# Visualisation et analyse spatio-temporelle de trajectoires maritimes

Mattia Bunel, César Ducruet, Claire Lagesse, Eric Mermet, Séléna Petit

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Mattia Bunel, César Ducruet, Claire Lagesse, Eric Mermet, Séléna Petit. Visualisation et analyse spatio-temporelle de trajectoires maritimes. Karine Emsellem; Didier Josselin; Diego Moreno Sierra; Christine Voiron. SAGEO 2016, Dec 2016, Nice, France., pp.591, 2016, Actes de la conférence SAGEO'2016 - Spatial Analysis and GEOmatics. hal-01614362

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Submitted on 10 Oct 2017

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# Visualisation et analyse spatio-temporelle de trajectoires maritimes

Mattia Bunel¹, César Ducruet¹, Claire Lagesse², Éric Mermet³, ⁴ et Séléna Petit¹

1. CNRS UMR 8504 Géographie-Cités, 2. CNRS UMR 6049 ThéMa, Université de Bourgogne - Franche-Comté
3. CNRS UPS 3611 Institut des Systèmes Complexes - Paris Île-de-France, 4. CNRS UMR 8557 Centre d'Analyse et de Mathématique Sociales

## Résumé

Épine dorsale de la mondialisation, le transport maritime est paradoxalement le parent pauvre de l'analyse de réseau et de la cartographie des flux. Mais l'utilisation inédite de données d'archives nous permet d'envisager une analyse sur le temps long.

## 1. Présentation des données

Principal assureur maritime mondial, la *Lloyd's of London*, publie depuis 1880 des données sur l'ensemble des navires assurés par la compagnie.

<figure><img src="image_2.png" /></figure>

Si la quantité d'informations varie, les différentes publications nous informent toutes sur les mouvements des navires. Mais certaines publications, comme le *Shipping Index* ne nous informent que sur le dernier trajet, pouvant pontentiellement être l'étape intermédiaire d'un plus long voyage. Il est donc nécessaire de regrouper les informations de plusieurs publications consécutives.

<figure><img src="image_3.png" /><figcaption>Reconstitution des trajectoires à partir du LSI</figcaption></figure>

La première contrainte est la nature des sources et leur volume. Il a été nécessaire de développer une nouvelle solution de reconnaissance optique des caractères ad hoc pour traiter les archives numérisées.

## 2. Agrégation des trajectoires

Les trajectoires calculées s'appuient sur un réseau de Delaunay dont la base est un semis de points constitué d'une grille en quinconce, de points aléatoires, d'une densification de points le long des côtes. La valuation des liens du réseau est relative à la distance entre deux points du semis.

<figure><img src="image_4.png" /><figcaption>Construction d'une grille en quinconce de pas 5°</figcaption></figure>

<figure><img src="image_5.png" /><figcaption>Tirage aléatoire de 3000 points sur les océans</figcaption></figure>

<figure><img src="image_6.png" /><figcaption>Tirage aléatoire de 75000 points le long des côtes</figcaption></figure>

<figure><img src="image_7.png" /><figcaption>Obtention d'un semis de points mêlant grille, points aléatoires avec unedensification le long des côtes</figcaption></figure>

La connectivité sur la ligne de changement de date a été faite manuellement, tout comme les pôles. Les zones de banquises ont été surpondérées pour éviter des trajectoires non cohérentes.

Le réseau final obtenu comporte 160 000 noeuds et 460 000 liens. Porté dans une base Postgres/PostGIS avec l'extension pgRouting, le temps de calcul d'une trajectoire entre deux ports est d'environ 1 seconde.

<figure><img src="image_8.png" /><figcaption>Vue de la grille obtenue zur le détroit de Gibraltar</figcaption></figure>

<figure><img src="image_9.png" /><figcaption>Réseau de Delaunay sur la base du semis de points</figcaption></figure>

<figure><img src="image_10.png" /><figcaption>Les zones sélectionnées sont surpondérées de 30%</figcaption></figure>

<figure><img src="image_11.png" /><figcaption>Connexion des points réseau Est-Ouest et des pôles</figcaption></figure>

<figure><img src="image_12.png" /></figure>

## 3. Visualisation

Pour proposer un meilleur accès aux sources un **géoportail** est développé, offrant des outils d'analyse, d'extraction et de visualisation des données.

<figure><img src="image_13.png" /></figure>

Le **géoportail** fait également office d'interface avec la base Postgres/PostGIS, et plus précisement avec l'algorithme de calcul des trajectoires

<figure><img src="image_14.png" /><figcaption>Affichage des flux pour une période</figcaption></figure>

<figure><img src="image_15.png" /><figcaption>Exemple de calcul de trajectoire</figcaption></figure>

<figure><img src="image_16.png" /><figcaption>Architecture du géoportail</figcaption></figure>