognitive

•  La référence spatiale à la croisée des
  chemins 
• Les régions perceptuelles
• Régions 2D de lespace vista et lespace
  environnemental (espaces de déplacement/renforceme
  nt) centrées sur la résidence
• Développé avec I. Reginster, géographe
• Validées à l aide d une étude comparative de
  choix résidentielle entre Sillery et Charlesbourg
  (avec la base de données du CRAD)
• Régions perceptuelles étudiées à l aide de
  photographies et d une enquête
  origine-destination

16
La Chaire en géomatique cognitive

•  La référence spatiale à la croisée des
  chemins 
• Les régions perceptuelles

working 1 V.S.
other V.S.
local D.S.
aggregated residential V.S.
other V.S.
Enlarged Displacement Space
17
Concept des régions perceptuelles
perceptual regions
belonging
memory and reinforcement
qualities
activities
everyday experiences
18
Régions perceptuelles
Charlesbourg145 000
Sillery145 000
N
Legend important shops,
schools leisure space
highway entrance local
displacement space vista space
roads
nuisance sources
19
La Chaire en géomatique cognitive

•  La référence spatiale à la croisée des
  chemins 
• Les régions perceptuelles - Prochaines étapes
• Développer les régions perceptuelles pour
  différents profils d usagers (différents
  professions ou origines ethniques, différents
  sexes ou ages, etc.)
• Évaluer des indices pour des variables d intérêt
  dans ces régions
• Prédire l ordre de priorité dans une liste de
  variables d intérêt, en fonction de la
  configuration spatiale de l environnement et du
  profil d usager
• Valider ces prédictions par l entremise
  d enquêtes
• gt une méthode d estimation de priorités e.g.
  de consommation
• gt une analyse de sensibilité de l impacte de
  la configuration spatiale sur les intérêts de
  consommation

20
La Chaire en géomatique cognitive

•  La référence spatiale à la croisée des
  chemins 
• Les régions perceptuelles
• Les régions informationnelles
• Régions de lespace vista et lespace
  environnemental pour des espaces informationnels
• Développé avec K. Jones, géographe

21
La Chaire en géomatique cognitive

•  La référence spatiale à la croisée des
  chemins 
• Les régions perceptuelles
• Les régions informationnelles
• Les espaces communautaires
• Lespace perceptuel généralisée à une communauté
• Développé avec N. McInnes, sociologue

22
La Chaire en géomatique cognitive

•  La référence spatiale à la croisée des
  chemins 
• Les régions perceptuelles (2001)
• Les régions informationnelles (en cours)
• Les espaces communautaires (en cours)
• Les trajets en espace Voronoï (1993)
• Les objets incluent leurs zones dinfluence
• Les objets sont remplacés dynamiquement dans le
  temps
• Les objets sont organisés en hiérarchies de
  détail
• Une enquête en trajet peut être formulée

23
Projet de CRSNG/Dépenses courantes

•  La cognition et lesthétique au cur de la
  géomatique - des méthodes computationnelles 
• Pourquoi lesthétique en géomatique?
• La généralisation cartographique
• Linterprétation des images
• L aménagement des espaces
• Démarche cognitive pour caractériser lesthétique
• Trois approches
• Approche quantitative
• Approche structurale
• Approche qualitative

24
Projet de CRSNG/Dépenses courantes

•  La cognition et lesthétique au cur de la
  géomatique - des méthodes computationnelles 
• Approche quantitative - art comme technique
  (Platon)
• Développer des métriques pour lesthétique
• Mesures de variation Répétition, avec variations
  et en évolution
• Mesures de gestalt Continuité, tension et
  résolution
• Mesures d imbrication Recursivity, multiples
  dimensions
• Mesures de résolution tension et résolution
• Semblable aux  métriques de paysage  en
  écologie, soit une  boîte à outils 

25
Projet de CRSNG/Dépenses courantes

•  La cognition et lesthétique au cur de la
  géomatique - des méthodes computationnelles 
• Approche quantitative
• Approche structurale - art comme propriété
  cognitif (Kant)
• Modélisation cognitive
• Le rôle de lesthétique dans la cognition
• Une sorte de homéostasie
• Ancrer lattention dans le monde des perceptions
• Reprise du développement cognitif chez l enfant
• Recherche des invariances dans son expérience
• Invariances qui jumellent émotion et perception
• Comme des visages

26
Projet de CRSNG/Dépenses courantes

•  La cognition et lesthétique au cur de la
  géomatique - des méthodes computationnelles 
• Approche quantitative
• Approche structurale
• Approche qualitative - art comme génie
  (romantiques)
• Ancrer dans les analyses empiriques
• Caractériser les circonstances de l expérience
  esthétique
• Cataloguer des réponses esthétiques à différents
  types de contextes esthétiques
• Développer des banques dindicateurs esthétiques

27
Projet de CRSNG/Dépenses courantes

•  La cognition et lesthétique au cur de la
  géomatique - des méthodes computationnelles 
• Applications
• Laménagement des espaces
• Le lien entre lesthétique et la lisibilité
• L esthétique motive un regard plus attentif à
  l environnement - alors plus de lisibilité
• Conception dinvariances intentionnelles

28
Projet de CRSNG/Dépenses courantes

•  La cognition et lesthétique au cur de la
  géomatique - des méthodes computationnelles 
• Applications
• L aménagement des espaces
• L analyse des images
• Saccades de fixation (pré-attentives)
• Mesures de gestalt - proximité, orientation, etc.
• Guidées par l attention
• Esthétique une approche plus d interprétation
• Métriques esthétiques
• Gestalt et imbrication
• Variation et procédure de résolution
• Recherche des invariances émotives/sensorielles

29
Projet de CRSNG/Dépenses courantes

•  La cognition et lesthétique au cur de la
  géomatique - des méthodes computationnelles 
• Applications
• Laménagement des espaces
• L interprétation des images
• La généralisation cartographie
• On généralise pour rendre une carte ou une
  visualisation plus lisible
• Le lien entre lesthétique et la lisibilité
• Plus lisible gt plus prêt pour faire du
  raisonnement
• On raisonne à partir d un univers d éléments
• Les choix de l univers est déterminé par le but
  visé et l  esthétique
• On généralise pour rehausser l esthétique et la
  lisibilité de la carte par l entremise des
  métriques appropriées

30
Au-dela des projets en cours

• Les outils qualitatifs basés sur le raisonnement
• Lintégration de léthique et la conscience
• Un  attracteur  au sein de l expérience
  émotive
• Le développement durable à léchelle de la
  planète et des valeurs humaines
• La valorisation des gens ayant peu de pouvoir (
  empowerment )

31
Conclusion

• La géomatique cognitive est un programme
  denvergure
• Et par extension la même commentaire est valide
  pour la cognitive au sein de la science de
  linformation géographique
• Elle implique une re-définition des valeurs au
  sein de la géomatique
• La Chaire en géomatique cognitive ne fait que
  développer et promouvoir les bases de cette
  intégration
• Le tout dans le but d appuyer de nouvelles
  développements, surtout en sciences humaines

32
Travaux futurs

• À la recherche de collaborations pour ouvrir de
  nouvelles applications et développer davantage
  des nouveaux méthodes/outils en géomatique
  cognitive
• Consolider les acquis en géomatique cognitive
  dans un livre