Data visualisations pour étudier l'expansion urbaine

Lorsqu'il s'agit d'étudier l'urbanisation, l'étalement ou encore la densification urbaine, il est utile de pouvoir disposer de cartes montrant l'évolution du bâti sur un temps long. Les procédés de data visualisation et d'infographie animée permettent aujourd'hui de reconstituer année par année les étapes successives d'expansion urbaine à l'échelle aussi bien de petites villes que de grandes agglomérations. Illustration à travers quelques exemples permettant de montrer les différentes méthodes utilisées.


L'extension des espaces urbanisés à Paris de 1800 à 2000


L'extension progressive des espaces urbanisés est figurée par un dégradé de couleurs (du rouge-violet au jaune-orangé) avec des dates clés figurant les grandes étapes de l'urbanisation. Le "film" de l'évolution urbaine est détaillé avec un découpage chronologique en 9 dates. L'histoire urbaine semble se résumer à une extension continue en auréoles concentriques. En 1800, aucun bâti n'apparaît pour les communes de la banlieue parisienne, ce qui interroge le critère utilisé : densité du bâti plutôt que constructions urbaines elles-mêmes ?


Evolution du bâti urbain à Barcelone de 1850 à 2016
(source : data visualisation réalisée par Topi Tjukanov)


Topi Tjukanov s'intéresse sur son site aux nouvelles perspectives offertes par la data visualisation de données spatiales. Sur cette infographie animée, il a cherché à cartographier l'expansion urbaine de Barcelone à l'échelle de chaque bâtiment. Les bâtiments apparaissent de manière cumulative en fonction de l'année de leur construction. Cela permet de mieux appréhender la densification urbaine : les dents creuses se bouchent une à une dans la ville-centre. L'absence de légende ne permet pas d'identifier les étapes de croissance urbaine correspondant au dégradé de couleurs. 


La croissance urbaine de la ville d'Amsterdam 
(Source : City of Amsterdam



Les bâtiments apparaissent sur la carte en fonction de l'année de leur construction. La vidéo permet de faire des arrêts sur image (contrairement au gif animé précédent). Cette cartographie animée fait ressortir l'expansion urbaine plus que la densification. Le renouvellement urbain n'est pas non plus représenté. La ville d'Amsterdam fournit une application en ligne qui permet de jouer sur l'affichage des couches.

La croissance du Grand Amsterdam en 3 étapes 1850-2010 (source : GeodanNL)


Cette deuxième vidéo en couleurs (au lieu du noir & blanc) présente l'expansion urbaine d'Amsterdam en la résumant en 3 grandes étapes : 1852-1900, 1900-1940 et 1940-2010. L'animation montre la croissance du grand Amsterdam d'après la base de données BAG fondée sur les données cadastrales. L'expansion urbaine en périphérie sous forme de mitage finit par donner naissance à de véritables zones péri-urbaines.

L'analyse diachronique de la superficie urbaine peut être conduite également à partir de données issues de la télédétection. L'élaboration de l'Atlas urbain européen qui dépendait du projet GMES (Global Monitoring for Environnement Security) s'inscrit désormais dans le projet Copernicus. Il comprend 693 aires urbaines fonctionnelles au sein de l'Union européenne (28 pays). Le projet a été étendu aux Balkans et à l'ouest de la Turquie. L'Urban Atlas 2012 est consultable en ligne avec des données téléchargeables ou accessibles en WMS. Les images multispectrales et pan-chromatiques issues des satellites SPOT 5 et 6 ou Formosat-2  ont une résolution de 2 à 2,5 mètres, elles sont donc beaucoup plus précises que la couverture Corine Land Cover.

En ce qui concerne le tissu urbain spontané de certaines villes de pays en développement, il est utile de pouvoir disposer de séries d'images satellites à des dates rapprochées. 


Evolution spatio-temporelle de la ville algérienne de Batna entre 1961 et 2014 
 (source :  BENYAHIA & DRIDI, 2017)



L'extension des espaces urbains est également perceptible à travers les parcelles cadastrales et l'évolution du bâti (cf double phénomène d'étalement dans les zones péri-urbaines et de densification dans les villes-centres). La société Koumoul, spécialisée dans la visualisation directe et interactive de données, a repris les données cadastrales diffusées sur le site cadastre.data.gouv.fr pour les afficher sur sa plateforme en permettant de distinguer entre parcelles bâties et non bâties.
http://koumoul.com/s/cadastre/

Approche de l'urbanisation en France à travers les parcelles bâties (source : plateforme Koumoul)



Koumoul permet aussi de localiser les 75 000 permis de construire qui ont été déposés de décembre 2017 à septembre 2018 en France métropolitaine. La plateforme distingue entre la construction de locaux et la construction de logements, ce qui permet de faire ressortir le type de bâti.
http://koumoul.com/reuses/permis-de-construire-de-locaux-et-logements-en-france-metropolitaine

En complément vous pouvez lire le billet Etudier les formes urbaines à partir des parcelles cadastrales


Approche de l'urbanisation en France à travers les permis de construire (source : plateforme Koumoul)



L'expansion du phénomène urbain conduit à la création de grandes aires urbaines. Concernant les découpages en aires urbaines et leur pertinence, vous pouvez lire le billet Intérêt et limites du zonage en aires urbaines.

Une manière d'appréhender la métropolisation est d'étuder l'extension des transports en commun. Voici par exemple l'explosion du nombre de lignes de métro en Chine (1990-2020) :
Après des décennies d'hyper croissance et de pollution urbaines, la Chine a décidé de développer ses réseaux de transport en commun. D’ici 2020, la Chine compte disposer de 7 000 km de lignes de métro rapide, soit plus de cinq fois ce qui existe actuellement aux États-Unis. Shanghai est d'ores et déjà la métropole qui a la plus grande longueur de métro au monde. L'animation suivante de Peter Dovak montre cet essor des métros urbains en Chine, surtout depuis les années 2010.



Une histoire de l'expansion urbaine de Barcelone en 26 cartes :
http://www.citylab.com/equity/2016/06/the-history-of-barcelona-in-26-interactive-maps/488933/







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