Les analyses de complétude réalisées à l’échelle de la Grande Région pour la France ont permis de mettre en évidence des différentiels entre la présence d’équipements référencés du côté d’OSM et la base française de référence, la BPE. S’agissant des analyses menées dans un contexte transnational, nous avons pu apprécier les différentiels observés entre régions NUTS3 à partir d’une sélection d’équipements consolidés et en testant les résidus des relations avec la seule variable de contrôle disponible à une granularité géographique fine (1km), la population totale. Ces approches permettent de qualifier la sur et sous-représentations d’équipements OSM au regard de bases de données de référence. Mais elles se caractérisent aussi par certaines limites que les enquêtes Terrain se proposent de relever :

  • Disposer d’autres références que la BPE pour discuter de la complétude des points OSM. En effet, outre le fait que l’ensemble des équipements contenus dans la BPE ne sont pas tous géoréférencés ou parfois mal géoréférencés, la mesure de qualité menée par l’INSEE et mise à disposition depuis Progedo qui vise à quantifier d’éventuels excédents ou déficits d’équipements révèle notamment que certains petits commerces, assez volatils peuvent présenter un taux important de faux actifs (établissements fermés mais non encore radiés dans le répertoire SIRENE). La BPE, source institutionnelle de référence, ne peut donc idéalement pas être considérée comme l’unique base de référence pour qualifier la sur ou sous-représentation d’équipements OSM.

  • Dépasser les frontières. N’ayant pas de retours quant à l’existence de bases de données équivalentes à la BPE côté luxembourgeois, belge ou allemand, l’enquête de Terrain se révèle être le moyen de surmonter ce manque.

  • Confrontation d’échelles géographiques. L’ajout d’un contexte intra-urbain permet de qualifier les différences de contribution OSM, si elles existent, spatialement au sein de la ville.

On cherche donc ici à évaluer les écarts entre la présence d’équipements OSM dans un contexte international, à une granularité géographique fine (échelle de la rue ou d’hyper-centres). Cette approche reposant sur des enquêtes de terrain forcément coûteuses, ces relevés de terrains se basent sur une sélection d’espaces pertinents au regard de la thématique d’analyse : différentes situations dans la hiérarchie urbaine, concentrer les recherches sur des espaces à forte densité d’équipements (centres commerciaux, rues commerçantes) ou encore présentant un intérêt au regard de leur situation transfrontalière (Forbach-Vörklingen et Creutzwald-Uberherrn, distantes de quelques kilomètres seulement).


1 Présentation des zones d’étude

1.1 Cinq terrains d’enquête

Cinq zones d’étude sont ciblées pour les relevés de terrain : deux couples de communes frontalières franco-allemandes (Völklingen-Forbach et Überherrn-Creutzvald), plusieurs rues à vocation commerciales dans l’hypercentre de Metz (Metz-Centre), le quartier de la gare de Metz (Metz-Sablons) et enfin les commerces situés dans le périmètre de la vaste zone commerciale d’Actisud, qui recouvre partiellement les communes de Jouy-aux-Arches, Augny et Moulins-lès-Metz.

Les relevés de terrain ont été réalisés entre juillet 2018 et mars 2020 par les membres de l’équipe du LOTERR (université de Lorraine) : géoréférencement systématique de l’ensemble des locaux commerciaux observés suivant la classification du CNFG (cf partie préparation des données). L’UMS RIATE s’est ensuite chargé de définir des correspondances entre la classification du CNFG, la nomenclature de la BPE et les clés-valeurs OSM d’intérêt pour n’extraire que les 15 équipements pour l’étude.

Voici la localisation géographique générale des terrains d’enquête.

figure C01 - Périmètre des relevés de terrain


1.2 Import des données

Les données consolidées issues de la partie dédiée à la préparation sont importées. L’analyse utilisera les couches d’informations géographiques suivantes :

  • La couche equipements contient l’ensemble des équipements consolidés, recouvrant les 15 équipements cibles (boulangeries, boucheries, pharmacies, banques, cafés-restaurant, salons de coiffure, opticiens, alimentation, magasins de vêtement, magasins d’électronique, magasins de chaussure, magasins d’ameublement, théâtres, cinémas et stations-service) et les trois sources d’information (OSM, BPE, relevés de terrain).

  • La couche releve contient les relevés de terrain réalisés par le LOTERR avec une revue exhaustive des équipements commerciaux sur les zones enquêtées. Cette couche contient également l’appartenance de l’équipement à la classification CNFG utilisée pour référencer chacun des équipements recensés.

  • La couche lau, qui contient les limites communales.


1.3 Carte interactive des lieux enquêtés

Une carte interactive utilisant la librairie leaflet est réalisée pour représenter la localisation et les catégories d’équipement des relevés de terrain. Ne sont ici considérés que les 15 équipements consolidés. Les tuiles utilisées en fond de carte sont issues d’OpenStreetMap, et permettent ainsi d’apprécier (pictogrammes OpenStreetMap) la correspondance entre les relevés de terrain et les équipements commerciaux saisis dans OSM.


1.4 Présentation des 5 cas d’étude

Pour les représentations cartographiques à venir et localiser au mieux les équipements, les tuiles OSM correspondant à l’emprise géographiques des relevés de terrain sont téléchargées et mises en cache grâce à la fonction getTiles. L’emprise géographique des points issus des relevés de terrain est calculée pour chaque cas d’étude (en prenant en compte un périmètre géographique autour), puis cette emprise est utilisée pour télécharger les tuiles OSM correspondant à un niveau de zoom défini (variable en fonction des cas d’étude).

# Télécharger les tuiles OSM pour représentations carto
# Metz Centre
tmp <- ter[ter$zone == "Metz-Centre",] # Sélection des points terrains
bb <- st_bbox(tmp) # Emprise géographique des points terrains
bb <- st_as_sfc(st_bbox(bb + c(-500,-500,500,500), crs = 3035)) # 500 m autour
# Charger les tuiles OSM sur cette emprise géograpique
metzC <- getTiles(x = bb, type = "cartolight", zoom = 17, crop = FALSE)

# Sablons
tmp <- ter[ter$zone == "Metz-Sablons",]
bb <- st_bbox(tmp)
bb <- st_as_sfc(st_bbox(bb + c(-500,-500,500,500), crs = 3035)) # Capter les tuiles autour du cas d'étude
metzS <- getTiles(x = bb, type = "cartolight", zoom = 17, crop = FALSE) 

# Actisud
tmp <- ter[ter$zone == "Actisud",]
bb <- st_bbox(tmp)
bb <- st_as_sfc(st_bbox(bb + c(-1000,-1000,1000,1000), crs = 3035)) # Capter les tuiles autour du cas d'étude
actis <- getTiles(x = bb, type = "cartolight", zoom = 15, crop = FALSE) 

# Creutzwald
tmp <- ter[ter$zone == "Creutzwald",]
bb <- st_bbox(tmp)
bb <- st_as_sfc(st_bbox(bb + c(-500,-500,500,500), crs = 3035)) # Capter les tuiles autour du cas d'étude
creutz <- getTiles(x = bb, type = "cartolight", zoom = 17, crop = FALSE) 

# Uberherrn
tmp <- ter[ter$zone == "Uberherrn",]
bb <- st_bbox(tmp)
bb <- st_as_sfc(st_bbox(bb + c(-500,-500,500,500), crs = 3035)) # Capter les tuiles autour du cas d'étude
ube <- getTiles(x = bb, type = "cartolight", zoom = 17, crop = FALSE)

# Völklingen
tmp <- ter[ter$zone == "Völklingen",]
bb <- st_bbox(tmp)
bb <- st_as_sfc(st_bbox(bb + c(-500,-500,500,500), crs = 3035)) # Capter les tuiles autour du cas d'étude
volk <- getTiles(x = bb, type = "cartolight", zoom = 17, crop = FALSE) 

# Forbach
tmp <- ter[ter$zone == "Forbach",]
bb <- st_bbox(tmp)
bb <- st_as_sfc(st_bbox(bb + c(-500,-500,500,500), crs = 3035)) # Capter les tuiles autour du cas d'étude
forb <- getTiles(x = bb, type = "cartolight", zoom = 17, crop = FALSE)

Les cartes présentant les terrains d’étude sont ainsi générées.

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Figures C2 - Equipements relevés sur Metz-Centre et Metz-Sablons 

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Figure C3 - Equipements relevés sur Actisud

Figures C4 - Equipements relevés Creutzwald-Uberherrn

Figures C5 - Equipements relevés Forbach-Völklingen


1.5 Caractéristiques démographiques des communes enquêtées

Voici quelques caractéristiques des communes enquêtées. Pour les communes françaises et selon la classification communale de l’INSEE en unités urbaines, leur statut correspond à des communes centres (C) ou de banlieues (B).

GISCO_ID LAU_LABEL ZONE POP_2011 SURF DENS_2011
FR_57463 Metz Metz-Centre 120461 42 2840
DE_10041519 Völklingen, Stadt Völklingen-Forbach 39626 68 586
FR_57227 Forbach Völklingen-Forbach 21394 17 1274
FR_57160 Creutzwald Creutzwald-Überherrn 13405 27 494
DE_10044119 Überherrn Creutzwald-Überherrn 11687 34 344
FR_57487 Moulins-lès-Metz Actisud 5153 7 724
FR_57039 Augny Actisud 2285 15 154
FR_57350 Jouy-aux-Arches Actisud 1561 6 256


2 Une base commune de comparaison

2.1 Espace tampon de 20 m

L’objectif ici consiste à définir une méthode permettant de comparer les 3 bases de données de référence (terrain, BPE, OSM) à partir de l’emprise géographique des relevés de terrain. Par nature, la localisation précise pour un même équipement issu de 3 sources de données peuvent varier : de l’endroit où a été géoréférencé l’équipement (Terrain), du centre de la parcelle cadastrale (BPE, souvent) ou de l’entrée du commerce (OSM, souvent).

Pour qualifier le déséquilibre entre le nombre d’équipements issus de différentes sources, nous proposons ici de créer un espace tampon d’une portée de 20 mètres autour des points terrain, et extraire les équipements BPE et OSM inclus dans ce périmètre.

Cette portée de 20 mètres autorise une capture suffisamment large pour englober les données OSM et BPE correspondant aux relevés terrains, sans pour autant « déborder » sur les autres équipements présents alentour. L’union de ces espaces tampons définit la zone d’extraction des équipements OSM (et BPE) à comparer aux relevés de terrain.

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Figure C6 - Relevés de terrain, création d’une zone tampon et extraction des 15 catégories d’équipements dans OSM et dans la BPE : exemple dans l’hypercentre de Metz


2.2 Un cas spécifique : Actisud

Dans les zones d’activités commerciales, où les emprises spatiales des équipements sont vastes et les écarts de localisation sont potentiellement plus importants d’une source à l’autre, cette portée de 20 mètres n’est pas suffisante. Une procédure spécifique a donc été retenue pour la zone commerciale d’Actisud : l’ensemble de la zone ayant été couverte par l’enquête, c’est le périmètre de la zone commerciale qui a servi de périmètre d’extraction des données OSM et BPE.

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Figure C7 - Utilisation de l’emprise d’Actisud (source OSM) pour comparer les échantillons OSM-BPE-Terrain


3 Dénombrements

Sur les bases de cette sélection réalisée à partir des espaces tampons entourants les relevés de terrain, plusieurs dénombrements sont réalisés pour qualifier les différences existant entre les différents échantillons

3.2 Dénombrement par équipement

3.2.1 Ensemble des cas d’étude

La comparaison BPE-OSM n’est pas ici à considérer, car la BPE ne couvre pas les cas d’étude allemands.

categorie BPE OSM Terrain %(OSM/Terrain)
alimentation 15 12 73 16.4
ameublement 44 15 63 23.8
banque 21 30 40 75.0
boucherie 7 5 11 45.5
boulangerie 34 20 28 71.4
chaussures 34 17 28 60.7
cinema 1 1 2 50.0
coiffeur 59 26 76 34.2
electronique 6 18 41 43.9
opticien 21 12 20 60.0
pharmacie 8 13 15 86.7
restaurant 154 122 222 55.0
station_service 1 7 5 140.0
theatre 1 NA 1 NA
vetements 146 80 147 54.4
Total 552 378 772 49.0


3.2.2 Metz-Centre

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categorie BPE OSM Terrain %(OSM/Terrain) %(OSM/BPE) %(BPE/Terrain)
alimentation 4 8 18 44.4 200.0 22.2
ameublement 5 1 2 50.0 20.0 250.0
banque 3 5 4 125.0 166.7 75.0
boucherie 1 1 1 100.0 100.0 100.0
boulangerie 11 7 3 233.3 63.6 366.7
chaussures 18 12 11 109.1 66.7 163.6
coiffeur 21 7 15 46.7 33.3 140.0
electronique 1 4 4 100.0 400.0 25.0
opticien 6 2 5 40.0 33.3 120.0
pharmacie 3 2 3 66.7 66.7 100.0
restaurant 53 39 46 84.8 73.6 115.2
vetements 64 48 44 109.1 75.0 145.5
Total 190 136 156 87.2 71.6 121.8


3.2.3 Metz-Sablons

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categorie BPE OSM Terrain OSM/Terrain OSM/BPE BPE/Terrain
alimentation 4 1 4 0.2 0.2 1.0
banque 5 5 5 1.0 1.0 1.0
boucherie 1 2 3 0.7 2.0 0.3
boulangerie 2 3 4 0.8 1.5 0.5
chaussures 1 1 NA NA 1.0 NA
coiffeur 7 6 7 0.9 0.9 1.0
electronique NA NA 1 NA NA NA
opticien NA 1 2 0.5 NA NA
pharmacie 1 1 1 1.0 1.0 1.0
restaurant 5 6 8 0.8 1.2 0.6
vetements 1 2 NA NA 2.0 NA
Total 27 28 35 0.8 1.0 0.8


3.2.4 Actisud

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categorie BPE OSM Terrain OSM/Terrain OSM/BPE BPE/Terrain
alimentation 1 2 20 0.1 2.0 0.0
ameublement 39 11 56 0.2 0.3 0.7
banque 1 1 3 0.3 1.0 0.3
boucherie 2 NA 1 NA NA 2.0
boulangerie 3 1 3 0.3 0.3 1.0
chaussures 7 2 9 0.2 0.3 0.8
coiffeur 3 1 4 0.2 0.3 0.8
electronique 5 9 8 1.1 1.8 0.6
opticien 7 1 NA NA 0.1 NA
restaurant 41 21 33 0.6 0.5 1.2
station_service 1 2 NA NA 2.0 NA
vetements 40 11 45 0.2 0.3 0.9
Total 150 62 182 0.3 0.4 0.8


3.2.5 Völklingen - Forbach

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Völklingen
categorie OSM Terrain OSM/Terrain
alimentation 1 10 0.1
ameublement 3 4 0.8
banque 8 8 1.0
boucherie 2 1 2.0
boulangerie 5 6 0.8
chaussures 2 2 1.0
cinema NA 1 NA
coiffeur 8 12 0.7
electronique 4 13 0.3
opticien 3 5 0.6
pharmacie 5 6 0.8
restaurant 22 58 0.4
station_service 5 5 1.0
vetements 9 15 0.6
Total 77 146 0.5 
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Forbach
categorie BPE OSM Terrain OSM/Terrain OSM/BPE BPE/Terrain
alimentation 5 NA 11 NA NA 0.5
banque 10 11 12 0.9 1.1 0.8
boucherie 3 NA 3 NA NA 1.0
boulangerie 14 4 4 1.0 0.3 3.5
chaussures 7 NA 5 NA NA 1.4
cinema 1 1 1 1.0 1.0 1.0
coiffeur 25 4 24 0.2 0.2 1.0
electronique NA 1 12 0.1 NA NA
opticien 7 5 8 0.6 0.7 0.9
pharmacie 4 4 5 0.8 1.0 0.8
restaurant 46 29 54 0.5 0.6 0.9
theatre 1 NA 1 NA NA 1.0
vetements 35 10 38 0.3 0.3 0.9
Total 158 69 178 0.4 0.4 0.9


3.2.6 Creutzwald - Uberherrn

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Uberherrn
categorie OSM Terrain OSM/Terrain
alimentation NA 5 NA
ameublement NA 1 NA
banque NA 2 NA
boucherie NA 1 NA
boulangerie NA 3 NA
coiffeur NA 3 NA
pharmacie 1 NA NA
restaurant 4 13 0.3
vetements NA 1 NA
Total 5 29 0.2 
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Creutzwald
categorie BPE OSM Terrain OSM/Terrain OSM/BPE BPE/Terrain
alimentation 1 NA 5 NA NA 0.2
banque 2 NA 6 NA NA 0.3
boucherie NA NA 1 NA NA NA
boulangerie 4 NA 5 NA NA 0.8
chaussures 1 NA 1 NA NA 1.0
coiffeur 3 NA 11 NA NA 0.3
electronique NA NA 3 NA NA NA
opticien 1 NA NA NA NA NA
restaurant 9 1 10 0.1 0.1 0.9
vetements 6 NA 4 NA NA 1.5
Total 27 1 46 0.0 0.0 0.6


3.3 Synthèse graphique

Figure C8 - Dénombrement par catégories d’équipement et zones d’étude


4 Ecarts spatiaux

4.1 Méthode

On souhaite ici évaluer les différentiels de concentration d’équipements d’une source de données à l’autre, notamment afin d’évaluer si les contributions OSM suivent globalement la concentration spatiale des équipements recensés sur le terrain.

Pour ce faire, les équipements OSM, BPE et Terrain sont dénombrés dans une grille régulière fine (50 m) qui intersecte les buffers (20 m autour des relevés de terrain). Pour chacune des sources de données séparément, est évaluée la part que représentent les points inclus dans chaque carreau de grille au regard de l’ensemble des points de l’espace d’étude, et donne ainsi une idée du niveau de concentration des équipements par zone d’étude.

La différence OSM/BPE et OSM/Terrain est ensuite réalisée afin d’évaluer les carreaux de grille où les contributions OSM sont plus ou moins concentrées au regard des autres sources de données.

Par cette méthode, on cherche à évaluer si des structures spatiales émergent de ces différentiels, qu’il serait possible d’interpréter (une rue plus contribuée qu’une autre, une localisation proche d’une gare qui favorise les contributions).

La fonction mygrid, combinée à la fonction CountPt sont créées pour faciliter la reproduction ou l’extension des analyses. La fonction requiert d’importer les polygones comprenant les espaces d’étude (x), définis dans notre cas par les buffer, une couche de points pt comprenant les coordonnées géographiques des équipements ciblés pour les différentes sources de données, le nom de la variable de x qui comprend le nom des zones d’étude (var), son nom (selecZone) et enfin la résolution de la grille désirée, exprimée en mètres (cellsize).

La fonction mygrid renvoie une grille régulière qui comptabilise par sources de données le nombre d’équipements que la cellule contient, le calcul de concentration d’équipements, ainsi que les différences inter-sources observées.

La fonction mygrid sera utilisée dans les différents exemples qui vont suivre.


4.2 Situation à Metz Centre

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Figure C9 - Concentration des points OSM par carreau de grille de 50m intersectant le buffer de 20m

Appliqué au secteur de Metz-Centre, cette analyse (malgré les effets de bords induits par le carroyage) fait ressortir que la rue Serpenoise présente une concentration d’équipements OSM relativement plus élevée que les autres rues au vu des concentrations observées sur le terrain ou du côté de la BPE. A l’inverse, il la concentration d’équipements OSM sur la rue Fournirue semble significativement moins importante que pour les deux autres sources de données.

Figure C10 - Différences de concentration OSM - Terrain et BPE


4.3 Résultats pour Forbach

Le cas de Forbach fait apparaître une autre configuration : la surreprésentation de concentrations d’équipements du côté d’OSM se situe à proximité de la gare de Forbach. On peut émettre l’hypothèse que les utilisateur d’OpenStreetMap ont ici davantage concentré leur contributions autour de cet endroit de fréquentation.

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Figure C11 - Différences de concentration OSM - Terrain et BPE (Forbach)


4.4 Résultats pour Völklingen

En revanche pour Vorklingen c’est moins clair.s

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Figure C12 - Différences de concentration OSM - Terrain (Vorklingen)


4.5 Résultats pour Actisud

Les résultats pour Actisud confirment localement les observations réalisées à l’échelon régional : l’endroit qui correspond aux différences de concentration les plus élevées correspond à l’espace dédié à la restauration (Buffalo Grill, KFC, Ristorante Del Arte). Ce sont aussi des équipements qui sont contribués de façon plus privilégiée et systématique par les utilisateurs OpenStreetMap.

Figure C13 - Différences de concentration OSM - Terrain et BPE (Actisud)


5 Analyse détaillée des décalages OSM - BPE - Terrain

Les précédentes analyses font de fait émerger des différences significatives entre ces trois bases de données de référence, qui vont au-delà de la simple absence de saisie par les contributeurs OpenStreetMap. On retrouve des situations types qui ont été présentées aux enquêteurs de terrain afin de valider les hypothèses soulevées par une analyse externe. Il s’agit d’extraits de rues présentant des densités et une hétérogénéité de situations (catégories d’équipements représentés) intéressante : - Des problèmes liés à la méthode (tampon trop large, qui capte des équipements situés en dehors du périmètre d’enquête) - Des problèmes de saisie OSM (catégorisation floue, saisie imprécise) - Des problèmes de mise à jour de la BPE (équipements anciens, toujours référencés dans la BPE)

5.1 La méthode du tampon en question

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Figure C14 - Décalages liés à la méthode du tampon pour comparer les échantillons


5.2 Problèmes de saisie OSM ?

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Figure C15 - Des problèmes de saisie dans OSM ?


5.3 Mise à jour de la BPE ?

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Figure C16 - Les données OSM plus à jour que celles de la BPE ?





UMS 2414 RIATE (CNRS - Université de Paris)