Modélisation de l'espace géographique urbain

La modélisation géographique est réalisée à l'échelle de l'individu, à partir de nombreuses sources de données. Chaque individu, caractérisé par l'âge et son sexe, est considéré comme appartenant à un ménage (seul, en couple, avec/sans enfant, etc.) et un habitat (superficie, etc.), fréquentant des points d'intérêts (restaurant, commerce, salle de sport, etc.), travaillant au sein d'une entreprise/école et sur les habitudes de déplacement (trajets domicile/travail, loisirs, etc.). Cette représentation géographique modélise le plus finement possible les lieux susceptibles d’être des lieux de transmission :

  • Habitations (avec une génération des logements dans les bâtiments et une génération de leurs occupants - ménages, familles, personnes seules - avec leurs caractéristiques sociales et leur état de contamination)
  • Lieux de travail (entreprise, école, université) avec estimation du nombre de salariés et de la surface des locaux.
  • Points d'intérêt (POI), comprenant magasins (avec une surface et une estimation du degré de fréquentation), restaurants, etc.
Ces objets sont ensuite générés sous forme de graphes, comme celui présenté ci-dessous. La publication de ces données suivant la formalisation du web sémantique est prévue.

Exemple de graphe utilisé comme structure pour générer les données d'entrées du modèle (géographie et population). Chaque noeud contient ses informations (i.e. méta-données) sur une entité précise. Les arêtes modélisent le rattrachement entre les entités. Les producteurs de données sont définis par un code couleur (IGN : violet, INSEE : orange, OpenStreetMap : gris, APUR : bleu et autres : blanc). Les noms précis des bases de données correspondantes sont indiqués dans les différents noeuds.


Une illustration, sous forme cartographique, des données géographiques au sein des quartiers parisiens Saint-Victor et Jussieu est présentée sur cette page. L'application ci-dessous permet de consulter les caractéristiques principales de chaque arrondissement de Paris.

Exemple de visualisation des données géographiques

Cette carte présente les données d'entrées du modèle pour les quartiers Saint-Victor et Jussieu situés dans le Vème arrondissement de Paris. Plus particulièrement, elle contient les informations sur les bâtiments (nombre de logements, >

Cette carte présente les POI du Vème arrondissement de Paris ainsi que leur fréquentation pour une journée type, calculée selon le module de présence du simulateur.

Cette carte réagrège les données pour chaque IRIS de la ville de Paris. Il est tout à fait aisé d'ajouter d'autres indicateurs ou des détails supplémentaires à ces données.

Tous les arrondissements de Paris sont visualisables sur cette page

Construction des données

Bâtiments

En plus d'une modélisation simple reprennant les données de la BD_Topo®, une modélisation plus détaillée est proposée, grâce à des traitements simples utilisant les adresses de la BAN et les segments de routes. Les données issues du projet de Base Nationale des Bâtiments pourront être ajoutées. La modélisation de l'intérieur des bâtiments est ensuite réalisée en fonction du nombre de POI, des lieux de travail et des logements identifiés au sein des bâtiments.

Population synthétique

La population synthétique est simulée suivant une méthode originale, décrite dans un article en cours de rédaction. Les sources principales de données sont les différents recensements de l'INSEE à l'échelle de l'IRIS (groupement de quartiers), ainsi que des données concernant les individus habitant hors-ménages (maisons de retraîtes, foyers, résidences spécialisées, etc.). La modélisation de l'intérieur des bâtiments décrite précédemment est utilisée pour affecter un nombre de logements à chaque bâtiment. Des ménages sont ensuite affectés à ces logements. Des individus sont finalement générés au sein de chaque ménage, en prenant en compte de nombreuses contraintes inhérentes à la structure des ménages (différences d’âge entre les adultes et les enfants d'une famille, couples homosexuels, etc.).

Lieux de travail

La dénomination lieu de travail représente les lieux d'activité principale des individus. Il peut s'agir d'emplois salariés pour les adultes ou de lieux d'éducation (école/études supérieures) pour les plus jeunes individus. Les emplois salariés sont directement issus de la base de données SIRENE produite par l'INSEE. Le champ trancheEffectifsEtablissement est utilisé pour affecter un nombre d'emploi à chaque lieu. Les écoles proviennent des données municipales, contenant également les effectifs totaux et le nombre de classes pour chaque établissement. Les effectifs d'étudiants proviennent des statistiques du Ministère de l'Enseignement Supérieur, de la Recherche et de l'Innovation.

Points d'intérêts

Un point d'intérêt est un lieu attirant du public (commerce, culture, service à la personne, etc.). Ces lieux sont donc différents des lieux de travail car ils attirent un public temporaire. Toutefois, un même lieu peut être considéré comme un lieu de travail et un POI (un commerce emploie des individus alors que d'autres individus fréquentent le dit établissement). Nos générations privilégient les points d’intérêt en intérieur, puisqu'ils sont les lieux principaux de transmission de maladies respiratoires.

Environnement urbain

L'environnement urbain représente les espaces où la circulation piétonne est possible. Elle est générée sous forme d'une partition spatiale plannaire, puis divisée en tuiles hexagonales.

Regroupement des différentes informations sous forme de graphe

Pour que le simulateur puisse facilement utiliser l’ensemble des informations géographiques, sociologiques et sanitaires utiles, les données sont représentées à l’aide de graphes, comme celui présenté ci-dessous. Les caractéristiques des bâtiments et des individus sont contenues dans les méta-données présentes sur chaque noeud du graphe. Les arêtes modélisent le rattachement entre les entités. Le schema ci dessous détaille la relation entre les différents objets.

Les prochaines versions du graphs respecteront le format RDF afin de permettre une plus grande expressivitée dans les liens qu'entretiennent entre eux les différents objets. Il sera également possible de diffuser les données sous format web grâces aux technologies issues du web des données.



Structure du graphe contenant l'ensemble des informations permettant de modéliser l'environnement urbain (groupe de bâtiments, points d'intérêts, entreprises, écoles, etc.) ainsi que les individus rattachés pour la plupart à un ménage. Les noeuds présentent les différentes méta-données utilisées au sein du simulateur pour chaque entité et les arêtes modélisent le rattachement entre les différentes entités.


Producteurs de données

Ressources

Le code source de l'importateur est disponible sur ce serveur hébergé sur framagit.