MGS - Mesure géométrique des skylines pour en objectiver leurs représentations (2012)

Francfort Skyline 2

DESCRIPTIF SCIENTIFIQUE :

Objectifs :

Ce projet vise à recenser et systématiser l’analyse des perceptions du skyline des praticiens et du grand public en confrontant les caractéristiques géométriques extraites de photographies de skyline aux perceptions de plusieurs publics à Lyon et Londres.

 

Méthodologie utilisée :

Deux recherches ont été menées de façon conjointe. Dans une ultime étape, les deux tâches seront confrontées à travers l’analyse des corrélations entre les variables issues de la caractérisation géométrique des skylines et celles associées à leurs perceptions :

 1/ Construction des protocoles de recensement des perceptions du skyline
Cette mission vise à recenser et évaluer les perceptions du skyline des praticiens et du grand public. Elaborée dans le cadre du projet ANR SKYLINE, elle vise à créer et rassembler des connaissances sur les perceptions qui sous-tendent les stratégies des acteurs. Deux protocoles de photo-questionnaires ont été élaborés pour saisir ces perceptions. Le premier consiste à tester la variabilité des perceptions des résidents et visiteurs de Lyon. Sont testées les variabilités liées aux types de skylines présentés en photographie ainsi que celles associées aux caractéristiques socio-démographiques des sondés. Le questionnaire est en cours d’administration à Lyon avec un échantillon de 400 personnes. Une application pour smartphone a été réalisée pour faciliter la passation et surtout pour automatiser la construction et le codage de la base de réponses. Le deuxième photo-questionnaire, administré en ligne sur le site du projet SKYLINE (http://recherche.univ-lyon2.fr/skyline/wordpress/?page_id=98), s’adresse aux experts et praticiens. Construit sur le mode du jeu de reconnaissance des skylines, il permet de tester d’une part la capacité d’identification des villes par leur skyline, et d’autre part, de mesurer le rôle du capital social et spatial des experts dans leurs perceptions et reconnaissance des paysages urbains. Le photo-questionnaire sera opérationnel en mars 2014.

2/ Identification et extraction automatique du skyline sur des photographies
Les travaux menés pendant le séjour postdoctoral ont eu pour objectif l’extraction et la caractérisation du skyline. L’étude bibliographique a fait apparaître plusieurs définitions possibles et parfois contradictoires de cet objet. Nous nous sommes dirigés dans un premier temps pour une définition intuitive qui décrit le skyline comme la ligne imaginaire qui marque la limite entre le ciel et les objets terrestres (« naturels » ou artificiels). Nous avons formalisé la notion de « v-convexité »: un skyline est dit v-convexe si et seulement si l’intersection de toute droite verticale avec la région située en dessous du skyline est un segment de droite.

Plusieurs grandes familles d’algorithmes sont susceptibles de traiter ce problème de segmentation d’images. Après plusieurs expériences, nous nous sommes focalisés sur des approches contour, cherchant à extraire des lignes de fort contraste dans l’image. Le filtre de Canny a permis d’identifier des zones de fort contraste sur l’image. Sur chaque verticale de l’image, nous avons alors choisi de ne conserver que le point situé le plus haut. Il résulte de ce traitement une liste de points appartenant de manière quasi certaine au skyline recherché. Cette première version appelée « enveloppe supérieure » présente néanmoins l’inconvénient d’être déconnectée puisque deux colonnes voisines dans l’image peuvent porter des points du skyline situés sur des horizontales très éloignées. Une approche naïve nous a conduits à les relier par des segments de droites afin d’obtenir une courbe continue. Nous obtenons une approximation v-convexe du skyline réel. Lorsque le skyline est v-convexe, ce premier algorithme l’extrait avec un très bon taux de succès. Néanmoins, cette approximation ne donne pas un résultat satisfaisant en cas de skyline non v-convexe, lorsque par exemple, les bâtiments présentent des porte-à-faux ou dans le cas de déformation des bâtiments liée à la perspective.

Nous avons alors proposé d’affiner l’approximation du skyline en modélisant l’image comme un graphe dont les arêtes sont valuées par un coût d’autant plus faible que le contraste est important. La connexion entre deux sommets non contigus de l’enveloppe supérieure peut alors se ramener à la recherche d’un plus court chemin dans ce graphe. Nos expérimentations utilisant l’algorithme de Dijkstra obtiennent des résultats très satisfaisants en des temps d’exécution de quelques secondes. Des travaux en cours utilisant des heuristiques garanties permettent d’envisager de diminuer encore ce temps à quelques fractions de seconde.

 

Résultats attendus :

La réalisation des protocoles est terminée. Les questionnaires sont en cours d’administration et les premiers résultats seront disponibles en juin 2014.
Nous disposons enfin d’un prototype opérationnel d’extraction automatique du skyline dans des images. Nos efforts vont porter maintenant sur sa caractérisation géométrique et sur la mise en correspondance des caractéristiques extraites avec les données issues des photos questionnaires.
L’analyse des corrélations entre les variables issues de la caractérisation géométrique des skylines et les perceptions des publics sondés sera menée à l’automne 2014.

PRÉSENTATION PPT : PPT IMU 24 - MGS

 

Publications : 

Manuel APPERT (EVS) - Articulo - Journal of urban research
Skyscrapers and the redrawing of the London skyline: a case of territorialisation through landscape control
Les gratte-ciel et la redéfinition du skyline de Londres: un cas de territorialisation par un contrôle du paysage
http://articulo.revues.org/2784

Publication dans Articulo "Les gratte-ciel et la
redéfinition du skyline de Londres :
un cas de territorialisation par un contrôle du paysage"

Manuel Appert and Christian Montes, « Skyscrapers and the redrawing of the London skyline :
a case of territorialisation through landscape control
 », Articulo - Journal of Urban Research [Online], Special issue 7 | 2015,
Online since 13 July 2015,

 

Manuel Appert

Portrait de Manuel APPERT, Directeur de l’Institut de recherche géographique à l’Université Lyon 2 et membre du laboratoire EVS, pilote le projet « Skyline »

« Notre rôle : objectiver le débat public sur les tours »