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Premier niveau de modlisationspatiale : Analyse de la thmatiquedont relve la problmatique rsoudre ; Dtermination de la structuredes donnes spatiales et aspatiales(thmatiques) selon la mthodeH.B.D.S. ; Conception et rdaction dumodle conceptuel de donnes ; Cration de la geodatabase ; Cration des donnes spatialeset aspatiales.

Des conceptstopologiquesdHBDS leurimplmentationlogicielle : 25 ans la fin des annes 1970, enparallle avec le dveloppementde la pense systmique , sontapparues de nouvelles approches,de nouveaux concepts et principesde formalisation concernant dunepart la structure des donnes, leurgestion, leur archivage, leur mise jour, et dautre part la structurationde linformation spatiale et aspa-tiale (thmatique). Cest FranoisBouill, gologue et informaticien,qui proposa dans le cadre de sathse dtat lapplication et la miseen uvre de la thorie des grapheset des hypergraphes, de la topolo-gie, de la thorie des ensemblespour crer un modle universelde banques de donnes, portableet simultanment partageable (titre de la thse de Bouill). Cesnouvelles approches sont apparuessuite un constat que les mthodesde type relationnel mises au pointet utilises dans le domaine de lagestion ne permettaient pas deprendre en compte dune faonsatisfaisante laspect gographi-que des objets cest dire,entre autres, la rfrence spatiale(longitude, latitude, type dem-prise, forme, voisinage) commecomposante intgrante de lobjetet non comme de simples attributsde lobjet.

Mais il aura fallu 25 ans pour queces concepts, ces rflexions, cesmthodes trouvent leur impl-

mentation complte dans unlogiciel, jusqu lintgration dela topologie aussi bien dans lastructure interne de linforma-tion spatiale que dans la structureexterne des donnes constituantdes bases de donnes spatialeset les systmes dinformationgographique.

En effet, cest dj en 1977, queFranois Bouill, gologue et infor-maticien, proposait la modlisationHBDS. Il introduisait les conceptsde la thorie des graphes et desensembles pour apprhenderdune part les structures inter-nes de linformation spatiale etthmatique, dautre part pourmanipuler, grer, organiser, archi-ver les donnes dans les banquesde donnes . Les concepts dhy-pergraphe, de graphe furent alorsutiliss dans la conception et lacration des bases de donnesspatialises qui vont tre alorsstructures topologiquement. lpoque, F. Bouill crivait propos du modle mathmatiquede la structure des donnes : Unensemble de graphes et hypergra-phes constitue larmature. Cettearmature est en quelque sorte unespace topologique supportant lesdonnes, sans le secours daucunespace mtrique.

Dans le second chapitre de sa thse,Bouill traite dun point fonda-mental qui est la reconnaissancede la structure des phnomnesguidant la construction de la SD(Structure de Donnes). Il prsenteune construction peu traditionnelleet lencontre des ides commu-nment admises jusqualors : laSD est dduite des phnomnesnon des problmes : il scarteainsi rsolument des dmarcheshabituellement empiristes dans ledomaine, pour se placer dans uneoptique beaucoup plus hypoth-tico-dductive.

Dautre part, la structuration delinformation spatiale est penseselon un modle topologique cest dire quun objet gographiqueest assimil un graphe planaireparticulier. Au dbut des annes1980, est conu et cr le logicielArcInfo de type gorelationnel.

Les objets gographiques ont unestructure interne possdant unetopologie en terme de proximit,de contigut, de continuit. Cesont des graphes planaires topo-logiques sans isthme auxquelssont associs des graphes duals.Durant la dcennie 1980-1990,sont dveloppes des mthodesalgorithmiques prenant en comptele concept de topologie lors de lamodlisation des objets, mthodequon va appel er orienteobjet . De 1990 1995 surgissentplusieurs langages de modlisationqui vont donner naissance aulangage de modlisation qui portele nom de UML cest--dire UnifiedModelling Language. En 1999-2000,apparat clairement la philosophieoriente objet dans une nouvellegamme de produits ESRI savoirArcGis8.0. Au fur et mesure desversions successives se dploie leconcept de geodatabase et sonexpression travers le langageUML. En 2003, les principes de latopologie commandent la structu-ration interne de la geodatabaseavec lavnement dArcGis 8.3.

ArcGis/ArcEditorest le module dela gamme ArcGis qui est enti-rement ddi la cration dela geodatabase topologique. LemoduleArcEditor ne travaille qupartir dun modle conceptuel dedonnes cr partir dune mod-lisation gographique. Une fois lemodle conceptuel rdig selon lamthode hypergraphique HBDS,on peut crer la geodatabase quiva tre une image physique dumodle conceptuel de donnes.En dautres termes, la geodata-base sous sa forme concrte nestautre que le modle conceptuelde donnes (MCD) cr physi-quement en dur mais videdobjets. Par ailleurs, chaque casede la geodatabase cest dire dudiagramme de classe correspond une classe (ou sous-classe) duMCD. On peut faire le parallleentre les concepts dveloppsdans la mthode hypergraphi-que HBDS de F. Bouill et lesconcepts dvelopps dans ArcGiset plus particulirement dansArcGis/ArcEditor (ESRI). La corres-pondance est explicite dans letableau suivant :

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RECHERCHE

tude de cas :Projet Chanderi

(Inde)Le projet Chanderi , relevantdu domaine de la sociologieurbaine historique, a t initipar le Professeur G. Fussman duCollge de France, spcialiste dela civilisation indienne. Chanderiest une ville moyenne de 20 000habitants situe au sud-ouest deDelhi, dans ltat du Madhya-Pradesh, en bordure du plateaudu Malwa (cf. carte n1). Le projetsappuyait sur un SIG pour tudierla ville du 11meau 20mesicle etcomprendre globalement lesinterrelations entre les diff-rents phnomnes historiques,sociologiques, culturels, spatiaux,naturels, conomiques, etc Unmodle conceptuel a t conu

et cr selon la mthode HBDSen 1994. Dans un premier temps,les informations spatiales et/outhmatiques ont t cres int-gralement (rien nexistant alors) partir de sources trs varies,htrognes, de qualit et de

prcision diffrentes comme lesphotographies ariennes, lin-formation satellitaire, les cartestopographiques, gologiques, lesplans cadastraux, les enqutessociologiques, le suivi des parcoursdes processions religieuses, etc.

Carte de localisation de la ville de Chanderi (Madhya Pradesh Inde)mise en relation avecle phnomne gologique et le phnomne topographique.

Terminologie

ArcGis (ESRI)Terminologie HBDS (F. Bouill) Remarques

Geodatabase Hypergraphe, fort Dnitions de la thories des graphes et deshypergraphes de C. Berge

Feature datasetHyperclasse, Jeu de classe dentits(traduction franaise ESRI France)

La feature datasetdoit avoir en thorie les mmesrfrentiels spatiaux mais ce nest pas obligatoire

Subtype Hyperclasse

Feature class Classe

Relationship class Lien (HBDS), Relation topologique

Objet Objet HBDS

Topology Topologie Entre et lintrieur de donnes

Domain Domaine Intervalle des valeurs prises par les attributs

Prsentation du passage direct

du Modle Conceptuel de Donnes (MCD)

de Chanderi (Inde) selon la mthode

hypergraphique HBDS et la cration

de lageodatabase Chanderi avecArcGis/ArcEditor.

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Modlisation de la ralit observable

sous forme de Modle Conceptuel

de Donnes (MCD) selon la mthode

hypergraphique HBDS pour

le projet CHANDERI

Interrogation de linformation spatiale et aspatiale contenue

dans lhyperclasse (featuredataset)gologie

Cration de la geodatabase ou hypergraphe Chanderi

partir du modle conceptuel prcdent compos

de classes, dhyperclasses et de lien : cration des hyperclasses

(feature dataset): agriculture, gologie, hydrographie,

perception de lespace, sociologie, topographie.

Cration des liens entre les classes avec relationship class.

Classe (featureclass)professions

Cration du lien castes_religions (relationship class)

entre la classe castes et la classe religions

classes (featureclass) re, systme, groupe, sous_groupe,type_de_roche de lhyperclasse (featuredataset)gologie

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RECHERCHE

ConclusionCes quelques dveloppements ontpermis de rsumer lhistorique delapparition de la modlisation hyper-graphique, son dveloppement logiciel,et de les illustrer via lexemple thma-tique dapplication fourni par le cas dela ville de Chanderi. Lavance mtho-

dologique majeure en retenir est que, sous rserve dun MCD suffisammentapprofondi, la philosophie HBDS, telleque le concept de geodatabase lintro-duit dans lencapsulage objet permetde rendre informatiquement opra-ble sur la base dune formalisationuniverselle, lunivers des requtesde tous types (logiques, spatiales,

temporelles, fonctionnelles...) nces-saires la comprhension globale(lments constitutifs, structure etprocessus volutif ventuellement)dun phnomne gographique. Elleconstitue ainsi le socle conceptuelle plus oprationnel ce jour pourtayer lusage des SIG comme langagesdinterrogation de lespace.

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