Ce travail de recherche porte sur la mise en place d’outils permettant d’évaluer le transfert en éléments trace des sols agricoles vers les plantes. Il a été ciblé sur quatre éléments trace métalliques réglementés dans le sol et/ou la plante à savoir le cadmium, le cuivre, le plomb, le zinc, ainsi qu’un élément trace supplémentaire en voie de réglementation, l’arsenic. Dans un premier temps, un protocole d’échantillonnage a été développé afin de disposer d’un outil de diagnostic pré-récolte. Le cahier des charges a été défini de telle façon que ce protocole soit opérationnel, représentatif de la parcelle, applicable pour différentes parcelles et cultures et autorise une spatialisation de la concentration en éléments trace. Il est de type aléatoire stratifié afin de pouvoir couvrir la totalité de la surface étudiée. Dans un second temps, l’étude s’est portée sur le développement d’une méthode d’analyse des sols par électrochimie afin de disposer d’un outil d’évaluation de la biodisponibilité potentielle des éléments traces et donc du risque de transfert sol - plante. Pour ce faire, les concentrations des éléments sous leurs formes électrolabiles ont été déterminées par voltammétrie de redissolution anodique utilisant des électrodes sérigraphiées élaborées au laboratoire. La méthode a été développée et validée à partir d’une solution de sol de référence minéralisé. Elle a été par la suite appliquée à des solutions de différents sols agricoles obtenues par lixiviation selon un protocole normalisé (NF ISO 18772). / This study concerns the establishment of tools, which allow evaluating the transfer of trace elements from agricultural soils to plants. It focused on four metal trace elements regulated in soil and/or in plants, which are cadmium, copper, lead, zinc, as well as a trace element in the process of regulation, arsenic. First, a sampling protocol was developed in order to dispose of a tool of pre-harvest diagnostic. The specifications were defined such that this protocol is operational, representative of the parcel, applicable to various parcels and crops and authorizes a spatial distribution of the trace element concentration. It is based on random stratified type in order to be able to cover the whole of the considered area. Then, the study focused on the development of a soil analysis method by electrochemistry in order to dispose of a tool for assessing the potential bioavailability of trace elements and therefore the risk of the soil - plant transfer. For that, the electrolabile form concentrations of these elements were determined by anodic stripping voltammetry using screen printed electrodes produced at the laboratory. The method was developed and validated from a solution of a mineralized certified reference soil. It was subsequently applied to solutions of different agricultural soils obtained by leaching according to a normalized protocol (NF ISO 18772).

Les activités sidérurgiques du siècle dernier ont laissé derrière elles des sols de friches multi-contaminés. Cette multi-pollution a dû conduire à une adaptation des communautés microbiennes, pouvant impacter leurs diversités et in fine le fonctionnement des sols. Dans ce contexte, les objectifs de mes travaux de thèse étaient : i) d’étudier la diversité taxonomique des communautés microbiennes mais aussi leur diversité fonctionnelle en lien avec le cycle du carbone, ii) d’identifier les éventuels liens qui unissent ces deux diversités et iii) de comprendre comment les caractéristiques des sols et leur pollution pouvaient modifier ces liens. Une collection de sols présentant un gradient de pollution par des hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP) et des éléments traces métalliques (ETM) a été étudiée. La diversité taxonomique des communautés bactériennes et fongiques a été obtenue par séquençage Illumina MiSeq et la diversité fonctionnelle métabolique a été estimée à l’aide des outils Biolog® et MicroResp™. La dégradation de deux substrats carbonés modèles, le phénanthrène (PHE) et la cellulose (CEL) marqués au 13C, a également été analysée par la technique de Stable Isotope Probing, qui en identifiant les microorganismes impliqués dans la dégradation de ces composés, permet de lier la diversité taxonomique à une fonction. Globalement, en sélectionnant les microorganismes, le niveau de contamination a modulé positivement ou négativement l’abondance relative de différents taxons bactériens et fongiques. Contrairement aux HAP, les ETM ont induit une diminution de la diversité fonctionnelle métabolique, mais aussi une tolérance accrue au zinc. Le potentiel fonctionnel de dégradation des HAP était positivement corrélé à la teneur en HAP des sols alors que les fonctions de dégradation du PHE et de la CEL étaient présentes dans tous les sols, quel que soit leur niveau de contamination. Les taux de dégradation de ces composés étaient positivement corrélés à l’abondance et la richesse microbienne, mais sans lien avec la pollution des sols. En outre, le taux de dégradation du PHE était expliqué par les abondances relatives des genres Massilia et Mycobacterium identifiés parmi les bactéries dégradantes. En conclusion, nous avons observé une diminution de l’intensité de dégradation de plusieurs composés carbonés, voire la disparition totale de la fonction, suggérant un possible dysfonctionnement du cycle du carbone dans certains des sols les plus pollués / The iron and steel activities of the last century have left behind multi-contaminated brownfields. This multi-pollution must have led to an adaptation of microbial communities, potentially impacting their diversities and ultimately the soil functioning. In this context, the objectives of my PhD thesis were: i) to study the taxonomic diversity of microbial communities, but also their functional diversity in relation to the carbon cycle, ii) to identify the possible relationships between these two diversities and (iii) to understand the impact of soil characteristics and pollution on communities. In this way, a collection of ten multi-contaminated soils, with both polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH) and metallic trace elements (MTE) gradients, was studied. The bacterial and fungal taxonomic diversities were obtained using Illumina MiSeq sequencing and the metabolic functional diversity was estimated through Biolog® and MicroResp™ assays. The degradation of two model carbon substrates, namely 13C-labeled phenanthrene (PHE) and 13C-labeled cellulose (CEL), was also analyzed using Stable Isotope Probing technique, which, by identifying the microorganisms involved in the substrate degradation, allows to link function with taxonomic diversity. Overall, by selecting microorganisms, the contamination level positively and negatively modulated the relative abundance of different bacterial and fungal taxa. Unlike PAH, MTE induced a decrease of metabolic functional diversity, but also a greater zinc tolerance. The functional potential of PAH degradation was positively correlated with the PAH concentration in soils, while the PHE and CEL degradation functions were present in all soils, irrespective of their contamination level. Degradation rates of these compounds were positively correlated with microbial abundance and richness, but not linked to soil pollution. In addition, the PHE degradation rate was explained by the relative abundances of the Massilia and Mycobacterium genera, identified among the active PHE-degrading bacteria. In conclusion, we observed a decrease in the degradation intensity of several carbon compounds, or even the total disappearance of various functions, suggesting a potential dysfunction of carbon cycle in some of the most polluted soils

Les nouveaux programmes des lycées français, mis en place depuis la rentrée 2010, ont fixé des objectifs précis en matière d’algorithmique. A la lecture de ces programmes, l’enseignement de l’algorithmique apparaît comme outil (au sens de Douady, 1986) pour donner sens à un certain nombre de notions étudiées. Comment dépasser ce stade pour que l’algorithmique devienne objet d’apprentissage (au sens de Douady, 1986) ? Le travail de recherche se situe dans le cadre d’apprentissages de connaissances sur les algorithmes en mathématiques dans l’enseignement au niveau des classes de Seconde et du Cycle Terminal Scientifique du lycée. L’étude et la construction d’algorithmes par les élèves sont situées dans un cadre plus général de raisonnement et de preuve, mais aussi de démarches de modélisation en mathématiques. Il s’agit d’étudier l’effectivité de tels enseignements dans le cadre institutionnel français du point de vue des apprentissages effectivement réalisés par les élèves et des pratiques des enseignants, et d’en inférer des résultats plus généraux sur le raisonnement mathématique dans certains domaines spécifiques, pour les classes du lycée. Le travail de recherche entrepris privilégie la place occupée par les algorithmes dans l’enseignement des mathématiques et propose un cadre théorique tenant compte des cadres généraux de la didactique des mathématiques, en particulier les Espaces de Travail Mathématique (ETM) (Kuzniak, Richard, 2014) associés à des domaines mathématiques spécifiques. Plus particulièrement, poursuivant la spécification d’un modèle Espaces de Travail Algorithmique (ETA) (Laval, 2014, 2016), nous précisons ce que peuvent être les plans épistémologique et cognitif dans ces espaces en mettant l’accent sur leurs interactions liées aux genèses sémiotique, instrumentale et discursive auxquelles ces plans donnent lieu. Nous étudions aussi quels espaces personnels peuvent se construire chez les élèves des différents niveaux scolaires du lycée, et comment ils articulent des connaissances sur les algorithmes et les domaines mathématiques scolaires. Les modèles des ETM/ETA sont consacrés à l’analyse du travail mathématique dans des domaines mathématiques spécifiques avec, en particulier, des paradigmes guidant et orientant le travail des élèves. De plus, partant du fait que peu d’études sur des tâches de modélisation ont été basées sur les modèles ETM/ETA, nous affinons certaines de nos analyses dans le cadre des ETM/ETA sur la base du cycle de modélisation proposé par Blum et Leiss (2005) en relation avec certains domaines spécifiques des mathématiques. Pour cela, nous construisons plusieurs ingénieries didactiques mettant en place des expérimentations dans trois domaines mathématiques : (1) la théorie élémentaire des nombres ; (2) l’analyse ; (3) les probabilités et les simulations aléatoires. Ces ingénieries sont expérimentées et analysées dans les trois niveaux du lycée français : seconde et cycle terminal scientifique. Notre travail de recherche comporte des outils d’analyse de tâches et d’activités dans différents domaines mathématiques. La méthodologie employée permet d’obtenir des données globales et d’observer finement les activités des élèves en classe et les pratiques des enseignants / The new programs of French High schools, since 2010, precise objectives in terms of algorithmics. According to High schools curricula, algorithmics teaching appears as a tool (in the sense of Douady, 1986) to give meaning to some studied notions. How to go beyond this level so that algorithmic becomes an object of learning (in the sense of Douady, 1986)? This research work is in the framework of learning of mathematical knowledge in algorithmics at the level of Grade 10 and Scientific Terminal Cycle (Grades 11 and 12) of the French high school. The study and construction of algorithms by students are located in a more general framework of reasoning and proof, but also mathematical modelling. We build three didactic engineerings in High school to study the work of student and to watch teacher’s practices. Our aim is to infer more general results on mathematical reasoning in some specific mathematical domains.The research work favours algorithms’ place in mathematics teaching. We propose a theoretical framework taking into account the general frameworks of mathematics didactics, in particular the Mathematical Working Spaces (MWS) (Kuzniak, Richard, 2014) associated with specific mathematical domains.Following the specification of an Algorithmics Working Spaces (AWS) (Laval, 2014, 2016) we specify the possibilities of the epistemological and cognitive plans inside of these spaces increasing their interactions with their semiotician, instrumental and discursive geneses. We also study which personal spaces can be built for students at different levels of High school system, and how they articulate knowledge about algorithms and school mathematical domains. The models of MWS/AWS aim at analysing of mathematical work in specific mathematical domains, with in particular, paradigms guiding and directing the work of the student.Moreover, since few studies of modelling tasks have been built on MWS/AWS models, we refined some our analyses in the framework MWS/AWS basing on the modelling cycle proposed by Blum & Leiss (2005) in relation to some specific mathematical domains.We build several didactic engineerings that we experimented in various mathematical domains: (1) elementary number theory; (2) mathematical analysis; (3) probabilities and random simulations. These didactic engineerings are experimented and analysed in various French High school's grade: Grade 10 and Scientific Terminal Cycle (Grades 11 and 12). Our research work includes tools for analysing tasks and activities in different mathematical domains. The methodology obtains aggregated global data and finely observes students' activities in classroom and teacher’s practices

Human intervention and natural phenomenon cause change in land use day by day. Availability of accurate land use information is essential for many applications like natural resource management, planning and monitoring programs. Landuse Change has become a central component in current strategies for managing natural resources and monitoring environmental change. Because of the rapid development in the field of land use mapping, there is an increase in studies of land use change worldwide. Providing an accurate assessment of the extent and health of the world’s forest, grassland and agricultural resources has become an important priority. By printed maps without any statistics or only statistics without any map can not solve this visualization problem. Because printed maps have not attracted as much attention as statistics among the people because of it is limited applications (Himiyama, 2002). Remotely sensed data like aerial photographs and satellite imageries are undoubtedly the most ideal data for extracting land use change information. Satellite images are the most economical way of getting data for different times. The multitude of existing software helps getting information from satellite image also in manipulating the information. The approach used in this study to classify satellite images and change detection based on Satellite images Landsat MSS (1972), Landsat TM (1989) and Landsat ETM (1999) for using supervised classification methods like maximum likelihood (MAXLIKE), MAHALCLASS and time series analysis of CROSSTAB. After performed these hard and soft classifiers the research showed the significant Landuse change in the study area of Chakoria Sundarban mangrove forest. Remote sensing is the modern tools for detecting change pattern and behaviours of coastal environment (Saifuzzaman, 2000). So, those tools are used in the research work for better change analysis of the study area. For analyzing, evaluation and mapping environmental change detection of different years remotely sensed data have been undertaken. The present research provides some suggestions and recommendations as per research findings in order to optimize the utility of coastal resources and to maintain the sustainability of the resources, coastal land use control and there by stabilizing the coastal vulnerable area of chakoria Sundarban.

<p>Human intervention and natural phenomenon cause change in land use day by day. Availability of accurate land use information is essential for many applications like natural resource management, planning and monitoring programs. Landuse Change has become a central component in current strategies for managing natural resources and monitoring environmental change. Because of the rapid development in the field of land use mapping, there is an increase in studies of land use change worldwide. Providing an accurate assessment of the extent and health of the world’s forest, grassland and agricultural resources has become an important priority. By printed maps without any statistics or only statistics without any map can not solve this visualization problem. Because printed maps have not attracted as much attention as statistics among the people because of it is limited applications (Himiyama, 2002). Remotely sensed data like aerial photographs and satellite imageries are undoubtedly the most ideal data for extracting land use change information. Satellite images are the most economical way of getting data for different times. The multitude of existing software helps getting information from satellite image also in manipulating the information. The approach used in this study to classify satellite images and change detection based on Satellite images Landsat MSS (1972), Landsat TM (1989) and Landsat ETM (1999) for using supervised classification methods like maximum likelihood (MAXLIKE), MAHALCLASS and time series analysis of CROSSTAB. After performed these hard and soft classifiers the research showed the significant Landuse change in the study area of Chakoria Sundarban mangrove forest. Remote sensing is the modern tools for detecting change pattern and behaviours of coastal environment (Saifuzzaman, 2000). So, those tools are used in the research work for better change analysis of the study area. For analyzing, evaluation and mapping environmental change detection of different years remotely sensed data have been undertaken. The present research provides some suggestions and recommendations as per research findings in order to optimize the utility of coastal resources and to maintain the sustainability of the resources, coastal land use control and there by stabilizing the coastal vulnerable area of chakoria Sundarban.</p><p> </p>

Dans les études sur le devenir et les impacts de pollutions métalliques dans les sols l'influence de leur usage est encore mal connue. Cette influence a été examinée ici à travers une étude détaillée de comportements de trois métaux polluants, présentant des mobilités différentes: Zn, Cd, et Pb. Cette étude a été menée à la fois dans des horizons de surface d'une petite région affectée par des retombées de poussières métallifères émises par l'industrie métallurgique, ainsi que dans un site comportant deux sols agricoles gérés de manière contrastée. Il s'agit d'un sol sous prairie permanente (PP) et un sol cultivé (CA), situés à une même distance de la source d'émission et développés dans des conditions pédogenétiques semblables. L'objectif principal de ce travail était de quantifier les parts endogènes et exogènes des ETM dans les sols, leurs distributions dans les horizons et dans les compartiments pédologiques (microstructures, agrégats, constituants) et d'identifier les principaux vecteurs d'incorporation. Cette étude a fait appel à des analyses de teneurs totales en éléments (C. organique, Fe, Zn, Pb, Cd,) des études macro- et micromorphologiques, des extractions cinétiques à l'EDTA et des études de la composition isotopique. Un deuxième objectif était de hiérarchiser le rôle des paramètres révélateurs de l'usage des sols sur la distribution et la mobilité des ETM. Ce travail montre que, 40 ans après l'arrêt de l'activité industrielle, la distribution actuelle des teneurs en métaux dans les horizons de surface ne reflète pas celle de retombées atmosphériques attendus selon un modèle simple de distribution en fonction de la distance à la source et des vents dominants. Les teneurs en Zn, Pb et Cd dans les premier 30 cm des sols varient selon l'usage des sols et notamment en fonction du pH, du potentiel redox, de la texture ou encore de l'activité biologique. Ainsi, les horizons de surface de sols acides en forêt auraient perdu plus de 80% du Zn retombé, contre environ 60% de l'horizon A d'un sol sous prairie permanente, suite à la bioturbation lombricienne, et "seulement " 40% pour l'horizon L d'un sol cultivé. Une typologie de secteurs de la zone impactée, pertinente par rapport à la migration de polluants a été proposée à partir de cartographies des rapports Zn/Pb et Cd/Pb. A l'échelle du solum et des horizons, un siècle de pratiques agricoles distinctes a conduit à des phénoformes différents. En particulier, l'activité biologique différente dans les sols PP et CA a modifié le cycle bio-géochimique des métaux et induit des différences dans leurs distributions et mobilité. Les 2 sols présentent en effet des profils de teneurs totales en Zn, Pb et Cd contrastés, avec une rétention de la majeure partie des métaux exogènes dans l'horizon labouré en CA (entre 53% pour Zn et 92% pour Pb et Cd) et une incorporation nettement plus importante dans PP (40% du Zn seulement, 73% du Cd et 82% du Pb exogène sont aujourd'hui présent dans les 26 premiers cm). L'incorporation est significative jusqu'à 80 cm de profondeur sous prairie. A l'échelle des agrégats, l'activité biologique en PP conduit à l'occurrence de trois types de fractions impliquées dans la dynamique des métaux (agrégats de 50-100 μm, 2-20μm, et fraction <2μm), alors que pour CA, seules les fractions 2-20μm et <2μm semblent prioritairement impliquées dans leur rétention et extractabilité. L'analyse de la composition isotopique du Pb sur des échantillons de sol et des extraits EDTA, est un outil performant pour détailler la nature et l'incorporation du Pb exogène. Par cette technique analytique le Plomb exogène sous prairie se retrouve jusqu'à la base du profil et jusqu'à 60cm de profondeur dans le sol sous culture. Cette approche a permis de valider l'ensemble des résultats obtenus à partir des teneurs totales en métaux. Elle souligne la nécessité d'une prise en compte des paramètres pédologiques afin de garantir la représentativité des échantillons étudiés et autoriser une évaluation plus pertinente des risques environnementaux qu'à partir des seules teneurs totales en métaux.

Le dragage des ports français génère chaque année entre 25 et 40 millions de tonnes de matériaux non contaminés qui sont clapés en mer. Il existe, de plus, un stock important de sédiments contaminés (10 millions de tonnes environ) qui n'ont pas été dragués, du fait de la réglementation interdisant un rejet en mer lorsque les niveaux de contamination dépassent les seuils définis par l'arrêté du 14 juin 2000. En outre, ce stock de sédiment, qui devra impérativement être dragué dans les dix ans à venir, est quasiment orphelin de filières de traitement et de valorisation adaptées. L'urgence de mettre en place des solutions (filières), respectueuses des fondements du développement durable, a engendré de nombreux programmes de recherche. Le programme SEDiGEST (Gestion des Sédiments de dragages des ports) envisage notamment un scénario de remblaiement des cavités terrestres par des sédiments traités. Cette Thèse de Doctorat, menée dans le cadre de ce programme, contribue à l'amélioration de la compréhension du comportement géo-physico-chimique d'un sédiment marin stabilisé aux liants hydrauliques (chaux + ciment). Pour répondre à cet objectif la démarche expérimentale a été conduite en trois étapes : tout d'abord la caractérisation du solide, puis l'évaluation de la mobilité potentielle des polluants inorganiques et enfin, la modélisation du comportement à la lixiviation. La synthèse des résultats a montré que les polluants inorganiques cibles de la matrice d'étude (cuivre, plomb et zinc) étaient majoritairement associés aux carbonates, aux sulfures/sulfates, aux (oxy)hydroxydes, et/ou à la matière organique. L'étude comparative de la matrice étudiée à trois stades " d'évolution " (avant et après traitement et vieilli artificiellement) a permis de mettre en évidence que le procédé de stabilisation aux liants hydrauliques n'était pas une solution pérenne. En effet, le sédiment traité présente un risque de pollution à plus ou moins long terme, notamment par relargage de plomb et de cuivre, en cas de carbonatation de la matrice sédimentaire. En particulier, la réversibilité du procédé de stabilisation/solidification induit par la réactivité des phases cimentaires avec le CO2 atmosphérique, peut également conduire à une mobilisation des polluants à long terme.

ABSTRACT DECISION TREE CLASSIFICATION OF MULTI-TEMPORAL IMAGES FOR FIELD-BASED CROP MAPPING Sencan, Se&ccedil / il M. Sc., Department of Geodetic and Geographic Information Technologies Supervisor: Assist. Prof. Dr. Mustafa T&uuml / rker August 2004, 125 pages A decision tree (DT) classification approach was used to identify summer (August) crop types in an agricultural area near Karacabey (Bursa), Turkey from multi-temporal images. For the analysis, Landsat 7 ETM+ images acquired in May, July, and August 2000 were used. In addition to the original bands, NDVI, PCA, and Tasselled Cap Transformation bands were also generated and included in the classification procedure. Initially, the images were classified on a per-pixel basis using the multi-temporal masking technique together with the DT approach. Then, the classified outputs were applied a field-based analysis and the class labels of the fields were directly entered into the Geographical Information System (GIS) database. The results were compared with the classified outputs of the three dates of imagery generated using a traditional maximum likelihood (ML) algorithm. It was observed that the proposed approach provided significantly higher overall accuracies for the May and August images, for which the number of classes were low. In May and July, the DT approach produced the classification accuracies of 91.10% and 66.15% while the ML classifier produced 84.38% and 63.55%, respectively. However, in August nearly the similar overall accuracies were obtained for the ML (70.82%) and DT (69.14%) approaches. It was also observed that the use of additional bands for the proposed technique improved the separability of the sugar beet, tomato, pea, pepper, and rice classes.

This thesis presents a semi-automatic method to analyze morphometric features and landscape elements based on Self Organizing Map (SOM) as an unsupervised Artificial Neural Network algorithm in two completely different environments: 1) the Man and Biosphere Reserve “Eastern Carpathians” (Central Europe) as a complex mountainous humid area and 2) Lut Desert, Iran, a hyper arid region characterized by repetition of wind-eroded features. In 2003, the National Aeronautics and Space Administration (NASA) released the SRTM/ SIR-C band data with 3 arc seconds (approx. 90 m resolution) grid for approximately 80 % of Earth’s land surface. The X-band SRTM data were processed with a 1 arc second (approx. 30 m resolution) grid by the German space agency, DLR and the Italian space agency ASI, but due to the smaller X-SAR ground swath, large areas are not covered. The latest version 3.0 SRTM/C DEM and SRTM/X band DEM were re-projected to 90 and 30 m UTM grid and used to generate morphometric parameters of first order (slope) and second order (cross-sectional curvature, maximum curvatures and minimum curvature) by using a bivariate quadratic surface. The morphometric parameters are then used in a SOM to identify morphometric features (or landform elements) e.g. planar, channel, ridge in mountainous areas or yardangs (ridge) and corridors (valley) in hyper-arid areas. Geomorphic phenomena and features are scale-dependent and the characteristics of features vary when measured over different spatial extents or different spatial resolution. Morphometric parameters were derived for nine window sizes of the 90 m DEM ranging from 5 × 5 to 55 ×55. Analysis of the SOM output represents landform entities with ground areas from 450 m to 4950 m that is local to regional scale features. Effect of two SRTM resolutions, C and X bands is studied on morphometric feature identification. The difference change analysis revealed the quantity of resolution dependency of morphometric features. Increasing the DEM spatial resolution from 90 to 30 m (corresponding to X band) by interpolation resulted in a significant improvement of terrain derivatives and morphometric feature identification. Integration of morphometric parameters with climate data (e.g. Sum of active temperature above 10 ° C) in SOM resulted in delineation of morphologically homogenous discrete geo-ecological units. These units were reclassified to produce a Potential Natural Vegetation map. Finally, we combined morphometric parameters and remotely sensed spectral data from Landsat ETM+ to identify and characterize landscape elements. The single integrated data set of geo-ecosystems shows the spatial distribution of geomorphic, climatic and biotic/cultural properties in the Eastern Carpathians. The results demonstrate that a SOM is a very efficient tool to analyze geo-morphometric features under diverse environmental conditions and at different scales and resolution. Finer resolution and decreasing window size reveals information that is more detailed while increasing window size and coarser resolution emphasizes more regional patterns. It was also successfully applied to integrate climatic, morphometric parameters and Landsat ETM+ data for landscape analysis. Despite the stochastic nature of SOM, the results are not sensitive to randomization of initial weight vectors if many iterations are used. This procedure is reproducible with consistent results. / Avhandlingen presenterar en halvautomatisk metod för att analysera morfometriska kännetecken och landskapselement som bygger på Self Organizing Map (SOM), en oövervakad Artificiell Neural Nätverk algoritm, i två helt skilda miljöer: 1) Man and Biosphere Reserve "Eastern Carpathians" (Centraleuropa) som är ett komplext, bergigt och humid område och 2) Lut öken, Iran, en extrem torr region som kännetecknas av återkommande vinderoderade objekt. Basen för undersökningen är det C-band SRTM digital höjd modell (DEM) med 3 bågsekunder rutnät som National Aeronautics and Space Administration släppte 2003 för ungefär 80 % av jordens yta. Dessutom används i ett mindre område X-band SRTM DEM med 1 bågsekund rutnät av den tyska rymdagenturen DLR. DEM transformerades till 90 och 30 m UTM nätet och därav genererades morfometriska parametrar av första (lutning) och andra ordning (tvärsnittböjning, största och minsta böjning). De morfometriska parametrar används sedan i en SOM för att identifiera morfometriska objekt (eller landform element) t.ex. plan yta, kanal, kam i bergsområden eller yardangs (kam) och korridorer (dalgångar) i extrem torra områden. Geomorfiska fenomen och objekt är skalberoende och kännetecken varierar med geografiska områden och upplösning. Morfometriska parametrar har härletts från 90 m DEM för nio fönsterstorlekar från 5 × 5 till 55 × 55. Resultaten representerar landform enheter för områden från 450 m till 4950 m på marken dvs. lokal till regional skala. Inflytande av två SRTM upplösningar i C och X-banden har studerats för identifikation av morfometriska objekt. Förändringsanalys visade storleken av upplösningsberoende av morfometriska objekt. Ökning av DEM upplösningen från 90 till 30 m (motsvarande X-bandet) genom interpolation resulterade i en betydande förbättring av terräng parametrar och identifiering av morfometriska objekt. Integration av morfometriska parametrar med klimatdata (t.ex. summan av aktiv temperatur över 10° C) i SOM resulterade i avgränsningen av homogena geoekologiska enheter. Dessa enheter ha används för att producera en karta av potentiell naturlig vegetation. Slutligen har vi kombinerat morfometriska parametrar och multispektrala fjärranalysdata från Landsat ETM för att identifiera och karaktärisera landskapselement. Dessa integrerade ekosystem data visar den geografiska fördelningen av morfometriska, klimatologiska och biotiska/kulturella egenskaper i östra Karpaterna. Resultaten visar att SOM är ett mycket effektivt verktyg för att analysera geomorfometriska egenskaper under skilda miljöförhållanden, i olika skalor och upplösningar. Finare upplösning och minskad fönsterstorlek visar information som är mer detaljerad. Ökad fönsterstorlek och grövre upplösning betonar mer regionala mönster. Det var också mycket framgångsrikt att integrera klimatiska och morfometriska parametrar med Landsat ETM data för landskapsanalys. Trots den stokastiska natur av SOM, är resultaten inte känsliga för slumpvisa värden i de ursprungliga viktvektorerna när många iterationer används. Detta förfarande är reproducerbart med bestående resultat. / QC 20100924

Resumo: Este texto foca as relações de poder-saber e os dispositivos advindos de tais relações que se põem diante do desenvolvimento de práticas educativas constituídas a partir de cenários investigativos, com o propósito de intervir em problemas socioambientais locais. Tais práticas são apresentadas, a partir de um viés libertário, como forma de afrontamento e desestabilização aos dispositivos de controle do ensino tradicional de matemática, que serve à pedagogia panóptica e à ideologia do capital, defensora de uma educação voltada para o consumo. Os objetivos destas práticas são: estrategicamente, subverter o que está posto pelo modelo panóptico de educação; taticamente, pensando globalmente e agindo localmente, intervindo em problemas locais para minimizar os impactos socioambientais que degradam o planeta e nos submetem a valores, preconceitos e discursos de submissão e não-liberdade. Mais do que um grito em prol da liberdade, as práticas propostas visam romper com valores que nos atrelam ao instinto de rebanho comprometendo-se com a construção de conhecimentos em prol da liberdade — enquanto fim. O respeito à vida, ao indivíduo e, conseqüentemente, ao meio ambiente são princípios balizadores deste trabalho, da mesma forma que o afrontamento ao autoritarismo. / Abstract: This thesis focuses on power-knowledge relations and the control mechanisms that are in place in those relations, relations that oppose the development of educational practices built within investigative landscapes, proposed with the aim of intervening on socio and environmental local problems. Such practices are presented from a libertarian perspective, as a way to confront and destabilize the control mechanisms of traditional mathematics teaching, which serves a panoptical pedagogy and the ideology of the Capital. The objectives of those practices are: strategically, to subvert what is pushed by the panoptical educational model; tactically, to think globally and to act locally, intervening on local problems, aiming at minimizing the social and environmental impact of situations that degrade life in the planet and subject us to values, prejudices and discourses of submission and non-freedom. More than a cry for freedom, the proposed practices want to break links that attach us to the instinct of herd, committing themselves with the production of knowledge in favor of freedom taken as an end. Respect for life, the individual and, consequently, the environment, are the principles guiding this work, as well as confronting authoritarianism. / Orientador: Romulo Campos Lins / Coorientador: João Frederico da Costa Azevedo Meyer / Banca: Sonia Maria Clareto / Banca: Antonio Vicente Marafioti Garnica / Banca: Antonio Vidal Nunes / Banca: Romualdo Dias / Doutor