Carte asymétrique - Dasymetric map

Étapes de la création d'une carte dasymétrique de l' Utah Valley , Utah en utilisant la méthode binaire. Le panneau de gauche montre les groupes de blocs d'origine. Le deuxième panneau montre des terres connues pour être inhabitées, y compris l'eau et les terres publiques. Le troisième panneau montre le résultat de la suppression de la zone inhabitée et du recalcul de la densité. Notez les densités accrues autour de la périphérie de la zone urbaine.

Une carte asymétrique (du grec δασύς dasýs  « dense » et métro  « mesure ») est un type de carte thématique qui utilise des symboles de surface pour visualiser un champ géographique en affinant une carte choroplèthe avec des informations auxiliaires sur la distribution de la variable. Le nom fait référence au fait que la variable la plus commune cartographiée à l'aide de cette technique a généralement été la densité de population . La carte disymétrique est un produit hybride combinant les forces et les faiblesses des cartes choroplèthes et isarithmiques .

Les cartes asymétriques sont utilisées à la place des cartes choroplèthes car elles représentent plus précisément les distributions de données sous-jacentes. Les cartes choroplèthes et les cartes disymétriques diffèrent de trois manières principales. Premièrement, les zones disymétriques sont générées à l'aide de données auxiliaires tandis que les limites sur les cartes choroplèthes utilisent des unités utilisées à des fins plus générales (telles que les limites des comtés américains). Deuxièmement, les zones choroplèthes ont des niveaux variables d'homogénéité interne tandis que les cartes disymétriques sont conçues pour être homogènes en interne. Enfin, les méthodes de cartographie choroplèthe sont standardisées tandis que les méthodes disymétriques sont sous-recherchées.  

Histoire

Carte de 1833 de la densité de population mondiale de Scrope, peut-être la première carte asymétrique.

Les premières cartes utilisant ce type d'approche incluent une carte de 1833 de la densité de population mondiale par George Julius Poulett Scrope et une carte de 1838 de la densité de population en Irlande par Henry Drury Harness , bien que les méthodes utilisées pour créer ces cartes n'aient jamais été documentées.

Le terme "dasymétrique" a été inventé en 1911 par Semenov-Tian-Shansky, qui a le premier développé et documenté entièrement la technique, les définissant comme des cartes "sur lesquelles la densité de population, indépendamment de toute frontière administrative, est représentée telle qu'elle est distribuée dans la réalité, c'est-à-dire par des points naturels de concentration et de raréfaction." Il a proposé plusieurs méthodes pour améliorer les cartes choroplèthes, dont certaines peuvent être plus correctement appelées cartes isarithmiques , mais la technique disymétrique qu'il a la plus développée et appliquée est encore utilisée aujourd'hui, bien qu'en utilisant des données numériques et des outils tels que le SIG .

Au-delà de la Russie, la technique a été popularisée dans les années 1930 par JK Wright , qui a parfois été crédité à tort de son invention. Waldo R. Tobler a introduit l'un des premiers algorithmes informatiques pour la cartographie disymétrique, qu'il a appelé interpolation pycnophylactique (du grec πυκνός puknós  « dense, compact » et φυλάττω phylátto  « garder, préserver »); apparemment inconscient des travaux antérieurs; il ne cite que la littérature sur la cartographie isarithmique pure. Depuis lors, la plupart des autres méthodes ont utilisé des algorithmes de calcul ou des logiciels SIG pour construire une carte disymétrique.

Comme d'autres formes de cartographie thématique, la méthode disymétrique a été créée et historiquement utilisée en raison du besoin de méthodes de visualisation précises des données de population. Les cartes asymétriques ne sont pas largement utilisées en raison du manque de techniques de cartographie asymétriques normalisées accessibles au public. Cela conduit à des méthodes très subjectives avec des critères incohérents. Bien que des domaines tels que la santé publique reposent toujours sur des cartes choroplèthes, les cartes disymétriques deviennent de plus en plus courantes dans des domaines en développement tels que l'interpolation aérienne et l'estimation de la population à l'aide de la télédétection.

Méthodes

La technique disymétrique commence avec une variable choisie agrégée sur des districts géographiques prédéterminés comme dans une carte choroplèthe. Ensuite, des informations auxiliaires sont incorporées pour ajuster les limites de ces districts. La troisième étape consiste à ajuster la variable selon les besoins des nouvelles limites, soit en tant que calcul exact, soit en tant qu'estimation interpolée.

Le type de données auxiliaires le plus courant pour cela est la couverture terrestre , reclassée en degrés ordinaux d'habitation humaine, de la nature sauvage inhabitée au développement urbain. Une autre option est les données cadastrales , y compris les zones administratives à petite échelle (par exemple, les parcs nationaux, les réserves naturelles) ou les parcelles à grande échelle.

La technique la plus simple et la plus courante est la méthode binaire , utilisant des régions connues pour être inhabitées, telles que des plans d'eau et des terres appartenant au gouvernement, et recadrant ces régions hors des districts choroplèthes, de sorte qu'elles apparaissent vides sur la carte finale. Si la variable cartographiée dépend de la zone (comme la densité de population), les valeurs doivent être recalculées en fonction des zones des districts affinés.

Plusieurs techniques ont été développées qui tentent une interpolation plus sophistiquée, en utilisant les données auxiliaires pour réaffecter les individus (et donc les totaux agrégés) entre les zones considérées comme plus ou moins denses, similaire à la méthode originale de Tian-Shansky. À l'origine, le montant pour réaffecter la population à différentes zones auxiliaires (par exemple, quelle devrait être la densité des « terres agricoles » ?) A été fait d'une manière sensée, mais les méthodes automatisées modernes utilisent l'analyse statistique pour estimer un « meilleur ajustement » du choroplèthe données aux zones auxiliaires.

Dans cette carte de densité de points, la méthode de disymétrie binaire a été appliquée pour exclure les terres appartenant au gouvernement connues pour être inhabitées. L'effet est le plus prononcé à l'ouest, où des espaces vides peuvent être observés dans les grands comtés.

La méthode binaire peut également être appliquée aux cartes de densité de points , dans lesquelles les districts prédéfinis (les mêmes données source qu'une carte choroplèthes) sont remplis d'un nombre de points proportionnel à la quantité totale de la variable. Parce que les points sont généralement placés au hasard, ils peuvent donner une impression d'homogénéité interne presque aussi forte que la couleur constante de la carte choroplèthe. La méthode disymétrique est appliquée en incorporant une couche auxiliaire qui représente la zone connue pour avoir une valeur de 0 (dans le cas de la densité de population, une zone inhabitée), qui sert de masque pour éviter que les points de chaque quartier d'origine ne soient placés dans la zone de chevauchement, les obligeant à être plus concentrés dans l'espace non masqué (où les individus sont probablement plus denses en réalité). Il en résulte une distribution de points affinée qui représente plus fidèlement la densité du monde réel.

L'algorithme d'interpolation pycnophylactique de Tobler était basé sur l'hypothèse que le champ géographique modélisé par la carte choroplèthe originale a un degré élevé d' autocorrélation spatiale ; c'est-à-dire que les transitions spatiales réelles de la densité de population devraient être progressives, plutôt que de changer brusquement aux limites des districts. Utilisant la conceptualisation des champs de « surface statistique » qui était courante en cartographie à l'époque, son algorithme utilise des équations différentielles pour construire une « surface » lisse à partir de la « surface en gradins » du choroplèthe, tout en assurant que le volume total de la surface (c'est-à-dire , la population totale) reste constante. Parce qu'il n'intègre pas directement d'informations auxiliaires, certains considèrent qu'il ne s'agit pas techniquement d'une forme de cartographie disymétrique, mais d'une technique d'« interpolation aréale » connexe. Des algorithmes ont été développés pour hybrider les techniques disymétriques et pycnophylactiques.

Comparaison avec les cartes choroplèthes et isarithmiques

Une carte dasymétrique a certaines propriétés des cartes choroplèthes et des cartes isarithmiques . Les trois méthodes peuvent représenter certaines des mêmes variables de terrain , telles que la densité de population . Comme la carte choroplèthe à partir de laquelle la carte disymétrique a été dérivée, la variable cartographiée est un résumé statistique agrégé sur un district ; il n'y a toujours aucune information donnée sur le degré de variation interne de la variable, conservant ainsi le danger de problèmes d'interprétation tels que le sophisme écologique et le problème de l'unité de surface modifiable . Chaque limite de district ajustée, étant au moins quelque peu alignée sur les emplacements présumés de changement dans la variable, se rapproche d'une isoligne. Ceci devrait conduire à une réduction de la variation interne de la variable dans les quartiers ajustés, mais ils ne peuvent être présumés homogènes.

La carte disymétrique diffère des deux alternatives en ce qu'il s'agit d'un produit dérivé obtenu par interpolation. Ainsi, les valeurs dans chaque district sont des estimations, qui sont potentiellement plus précises mais certainement moins sûres que les données originales. La plupart des données choroplèthes sont des statistiques récapitulatives directes des données brutes sur les individus, avec seulement une estimation occasionnelle, ce qui les rend largement fiables. La plupart des cartes isarithmiques sont des interpolations, souvent à partir d'un ensemble d'emplacements de points d'échantillonnage, ce qui en fait un produit dérivé, mais moins que la carte disymétrique.

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