Academic literature on the topic 'Modélisation géomatique'

Résumé Les conditions particulières prévalant lors de l’application d’une approche de gestion par bassin versant au Québec (Canada) font appel à de nouvelles méthodologies intégrées pour faciliter l’analyse et le partage des informations, les conditions de négociation entre les parties prenantes et la mise en oeuvre des choix d’aménagement ou de gestion retenus. Cet article met en perspective la modélisation des processus décisionnels territoriaux à l’échelle des bassins versants (BV). Il dégage certains enjeux méthodologiques se rattachant à cette problématique de gestion dans sa dimension informationnelle, dans le contexte du Québec. Il montre l’interconnexion des préoccupations décisionnelles aux conditions d’utilisation d’une plate-forme géomatique à même de modéliser de tels processus territoriaux dans le cadre d’un système intégré d’aide à la décision (SIAD). Finalement, il recommande l’évaluation de l’utilisation d’un tel système (SIAD-BV) pour faciliter l’émergence des conditions d’application de l’approche de la gestion intégrée par bassin versant au Québec, à partir des discussions réalisées avec des intervenants des bassins Chaudière et Outaouais.

Cet article réinvestit la modélisation des flux de déplacement domicile–travail au moyen des modèles gravitaires de flux. À partir d’une demande émanant de la région Provence-Alpes-Côte d’Azur, un modèle répondant au principe de parcimonie, basé sur des données publiques ouvertes et facilement mobilisables, a été établi afin de répondre au besoin de prévision tout en assurant la transparence et la réplicabilité de la démarche. À partir de ce modèle, différentes hypothèses (type de variable sur les masses des entités géographiques, variations des calculs des courtes distances à vol d’oiseau, contrainte de portée spatiale due au budget-temps de déplacement, ré-échantillonnage aléatoire) ont été modélisées dans une optique de prospective et d’aide à la décision. Les résultats montrent qu’il est possible d’obtenir un modèle assez robuste avec les données disponibles de l’Institut national de la statistique et des études économiques (INSEE) et un modèle gravitaire log-linéaire, tout en réduisant sensiblement la taille de l’échantillon traité.

Le nombre de données géographiques disponibles augmente très rapidement à cause de la multiplication des sources de production et de distribution. Les logiciels dédiés à la gestion des données géographiques doivent donc manipuler de gros volumes de données, dont les structures et les représentations sont différentes. Ces logiciels doivent aussi garantir les mêmes fonctionnalités que les systèmes de gestion de bases de données : sûreté de fonctionnement et accès concurrents. Après avoir montré pourquoi les solutions existantes ne peuvent assurer l'ensemble de ces fonctionnalités, nous proposons d'abord un modèle conceptuel de données adapté aux données géographiques multi-sources. Ensuite nous proposons une architecture logicielle qui s'appuie sur un système de gestion de base de données orienté objet et qui conserve l'évolutivité et l'adaptabilité du modèle conceptuel. Cette architecture permet à la fois de garantir les fonctionnalités de base de données et de fournir des méthodes d'accès performantes. L'efficacité de cette architecture est obtenue grâce à l'intégration d'un index spatial au cœur du sgbdoo, au même niveau que les index standards. Nous étudions en détail le comportement d'un index spatial intègré, pour des requêtes de pointe et pour des requêtes de fenêtrage avec des fenêtres de taille variable. De plus, à travers la comparaison avec les comportements du même index spatial non intègré et d'un index standard du sgbdoo, nous mesurons précisément les gains de performance. Enfin nous décrivons les différentes stratégies possibles pour un interpréteur de requêtes comportant des critères thématiques et des critères spatiaux, afin d'utiliser au mieux les index spatiaux

Le présent mémoire retrace notre parcours géomatique de géographe de l'environnement, en le situant d'abord dans le champ scientifique avant de résumer les principales approches en modélisation et en simulation prospective applicables dans ce domaine. Sur ces bases, nous présentons le modèle géomatique de simulation prospective de l'occupation du sol que nous avons établi, avant de conclure en ouvrant des perspectives de recherches. Dans la première partie, le positionnement scientifique de la géomatique fait l'objet des 2 premiers chapitres qui analysent l'émergence de ce nouveau champ transdisciplinaire et ses relations avec la géographie. La seconde partie est consacrée à la modélisation et à la simulation prospective de dynamiques environnementales. Dans une dernière partie, plus brève, nous concluons ce mémoire en esquissant quelques perspectives. Perspectives de développement des recherches en matière de modélisation d'abord, mais aussi de thématiques environnementales que nous souhaitons approfondir. Enfin sont suggérées quelques pistes sur la valorisation de nos recherches et les nouveaux enjeux de la formation géomatique en géographie. Un second fascicule complète le premier et fait état, outre le curriculum vitae, de nos activités professionnelles et publications.

Pour modéliser tous les aspects des entités du monde géographique, il est nécessaire d'introduire un modèle de données permettant de gérer aussi bien des données spatio-temporelles que des données temporelles classiques. Certains phénomènes géographiques sont représentés par des données caractérisées par une variabilité complexe. En outre, la gamme de variabilité étudiée va des données géographiques statiques à celles hautement variables. La gestion de telles données soulève de nouveaux problèmes en bases de données. Ces problèmes sont, en particulier, le volume de données, le grand nombre d'états que les opérateurs de bases de données doivent manipuler, mais aussi le manque de versions qui entraîne des requêtes temporelles non déterministes. Pour cela, cette thèse propose une nouvelle approche pour représenter et manipuler ces données. De plus, le modèle proposé uniformise la modélisation d'entités à variabilité discrète avec celle d'entités à variabilité continue. Le modèle de représentation consiste à décrire comment une valeur évolue au cours du temps. D'un point de vue manipulation des données, cette représentation descriptive est transformée, dans le cas de données spatio-temporelles, en une représentation géométrique interne. Ainsi, les requêtes sur des données hautement variables sont résolues en utilisant les techniques algorithmiques géométriques sur la représentation géométrique. Dans le cas de données numériques, la représentation descriptive est transformée en une représentation polynomiale interne. Par conséquent, les requêtes sur de telles données sont résolues en utilisant les techniques algorithmiques numériques sur des polynômes. Le modèle de données proposé est intégré dans une algèbre d'objets complexes. Une nouvelle algèbre manipulant des objets spatio-temporels est ainsi définie. Cette thèse propose aussi un langage de requêtes, appelé 4dsql, s'appliquant sur des données spatio-temporelles, ainsi que des techniques d'implémentation pour la mise en oeuvre du modèle

La leishmaniose est endémique dans plus de 98 pays avec une prévalence totale de 12 millions de cas. L’incidence annuelle de la leishmaniose viscérale est estimée à 0,3 million de cas, tandis que la leishmaniose cutanée et muco-cutanée affecte un million de personnes par année. La leishmaniose cutanée est un sérieux problème de santé publique en Tunisie, avec des milliers de cas répertoriés chaque année. Depuis sa première émergence en 1982 à Kairouan, la maladie s’est propagée vers le centre et le sud du pays. Cependant, la surveillance de la maladie est limitée à la déclaration de nombre de cas par district et les études tentant d’élucider la dynamique spatio-temporelle de la maladie sont basées uniquement sur l’analyse de séries temporaires de l’incidence de la maladie. Dans le contexte méditerranéen, la distribution des phlébotomes, vecteurs de la leishmaniose, n’a cessé de changer. Durant la dernière décade, les vecteurs de la leishmaniose ont gagné des zones géographiques plus au nord. En effet, les phlébotomes jadis présents à des latitudes au-dessous de 45° N ont été répertoriés à des latitudes au-dessus de 50° N. Des études récentes ont montré la présence de phlébotomes dans diverses régions de l’Allemagne et de la Belgique. En Europe centrale, des cas autochtones de leishmaniose sont en train d’être enregistrés dans des régions traditionnellement considérées comme non endémiques. L’objectif de ce travail, dans un premier temps, est de i) prédire la répartition géographique de cas de leishmaniose cutanée et de son principal vecteur P. papatasi, en Tunisie. ii) déterminer l’importance des facteurs environnementaux qui influencent la distribution du vecteur et de la maladie en utilisant la modélisation de la niche écologique. Par la suite, nous avons essayé de i) prédire la distribution actuelle de six phlébotomes vecteurs de la leishmaniose dans le Bassin Méditerranéen. ii) estimer le changement de la distribution géographique de ces vecteurs sous différents scénarios de changement climatique. Pour prédire la distribution géographique de P. papatasi et des cas de maladies en Tunisie la modélisation de la niche écologique a été réalisée en utilisant le modèle MaxEnt. Nous avons collecté 24 variables environnementales décrivant la topographie, l’utilisation du sol, et le climat en tant que variables explicatives. Une étude sur le terrain a été réalisée afin de déterminer les points de présence de P. papatasi et des cas de leishmaniose cutanée servant de variables d’entrées au modèle. Le modèle MaxEnt a montré une bonne performance de prédiction de la répartition du vecteur et de cas de maladie avec une aire au-dessous de la courbe ROC (Receiver Operating Characteristic) supérieure à 0,95 et un coefficient Kappa maximal supérieur à 0,7. De plus, la population sous le risque de leishmaniose cutanée a été évaluée en se basant sur la densité de population par district et la répartition du vecteur de la maladie prédite par le modèle. Afin, d’étudier l’effet du changement climatique sur la réparation des différents vecteurs de la leishmaniose dans le bassin méditerranéen, des points de présence des différents vecteurs ont été collectés à partir de la littérature scientifique entre 2006 et 2012. De plus, une série de variables climatiques décrivant la température et la précipitation pour les années 2020, 2050 et 2080 sous deux différents scénarios de changement climatique ont été obtenues à partir de la base de données mondiale WorldClim. Un modèle consensus a été dérivé à partir de six modèles individuels en se basant sur trois approches de modélisation différentes (régression, apprentissage automatique et classification). La performance du modèle consensus a été généralement bonne pour les espèces analysées avec une spécificité allant de 81 % à 96,5 % est une sensibilité allant de 88 % à 100 %. L’étude a confirmé l’hypothèse de la large propagation géographique des vecteurs de la leishmaniose sous un scénario de changement climatique. Toutes les espèces étudiées sont supposées gagner des nouvelles zones géographiques actuellement non favorables à la survie du vecteur.
Abstract : Leishmaniasis is endemic in 98 countries with an estimated global prevalence of 12 million cases. The yearly incidence of visceral leishmaniasis is estimated to be 0.3 million cases, while cutaneous leishmaniasis affects approximately one million people each year. In Tunisia, cutaneous leishmaniasis is still a serious health problem with thousands of cases reported every year. Since its first emergence as an epidemic in Kairouan in 1982, the disease has spread in several parts of the country. Control of cutaneous leishmaniasis is mainly based on surveillance of incident cases and treatment and studies carried out to elucidate the spatio-temporal dynamics of the disease are based only on time series analysis of the incidence. The geographical distribution of sandflies during the last decades has shifted northward from latitudes below 45○N in south Europe to latitudes just above 50○N. Recent studies show that some phlebotomine sandflies were recorded in several parts of Germany and Belgium. In Central Europe, some autochthone leishmaniasis cases are being recorded in region traditionally regarded as leishmaniasis-free countries. The objective of this work, in a first step is to i) predict the geographical distribution of cutaneous leishmaniasis and P. papatasi the main vector of the disease in Tunisia. ii) Assess the importance of environmental factors influencing the vector and disease distribution using ecological niche modeling. In a second step we attempted to i) predict the actual distribution of six leishmaniasis vectors in the Mediterranean basin. ii) predict the change in the geographical distribution of these vectors under different climate change scenarios. The MaxEnt model was used to predict the distribution of P. papatasi and cutaneous leishmaniasis cases. 24 environmental variables describing topography, land use and climate were collected. A filed survey was conducted to collect P. papatasi and cutaneous leishmaniasis cases occurrence points. MaxEnt showed a good performance for the prediction of the vector and the disease cases with an area under the ROC curve higher than 0.95 and a maximal Kappa coefficient higher than 0.7. Furthermore, population under the risk of cutaneous leishmaniasis was assessed based on population density by district and vector distribution predicted by the model. To elucidate the effect of climate change on the distribution of various leishmaniasis vectors in the Mediterranean basin, occurrence points of the studied species were collected from scientific literature between 2006 and 2012. Moreover, series of climatic variable describing temperature and precipitation for 2020, 2050 and 2080 under two climate change scenarios were obtained from the global climate database WorldClim. A consensus model was derived from six individual model based on three modeling techniques (statistical regression, machine learning and classification). The consensus model presented a good performance with a specificity varying from 81% to 96.5% and a sensitivity varying from 88% to 100%. The study confirmed the hypothesis of large spread of leishmaniasis vectors under climate change scenario. All studied species are supposed to invade new areas, actually not favourable to the vectors survival.

Cette thèse s'est intéressée à l'intégration des Systèmes d'Information Géographique, dans les domaines de la formation en géosciences appliquées et sciences de l'environnement. L'étude de cette intégration et des difficultés qui l'accompagnent, s'est articulée autour de trois dimensions : 1. une dimension cognitive, pour explorer les approches et les méthodes qui permettent d'étudier la façon de raisonner d'utilisateurs expérimentés ou novices, face à la résolution de problèmes spatiaux avec les SIG ; 2. une dimension didactique pour, à partir des différences entre les raisonnements des experts et des novices, identifier et intégrer les démarches expertes utilisables dans les stratégies de résolution des apprenants ; 3. une dimension pédagogique, pour concevoir, en s'appuyant sur les acquis cognitifs et didactiques, des dispositifs de formation innovateurs, en adéquation avec les demandes du monde professionnel. Afin de limiter notre champ d'étude, il a été nécessaire d'effectuer une analyse des pratiques de cartographie et SIG dans les domaines des Géosciences et de l'Ingénierie de l'Environnement et effecteur des choix pertinentes dans une perspective pédagogique, professionnelle et sociétale. Nous nous sommes intéressés à une activité de cartographie particulière : la cartographie d'aptitude réalisée avec des méthodes d'analyses spatiales multicritères pour la localisation de site(s) apte(s) à répondre à une problématique environnementale. En effet, cette méthode implique, d'un point de vue pédagogique, une approche progressive et complète à l'usage des SIG. Elle a un caractère professionnalisant, car elle est d'usage dans les projets environnementaux et, enfin, elle appuie le débat sur les choix territoriaux qui impliquent des prises de décisions. C'est lors de la réalisation de cette activité de cartographie d'aptitude que différents types d'utilisateurs ont été observés : des experts et des étudiants issus de notre entourage académique et professionnel. Nous avons élaboré un protocole expérimental exploratoire qui a permis de recueillir des données écrites et orales. Les analyses des données issues de la phase expérimentale ont été guidées par les cadres qui relèvent des sciences cognitives : sur le plan théorique, pour la définition des mécanismes visuo-cognitifs impliqués dans les raisonnements, et sur le plan méthodologique pour l'approche qualitative et quantitative d'analyse de données verbales. En termes de résultats, des composants des processus de raisonnement qui interviennent dans la réalisation et perception de la carte d'aptitude, ont été identifiés. De plus, les différences d'occurrences d'actions, d'opérations et de concepts mobilisés par les experts et les novices dans le même contexte, ont pu être mesurées. La comparaison des différentes stratégies adoptées par les expertes et par les étudiants a permis ensuite de ré-penser les dispositifs de formation, avec des aides didactiques qui ciblent les lacunes des étudiants. Le vrai défi de cette thèse a été l'apport pluridisciplinaire à la cartographie et aux SIG dans les Sciences de l'Information Géographique. En apportant des connaissances de la psychologie cognitive, de la didactique des sciences et des sciences de l'éducation, cette thèse a contribué à une meilleure compréhension de certains processus de représentations et d'appropriation des SIG, lors de la production cartographique et de son interprétation. Cette compréhension peut contribuer à améliorer les représentations ou à en proposer de nouvelles, favorisant ainsi la construction de la connaissance spatiale.

L'objectif de ce mémoire est de dresser un panorama complet des problématiques qui se posent dans des domaines de la représentation, la modélisation et la manipulation de objets tridimensionnels à travers trois applications utilisant des objets géomatiques. Cette manipulation nécessite des raisonnements spatiaux qui sont dans la plupart des cas de nature géométrique et topologique tels que : - la création de nouveaux faits spatiaux a partir d'interpolation (cas des couches géologiques - la déduction de nouveaux faits spatiaux a partir d'informations incomplètes ou mal structurées. La diversité des problématiques de manipulations de connaissances spatiales met en relief la multiplicité des méthodes de raisonnements et la difficulté de les unifier dans un raisonnement type, qui serait susceptible de s'appliquer a tous les cas de figures. Dans la perspective de développement d'outils dédiés aux raisonnements spatiaux, les travaux de ce mémoire vont apporter une contribution dans les trois axes différents suivants : - maîtrise des moyens de représentations selon les types d'application ; - adaptation de la modélisation des objets spatiaux - manipulations et raisonnements dans des contestes différents. Cela nous amène à penser que la multiplicité des problèmes engendre la multiplicité des outils de raisonnements et l'objet de ce mémoire est à partir d'échantillons de problèmes dans des contextes de travaux aussi différents les uns des autres, de souligner les caractéristiques spécifiques à chaque modèle de raisonnements spatiaux
In this dissertation we present a large survey of problems concerning representation, modelling and manipulation of three dimensional objects. This work is described thanks to three applications using various geomatic objects. The manipulation activity is based on spatial reasoning which fs mainly geometric or topologic such as : - creation of new spatial. Facts thanks. To interpolation (as in our geological strata application), deduction of new -facts from either 6ncomplete or badly structured information. Spatial knowledge manipulation involves several problems. This in lights the multiple reasoning methods and shows how their unification in a Single reasoning model, which could be applied to several cases, is very difficult. As far as the development of spatial reasoning tolls is concerned, our work presents a contribution in the three following axes : control of the representation depending on the application types, - adaptation of the modelling of spatial objects, - manipulation and reasoning in different contexts. This has made us think that this dissertation we in light for each reasoning model, its specific characteristics, thanks to several problems which are taken from very different contexts

Les systèmes d’entrepôts de données et OLAP sont de solutions pour l’analyse décisionnelle. L’intégration des données spatiales dans l’ OLAP est un enjeu majeur. L’information géographique est très fréquemment présente dans les données, mais généralement sous-employée dans le processus décisionnel. Le couplage de systèmes OLAP et de Systèmes d’Informations Géographiques au sein de systèmes OLAP Spatial (SOLAP) est une voie prometteuse. La majorité des solutions SOLAP réduisent l’information géographique à la seule composante spatiale, limitant ainsi les capacités d’analyse du paradigme spatio-multidimensionnel. Nous proposons un modèle formel (GeoCube) et une algèbre associée, qui reformule les concepts du SOLAP afin d’introduire les aspects sémantiques et spatiaux de l’information géographique dans l’analyse multidimensionnelle. Cela se traduit par une modélisation des mesures sous forme d'objets géographiques, dans une vision complètement symétrique entre mesures et dimensions. Ainsi une mesure peut participer à une hiérarchie. Nous proposons une algèbre qui fournit les opérateurs de forage et de coupe, un opérateur qui permet d'intervertir mesure et dimension et des opérateurs de navigation au sein de la hiérarchie de mesures. Cette algèbre, grâce aux opérateurs qui modifient dynamiquement la structure de l’hypercube, permet de concilier analyse OLAP et analyse spatiale. Nous avons réalisé un prototype web conforme à GeoCube. Pour décrire nos solutions, nous utilisons des données environnementales de la lagune de Venise. Enfin, nous proposons un nouveau paradigme de visualisation et d’interaction pour l’analyse des mesures géographiques
Data warehouse and OLAP systems are decision-making solutions. Integration of spatial data into OLAP systems is an important challenge. Indeed, geographic information is always present implicitly or explicitly into data, but generally it is not well handled into the decisional process. Spatial OLAP (SOLAP) systems, which are the integration of OLAP and Geographic Information Systems (GIS), are a promising way. Most of SOLAP solution reduces geographic information to its spatial component, limiting the analysis capabilities of the spatio-multidimensional paradigm. We propose a formal model (GeoCube) and its associated algebra. GeoCube reformulates main SOLAP concepts in order to introduce semantic and spatial aspects of geographic information into the multidimensional analysis. We model measures and dimension members as geographic and/or complex objects. A measure can belong to one or more hierarchies. We propose an algebra which provides the drill and slice operators, an operator to invert measures and dimension, and two operators to navigate into the hierarchy of the measure. The algebra permits to introduce the spatial analysis methods into multidimensional analysis through some new operators which change dynamically the structure of the hypercube. We have realized a web prototype based on GeoCube. We describe our works using environmental data of Venice lagoon pollution. Finally, we propose a new visualization and interaction paradigm to analyze geographic measures

L’objectif général de cette thèse est de caractériser la dynamique des transferts des bactéries fécales à l’aide d’une modélisation spatio-temporelle, à l’échelle du bassin versant (BV) dans une région agricole et à l’échelle événementielle. Ce projet vise à mieux comprendre l'influence des processus hydrologiques, les facteurs environnementaux et temporels impliqués dans l’explication des épisodes de contamination microbienne des eaux récréatives. Premièrement, un modèle bayésien hiérarchique a été développé pour quantifier et cartographier les niveaux de probabilité des eaux à être contaminées par des effluents agricoles, sur la base des données spectrales et des variables géomorphologiques. Par cette méthode, nous avons pu calculer les relations pondérées entre les concentrations d’Escherichia coli et la distribution de l’ensemble des paramètres agro-pédo-climatiques qui régissent sa propagation. Les résultats ont montré que le modèle bayésien développé peut être utilisé en mode prédictif de la contamination microbienne des eaux récréatives. Ce modèle avec un taux de succès de 71 % a mis en évidence le rôle significatif joué par la pluie qui est la cause principale du transport des polluants. Deuxièmement, le modèle bayésien a fait l’objet d'une analyse de sensibilité liée aux paramètres spatiaux, en utilisant les indices de Sobol. Cette démarche a permis (i) la quantification des incertitudes sur les variables pédologiques, d’occupation du sol et de la distance et (2) la propagation de ces incertitudes dans le modèle probabiliste c'est-à-dire le calcul de l’erreur induite dans la sortie par les incertitudes des entrées spatiales. Enfin, une analyse de sensibilité des simulations aux différentes sources d’incertitude a été effectuée pour évaluer la contribution de chaque facteur sur l’incertitude globale en prenant en compte leurs interactions. Il apparaît que sur l’ensemble des scénarios, l’incertitude de la contamination microbienne dépend directement de la variabilité des sols argileux. Les indices de premier ordre de l’analyse de Sobol ont montré que parmi les facteurs les plus susceptibles d’influer la contamination microbienne, la superficie des zones agricoles est le premier facteur important dans l'évaluation du taux de coliformes. C’est donc sur ce paramètre que l’attention devra se porter dans le contexte de prévision d'une contamination microbienne. Ensuite, la deuxième variable la plus importante est la zone urbaine avec des parts de sensibilité d’environ 30 %. Par ailleurs, les estimations des indices totaux sont meilleures que celles des indices de premier ordre, ce qui signifie que l’impact des interactions paramétriques est nettement significatif pour la modélisation de la contamination microbienne Enfin, troisièmement, nous proposons de mettre en œuvre une modélisation de la variabilité temporelle de la contamination microbiologique du bassin versant du lac Massawippi, à partir du modèle AVSWAT. Il s'agit d'une modélisation couplant les composantes temporelles et spatiales qui caractérisent la dynamique des coliformes. La synthèse des principaux résultats démontrent que les concentrations de coliformes dans différents sous-bassins versants se révèlent influencées par l’intensité de pluie. La recherche a également permis de conclure que les meilleures performances en calage sont obtenues au niveau de l'optimisation multi-objective. Les résultats de ces travaux ouvrent des perspectives encourageantes sur le plan opérationnel en fournissant une compréhension globale de la dynamique de la contamination microbienne des eaux de surface.
Abstract : The aim of this study was to predict water faecal contamination from a bayesian probabilistic model, on a watershed scale in a farming area and on a factual scale. This project aims to better understand the influence of hydrological, environmental and temporal factors involved in the explanation of microbial contamination episodes of recreational waters. First, a bayesian probabilistic model: Weight of Evidence was developed to identify and map the probability of water levels to be contaminated by agricultural effluents, on the basis of spectrals data and geomorphologic variables. By this method, we were able to calculate weighted relationships between concentrations of Escherichia coli and distribution of key agronomic, pedologic and climatic parameters that influence the spread of these microorganisms. The results showed that the Bayesian model that was developed can be used as a prediction of microbial contamination of recreational waters. This model, with a success rate of 71%, highlighted the significant role played by the rain, which is the main cause of pollution transport. Secondly, the Bayesian probabilistic model has been the subject of a sensitivity analysis related to spatial parameters, using Sobol indications. This allowed (1) quantification of uncertainties on soil variables, land use and distance and (2) the spread of these uncertainties in the probabilistic model that is to say, the calculation of induced error in the output by the uncertainties of spatial inputs. Lastly, simulation sensitivity analysis to the various sources of uncertainty was performed to assess the contribution of each factor on the overall uncertainty taking into account their interactions. It appears that of all the scenarios, the uncertainty of the microbial contamination is directly dependent on the variability of clay soils. Sobol prime indications analysis showed that among the most likely to influence the microbial factors, the area of farmland is the first important factor in assessing the coliforms. Importance must be given on this parameter in the context of preparation for microbial contamination. Then, the second most important variable is the urban area with sensitivity shares of approximately 30%. Furthermore, estimates of the total indications are better than those of the first order, which means that the impact of parametric interaction is clearly significant for the modeling of microbial contamination. Thirdly, we propose to implement a temporal variability model of microbiological contamination on the watershed of Lake Massawippi, based on the AVSWAT model. This is a model that couples the temporal and spatial components that characterize the dynamics of coliforms. The synthesis of the main results shows that concentrations of Escherichia coli in different sub-watersheds are influenced by rain intensity. Research also concluded that best performance is obtained by multi-objective optimization. The results of these studies show the prospective of operationally providing a comprehensive understanding of the dynamics of microbial contamination of surface water.

Les profondes recompositions que connaît l'agriculture française induisent un réel saut paradigmique : l'agriculture ne repose plus uniquement sur l'optimisation d'une fonction de production, mais doit élaborer des compromis économiques, sociaux et environnementaux entre différents acteurs dans chaque cadre territorial. Deux référents conceptuels structurent notre démarche cherchant à mettre au point un itinéraire de recherche pour rendre compte de l'inscription territoriale des recompositions agricoles : dialectique forme/fonctionnement et articulation entre quatre pôles (matérialité, représentation, mobilisation d'acteurs, intervention publique). Une revue des concepts et outils à l'interface entre géographie et agronomie nous permet d'instrumenter nos grilles conceptuelles. Le terrain d'étude se situe dans les Monts d'Ardèche. La démarche procède par une analyse conduite à différents niveaux : dynamique des productions agricoles dans l'espace au niveau départemental ; mode d'appropriation sociale d'un espace, de ses ressources dans un Parc Naturel Régional ; liens entre usages de l'espace au niveau intercommunal ; dynamique de l'occupation du sol au niveau infra-communal ; liens entre trajectoires d'exploitations agricoles et dynamiques de leur territoire. L'analyse selon ces niveaux et ces thématiques enrichit la compréhension des recompositions agricoles. Un retour critique sur les concepts et outils utilisés permet d'en proposer des évolutions (en particulier formalisation de structures spatiales à l'amont de traitements sur photographies aériennes ou pour la modélisation et les simulations de dynamiques territoriales à l'aide de SMA). Des enseignements thématiques relatifs à l'inscription territoriale des recompositions agricoles sont tirés. Alors que des conditions de production particulières se définissent, des spécificités territoriales s'affirment. La diversité des dynamiques et des fonctions exercées par l'activité agricole s'exprime et est renforcée par les multiples usages de l'espace. Leurs modes d'appréhension s'élaborent et s'affinent
The extensive recomposition of the French agriculture scene has prompted a real paradigmatic shift - agriculture is no longer solely focused on optimising production, but must conciliate economic, social and environmental trade-offs between differents stakeholders in each territorial setting. Our approach is structured by two conceptual referents geared to developing a research plan to assess territorial integration of agricultural recompositions : form/function dialectic and linkage between four poles (concrete dimension, representation, stakeholder mobilisation, public intervention). Concepts and tools at the geography/agronomy interface were reviewed to guide us in designing our conceptual grids. The study was carried out in the Monts d'Ardèche region (France) and involved a multilevel analysis : spatial dynamics of agricultural production at the departemental level ; modes of social appropriation of land and resources in a regional natural parc ; intercommunal links between different land uses ; infracommunal landtenure dynamics ; and correlation of farming trajectories and land dynamics. The results of this multilevel/multithematic analysis enhance the overall understanding of different agricultural recompositions. Potential modifications could be proposed after a critical review of the concepts and tools implemented (e. G. Formalisation of spatial structures upstream of aerial photograph processing or for modelling and simulation of land dynamics via MAS). Thematic lessons concerning territorial integration of agricultural recompositions are established, while defining distinctive production conditions and asserting specific territorial characteristics. The diverse range of dynamics and functions involved in agricultural activity are expounded and strengthened by a broad range of land uses. Ways of apprehending them are developed and refined

Cette recherche propose un modèle de graphe spatio-temporel qui permet de caractériser les principales propriétés de l’évolution d’entités spatiales. Nous distinguons dans ce cadre plusieurs concepts structurants comme les notions d’identité et de relations à travers les dimensions spatiales et temporelles. Pour un temps donné, nous catégorisons les relations spatiales et de filiation et, à travers le temps, les filiations temporelles et les relations spatio-temporelles. Les structures de graphe émergeantes permettent non seulement de caractériser l’évolution d’un ensemble d’entités spatiales, mais aussi de découvrir de nouvelles propriétés. Des fonctions de manipulation de graphe sont développées et appliquées au modèle de graphe spatiotemporel. Ces fonctions identifient des processus génériques ( e. G. Vie et mort d’une entité) ou liés à une application spécifique et à sa sémantique. Afin de combiner plusieurs sources d’informations au sein d’un même graphe, des fonctions de jointure permettent l’intégration de plusieurs graphes au sein d’une représentation unifiée. Les propriétés des graphes ainsi constitués et le rôle des différentes entités présentes au sein de ces graphes sont étudiés par une qualification des différents types de routes les reliant. La consistance du modèle de graphe spatio-temporel est abordée à partir d’un algorithme de vérification de contraintes. Nous faisons la différence entre les contraintes de domaine intrinsèques au modèle de graphe, et les contraintes sémantiques dépendantes d’une application en particulier. Une extension de la démarche de modélisation est réalisée à partir d’une structure basée sur les bigraphes qui permet de représenter explicitement un phénomène spatio-temporel selon plusieurs niveaux de granularité spatiale
This research proposes a spatio-temporal graph model which allows for the characterization of main properties of spatio-temporal evolution. Several concepts are distinguished, such as the notions of identity and relations, through the spatial and time dimensions. For given time, we categorize spatial and filiation relations, and through time, temporal filiation and spatio-temporal relations. The emerging graph structures characterize the evolution of a set of spatial entities and permit to discover new properties. Graph manipulation functions are developed and applied to the spatio-temporal graph model. These functions identify generic processes (e. G. Life and death of an entity) or processes linked to a specific application and its semantics. In order to combine several sources of information in a single graph, graph join functions permit the integration of several graphs in a unified representation. The properties of these graphs and the role of their entities are studied by a qualification of the different types of routes that link these entities. The consistency of the spatio-temporal graph model is verified by a constraints-checking algorithm. We make a difference between domain constraints belonging to the graph model, and semantic constraints which depend on a specific application. An extension of the modelling approach is achieved from a structure based on bigraphs that facilitates the explicit representation of a phenomenon according to different levels of spatial granularity