Le programme CHOROS de Tobler (1973)

Préambule : L’un des objectifs du programme Tribute to Tobler (TTT) consiste à permettre de remobiliser des méthodes d’analyse spatiale et de cartographie proposées par Waldo Tobler, en s’appuyant sur ses textes, ses notes, ses programmes informatiques et ses images.

Les différentes propositions théoriques, méthodologiques, algorithmiques et j’en passe que Tobler a légué à la communauté ont souvent été illustrés par des données analysées et illustrées à l’aide d’outils et de programmes confectionnés par l’auteur lui-même.

Tobler a par ailleurs mis à notre disposition dans une extraordinaire démarche d’ouverture de ses programmes, ses données et ses images, qu’il est dès lors possible de remobiliser aujourd’hui.

Atteindre cet objectif de reproductibilité d’analyses spatiales anciennes parfois enterrées, souvent complexes dans leur exposé et dans leur mise en œuvre suppose, d’une part, une relecture des textes (articles, notes de recherches …) concernés et d’autre part, une reprise en main (une refactorisation) ou plutôt le re développement des programmes et outils mobilisés dans le ou les textes en question, dans les langages contemporains les plus usuels. Sans cela, il ne sera pas possible de diffuser son travail ni de progresser dans le développement de méthodes de l’analyse géographique pourtant très utiles à d’autres pans de la connaissance qui utilisent des données localisées.

Tobler m’avait dit qu’en appui de propositions théoriques ou méthodologiques que l’on pouvait faire (c’était à l’époque dans le cadre de ma thèse), il était nécessaire d’une part, de les formaliser mathématiquement et d’autre part, de proposer des programmes permettant de les mettre en œuvre. En l’absence de compétences dans l’un ou l’autre domaine de son champs de compétences, il fallait collaborer avec ceux qui savent, ceux qui possèdent les dites compétences. Je m’égare. Revenons à nos moutons.

Pour pouvoir (re)mobiliser des méthodes et outils d’analyse qui nous apparaissent fondaentaux, il convient au préalable de comprendre de quoi il en retourne, en commençant par les déconstruire pour pouvoir mieux les reconstruire ailleurs, j’entends dans d’autres contextes.

C’est le cas du programme CHOROS de Tobler, un outil permettant de réaliser des cartes chroplèthes sans intervalles – dont il a déjà été question.

CHOROS

Tobler a en effet proposé en 1973 – lire la traduction française réalisée par Laurent Jégou dans le cadre de TTT – de construire des cartes choroplètes sans partitions des données numériques (selon les quantiles, standardisation, etc.). Attention : cela ne signifie pas pour autant qu’il ne fallait pas discrétiser les données avant de les représenter – puisqu’elles sont continues -, mais plutôt que la discrétisation devrait s’appuyer non pas sur des paramètres de la série (moyenne, médiane, …), mais sur une valeur unique d’intensité de teinte pour chaque valeur numérique, sur un “ombrage” unique comme l’indique Peterson (1999). C’est ce que l’on fait aujourd’hui intuitivement lorsqu’on nuance une teinte en fonction de la quantité de noir qu’on ajuste en fonction de l’intervalle de classe.

Le résultat produit des motifs spatiaux qui apparaissent plus ou moins perceptibles en fonction du nombre de valeurs, mais malgré son intérêt opérationnel, ils n’ont pas d’emblée convaincue la communauté de l’époque.
Dobson est arrivé à la conclusion selon laquelle le résultat d’une choroplèthe sans classe était trop chargé, et donc peu lisible. Peterson et Müller ont quant à eux testé cette méthode en 1979, après son introduction par Tobler, avant d’en développer des versions adaptées pour d’autres environnement.

Comment ça marche ?

Le programme CHOROS mobilise un opérateur linéaire de voisinage pour créer des cartes choroplèthes (Application of linear Neighborhood Operator to Choropleth Maps), en utilisant la méthode de réagrégation définie par Tobler. Le lissage des contours dépend des masses utilisées dans un autre outil : le programme HAVE (je n’en sais pas plus à ce stade).

Le programme a été développé en Fortran par Tobler lui-même, alors qu’il était à l’Université du Michigan (Ann Arbor). Il a ensuite été redéveloppé à partir de l’automne 1985 par Michael P. Peterson, bien connu pour ses travaux sur la cartographie animée, pour l’adapter à l’environnement Macintosh.

MacCHORO

La première version du MacChoro de Peterson est publiée en 1986 et apparaît être le tout premier programme de cartographie thématique pour Mac.

L’outil permettait de réaliser des cartes choroplèthes fondées sur les discrétisations usuelles ainsi que des non classées (numériquement) en seize classes ou nuances de teintes (de niveaux de gris, faut-il le préciser ?), là ou les autres méthodes de discrétisation plus classiques – également proposées dans l’outil – autorisaient une partition de deux à seize classes (à des fins de comparaison).

A partir de 1989, MacChoro II v1, proposée sur un “Big Mac” (512 K avec deux lecteurs de disquettes et aucun disque dur), fut doté d’une partie animée, suivant la proposition de Tobler. Rappelons que  l’animation était à l’époque l’un des trois paradigmes de la cartographie définis par l’auteur, aux côtés des approches discrètes et continues. A noter que cette v.1 fut fournie avec des données et le fond de carte des États-Unis d’Amérique pour une cartographie à réaliser en noir et blanc.

L’outil innove en plusieurs aspects. L’environnement propose huit menus (voir figure 1), quatre sous menus : Map file, Convert, poly Extract et Classify (écart-type, intervalles égaux, quantiles et seuils naturels) et quatre fenêtres utiles : une fenêtre graphique principale et une autre proposant une vue globale et réduite ; une troisième fenêtre  pour visualiser les données et une quatrième fenêtre de sortie des statistiques sous la forme de texte

Figure 1. Interface utilisateur de MacChoro II.

Source : MacChoro II overview.

MacChoro II v.2 créa une nouvelle surprise en ajoutant des icônes à son interface, pour :
– symboliser les méthodes de discrétisation proposées qui passent au nombre de cinq, auxquelles s’ajoutent la “discrétisation non classée” ;
– choisir un nombre de classe entre 2 et 16 ;
– dessiner la carte

Figure 2. Interface de discrétisation de MacChoro II v2.

Source : wikipédia.

D’après Peterson (1999), l’interface de Mac Choro II se distingua en outre à l’époque pour les aspects liés à l’interactivité de la cartographie ou de l’utilisateur avec la carte : la présence de “légendes actives permettait” à l’utilisateur de “contrôler la méthode de classification” utilisée pour discrétiser non seulement une mais plusieurs variables.

Figure 3. Interfaces de,discrétisation et de sélection des variables d’intérêt

Source : Michael Peterson (1999)

La carte réalisé est ensuite transférable via le Presse papier (Clipboard) à d’autres programmes pour Macinstosh de l’époque (MacDraw II, Super Paint II, MacWrite II, Word and PageMager) pour voir sa conception  finalisée avant d’être diffusée.

Si vous êtes intéressé.e d’en savoir plus sur MacChoro, une review fut proposée par Gene Turner dans Cartographica en 1991.

Enfin, last but not least, Laurent Jégou a porté en 2022, dans un carnet Observable intitulé Quantiles vs continuous choropleths maps, la méthode des choroplèthes sans classe de Tobler (1993), en la comparant au passage avec la méthode des quantiles – c’est d’ailleurs la seule application de ces cartographies choroplèthes non classées que je connaisse à ce jour. A suivre ?

Ce billet est dédié à mon collègue Robin Cura, pour les discussions parfois un peu vives que nous avons pu avoir sur le sujet. Mais nul n’est parfait hein :-).

Références :

Tobler, W. (1973) “Choropleth Maps Without Class Intervals?.” Geographical Analysis 3: 262-265.

Tobler W, Jégou L (1973), Choropleth Maps Without Intervals?. 2022.

Turner Gene (1991), Two mapping software packages for  for Macintosh Computers, Cartographica, n° 10. pp. 17-21.

MacChoro Il with Map Animation. Image Mapping Systems, Overview.

Peterson P. (1999), Active legends for interactive cartographic animation, International Journal of Geographical Science, DOI: 10.1080/136588199241256 ·

Billets liés :

Laurent Jégou (2022), Des cartes choroplèthes sans classes ?

Voir aussi :

Laurent Jégou, Quantiles vs continuous choropleths maps, Notebook Observable.
Philippe Rivière (2021), Pycno what ? Interpolation pycnophylactique.
La collection TTT des travaux en français de et après Tobler : hal.archives-ouvertes.fr/TTT/
L’espace de travail collaboratif sur les travaux de Tobler : ./tributetotobler

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