L’objectif de cette étude est de développer une solution GPS optimale, en termes de précision, coût, et poids de l’équipement, afin de déterminer à une fréquence élevée les vitesses et les accélérations d’un athlète. Le mémoire est divisé en trois parties distinctes. Premièrement, la théorie relative aux calculs de la vitesse à partir de mesures GPS est présentée. Deuxièmement, la théorie relative aux calculs des accélérations est exposée. Troisièmement, les résultats relatifs aux tests terrain sont présentés. Ces tests ont permis de comparer différents paramètres servant à définir une méthodologie GPS optimale. Les principaux paramètres sont : le mode de traitement qui est soit en absolu ou en relatif ; les algorithmes de traitement exploitant les positions, les mesures de fréquence Doppler ou les mesures de phase ; les méthodes de pondération des observations ; les techniques de filtrage ; ainsi que les récepteurs GPS de diverses qualités. / The main objective of this research is to develop an optimal solution in terms of precision, cost and weight of the equipment for computing the athlete’s velocities and accelerations using high data rate GPS measurements. This thesis is divided into three major sections. First, the theory about the computation of velocity is presented. Then, the theory about the computation of acceleration is shown. Finally, results of field tests are given. These tests were conducted to compare different parameters used to define an optimal strategy to obtain precise velocities and accelerations. The principal parameters tested are: computation modes (stand-alone or differential); processing algorithms using pre-computed positions, Doppler frequencies or carrier phase measurements; weighted observation matrices using satellites elevation angles or signal/noise ratio; filtering techniques using a moving average or Fast Fourier Transform; and GPS receivers of different quality (low cost receiver or geodetic receiver).

Au cours des dernières années, différents types de travaux ont été réalisés indépendamment au sein du même centre de recherche (Centre de Recherche en Géomatique de l'Université Laval). Parmi ceux-ci, on retrouve des travaux axés sur l'acquisition et le traitement des données spatiales en sport de plein air d'une part, et des travaux axés sur l'exploration et l'analyse des données spatiales avec une solution SOLAP d'autre part. L'exploitation conjointe de ces travaux permettait de répondre à de nouvelles attentes et plus particulièrement à une nouvelle application : l'évaluation et l'analyse de la performance d'athlètes pratiquant un sport extérieur grâce à des données calculées à partir d'observations GPS. En effet, suite à des observations GPS, la position, la vitesse et l'accélération de l'athlète peuvent être calculées précisément. Cependant, aucun logiciel ne permettait d'analyser rapidement et facilement les nouvelles données recueillies. / Pourtant, les entraîneurs d'athlètes de haut niveau désirent obtenir des données sur les performances actuelles, de façon rapide et exacte, pour ainsi adapter immédiatement leur entraînement et favoriser le succès de l'athlète. Or, la technologie SOLAP offre aux utilisateurs une interface cliente très intuitive pour l'analyse spatio-temporelle. Cependant, son fonctionnement ne permettait pas d'ajouter rapidement de nouvelles données obtenues à partir d'observations GPS. Cette recherche visait alors à développer une approche répondant à des besoins d'analyse SOLAP en temps réel retrouvés dans certaines applications et plus particulièrement dans le sport de haut niveau. Nous avons aussi vérifié qu'une solution SOLAP utilisée dans le domaine de la gestion des entreprises pour faciliter les prises de décision peut être transposée dans celui de l'analyse de la performance des athlètes. Pour ce faire, un SOLAP juste-à-temps, baptisé SOLAP-SPORT, a été développé dans le cadre de ce projet de recherche.

De nos jours, les centres de transformation primaire de produits forestiers doivent adapter rapidement leurs approvisionnements afin d’être en mesure de satisfaire les besoins du marché. Pour répondre promptement aux commandes passées par les usines, les équipes de récolte doivent être déployées dans des peuplements forestiers possédant les caractéristiques désirées. Toute déviation à cet égard entraîne des coûts supplémentaires liés à la mise en place de mesures correctives. Ces mesures se traduisent habituellement par une augmentation des stocks coupés en forêt ou encore par des déplacements plus nombreux des équipements de récolte. Une pénurie, c’est-à-dire un manque de matière première à l’usine ou encore l’impossibilité de satisfaire la demande des clients sont d’autres effets possibles. Une connaissance adéquate de la distribution du volume des arbres sur pied par espèce et par classes de diamètres à hauteur de poitrine (DHP) pour les principales strates forestières apparaît donc comme une première étape pour améliorer la précision des approvisionnements. Cette connaissance semble en effet nécessaire pour être en mesure d’améliorer la gestion de la chaîne d’approvisionnement (ou de création de valeur) mais aussi pour mieux protéger l’environnement. Or, la forêt est très variable et il est difficile de prédire de manière précise la distribution des diamètres des tiges des peuplements qui la composent. L’erreur générée par cette variabilité engendre une incertitude quant à ces prédictions de ces distributions. Ce projet vise à évaluer la faisabilité de développer un système spatial qui puisse permettre de répondre à une demande pour un produit donné dans un délai court et motivé par les besoins des clients. Pour y arriver, des fonctions graphiques de distribution du volume cumulé en fonction du diamètre (DHP) pour chacune des strates forestières ont été développées et par la suite regroupées. À ces fonctions ont été appliquées des équations de régression basées sur le DHP afin de valider celles qui étaient significatives. Par la suite, un lien a été fait avec la carte forestière dans un logiciel SIG pour obtenir la probabilité de trouver le produit recherché. Ces étapes ont été réalisées avec succès donnant ainsi la possibilité de créer un outil pour le planificateur forestier qui lui permet de mieux tenir compte de la variabilité des stocks ligneux en forêt. Ce projet a ainsi démontré qu’il est possible d’utiliser l’information des inventaires forestiers pour développer des relations entre les données forestières et l’erreur qu’elles génèrent. Il a été possible d’intégrer ces informations pour créer un outil informatique fonctionnel qui présente une probabilité de trouver dans la forêt un produit spécifique donné. / Presently forest products transformation centers must be able to quickly adapt their resource supply in order to satisfy market needs. In order to react quickly to mill demands, forest harvesting activities must be deployed directly in forest stands that contain standing timber with the characteristics necessary to meet processing requirements. An inability to do this engenders involves additional costs related to the installation of corrective measures. Such measures usually result in an increase in forest stocks cut and/or in additional displacements of forest harvesting equipment. A shortage of supply -- i.e. a lack of raw material at the processing plant -- or difficulty in satisfying market needs are other possible effects. An adequate knowledge of standing tree distributions by species and diameter classes for the principal forest strata being harvested thus seems to be a useful way of ensuring adequate product-specific supply. Such knowledge indeed would seem to be required to improve forest management across the entire supply chain, and would also provide for better environmental protection. However, because forests are intrinsically highly variable, it is difficult to predict in a precise manner species and diameter distributions for specific stands in a given forest. This inherent forest variability generates uncertainty when these distributions are estimated or predicted. This project evaluates the developmental feasibility of a spatial system that can enable an immediate response in harvesting operations to a request for a specific species and size of tree by a processing facility that is motivated by clients’ needs. To accomplish this, species-specific graphic functions of volumes based on tree diameter distributions for each forest stratum were developed and compiled. Regression equations based on tree diameter were applied to these functions in order to validate those that were significant. Subsequently a link was established between the diameter distribution functions and a map of forest strata in a GIS software tool to obtain the probability of finding a sufficient volume of the desired tree type. The functionality discussed has been successfully implemented in this project in order to create a tool for forest planners that takes into account the variability of timber stocks in forests. This project has demonstrated that it is possible to use existing forest inventory information to develop relations between the forest data and the error it generates. Moreover, it was possible to integrate this information to create a functional GIS-based tool that indicates the likelihood of finding a desired quantity of a specific product in the forest.

Dans un premier temps, cette recherche développe une méthodologie pour la modélisation des coûts généralisés de déplacement en transport privé et public. La méthodologie permet l’automatisation des spécifications de paramètres pour la géo-simulation d’itinéraires individuels multimodaux avec TransCAD. Nous présentons les trois applications SIG-T développées dans le cadre de ce projet : CRADVoyagesTC – pour la définition et la localisation de l’offre du transport en commun, CRADTNetwork – pour la construction de graphes de transport en commun, et CRADRoutes – pour la simulation d’itinéraires individuels multiples. Dans un second temps, une étude de cas réalise la simulation d’itinéraires ayant pour origine les lieux de résidence et pour destination les principales agglomérations commerciales du territoire de la Communauté Métropolitaine de Québec (CMQ). Cette étude de cas vise à démontrer le bon fonctionnement et l’efficience de la méthodologie développée pour de futures recherches portant sur l’accessibilité et la mobilité. Les résultats sont commentés de manière sommaire. / This research develops a methodology for modelling generalized trip costs using private and public transportation modes. The methodology enables computer-assisted specification of parameters for disaggregated multimodal trip geo-simulations using TransCAD. We present three developed GIS-T applications within the current project: CRADVoyagesTC – for public transit supply definition and localization, CRADTNetwork – for public transit graph construction, and CRADRoutes – for multiple disaggregated trip paths simulation. Finally, a proof of concept application based on trip simulation using as origin the residential places and as destination the major shopping places of the Quebec Metropolitan Area (QMA) is presented. The main objective of this study case is to demonstrate the functionality and the efficiency of the developed methodology to be used in future accessibility and mobility researches. Preliminary results are discussed.

À la conjonction de l'Information Géographique et de l'Informatique, la recherche menée relève du domaine Géomatique. Elle traite de l'apport de l'ingénierie des modèles à la conception et au développement de Systèmes d'Information Géographique (SIG). Le domaine d'application géomatique, une capitalisation des connaissances déficiente au cours du processus de développement et une qualité des connaissances capturées en séance d'analyse insuffisante ont conduit à se fixer comme objectif de réaliser un outil d'aide à la conception de Systèmes d'Information Géographique adapté à un processus de développement permettant le prototypage rapide en séance d'analyse et assurant la capitalisation des connaissances. La dichotomie Information Géographique / Informatique a nécessité de mobiliser des connaissances de ces deux domaines et structure le contenu de la recherche. La première contribution porte sur la modélisation des SIG. Suite à un balayage rapide de la bibliographie sur les méthodes et formalismes de conception de SIG existants, le besoin de comparer les propriétés spatiales et temporelles mise en ½uvre par les méthodes et les formalismes a conduit à entreprendre une étude terminologique s'appuyant sur la théorie des ensembles. Cette étude a donné lieu à une taxinomie générale de la terminologie utilisée. La proximité conceptuelle entre cette taxinomie et les diagrammes de classes UML a permis de définir une méthode de dérivation de cette taxinomie pour obtenir un métamodèle SIG et un Patron de Conception SIG. Ce dernier sera généré automatiquement par les transformations définies en ingénierie des modèles. L'étude terminologique a aussi permis d'identifier les relations entre les concepts thématiques, les propriétés spatiales et temporelles, etc. Ces relations ont contribué à définir les transformations de modèles de la seconde contribution. La seconde contribution relève de l'ingénierie des modèles. L'objectif relatif au processus de développement permettant le prototypage rapide en séance d'analyse a conduit à définir la méthode Continuous Integration Unified Process qui superpose un cycle de prototypage rapide en phase d'analyse de la méthode Unified Process. L'objectif de capitalisation des connaissances a nécessité de concevoir une généralisation de l'approche MDA appelée Software Development Process Approach (SDPA) fondée sur le constat que la capitalisation des connaissances est une problématique qui se pose au cours de tout le processus de développement. Un artefact multimodèle, appelé Software Development Process Model (SDPM), a été conçu pour résoudre ce problème. Il associe un sous-modèle à chacune des phases du cycle de développement. Une transformation de diffusion fondée sur le clonage des concepts permet de transférer, de sous-modèle en sous-modèle, les concepts du sous-modèle d'analyse jusqu'au(x) sous-modèle(s) d'implémentation. Une transformation de rétrodiffusion permet le transfert inverse. La cohérence du SDPM est assurée par une architecture de liens de traçabilité qui relie tout concept à son clone et par des prétraitements et/ou post-traitements aux transformations de diffusion et de rétrodiffusion. Quatre transformations de nature géomatique permettent d'une part, la saisie des propriétés spatiales et/ou temporelles des entités référencées sous forme d'annotations et, d'autre part, la conversion de ces annotations en éléments de modélisation UML exploitables par les générateurs de code de l'atelier de génie logiciel. Enfin, les trois transformations effectuées sur le modèle d'implémentation SQL adaptent le modèle diffusé au générateur de code de l'atelier de génie logiciel utilisé. La méthode Continuous Integration Unified Process et la démarche Software Development Process Approach ont été instrumentées au sein de l'atelier de génie logiciel

Des études récentes montrent une part croissante de requêtes sur les moteurs de recherche du Web comportant des critères géographiques. Cette part est encore plus conséquente sur des corpus plus spécifiques tels que des documents patrimoniaux (récits de voyages par exemple). On admet que l'information géographique est composée de trois facettes : le spatial, le temporel et le thématique. Les travaux effectués dans notre laboratoire visent l'extraction et la construction d'index indépendants et spécifiques aux trois facettes (spatiales, temporelles et thématiques). L'objet de ce travail de thèse est de combiner les trois facettes pour effectuer des recherches multicritère. Ce travail s'intègre au croisement de plusieurs disciplines : Traitement Automatique des Langages Naturels (TALN), Systèmes d'Information Géographique (SIG), Recherche d'Information classique (RI) et Recherche d'Information Géographique (RIG). Notre première contribution porte sur une méthode originale de combinaison des index spécifiques. Lors de l'interrogation il s'agit de questionner de manières indépendantes les différents index puis de combiner les listes de résultats restitués lors de leur interrogation. De plus, nous proposons à un utilisateur de personnaliser cette combinaison par des contraintes. Pour pouvoir effectuer cette combinaison, nous proposons d'imiter les approches d'homogénéisation utilisées dans les stratégies de RI classiques portant sur des termes et les lemmes correspondants. Pour les informations géographiques il s'agit de les redécouper en tuiles et de travailler sur leur fréquence d'apparition. Notre deuxième contribution porte sur une approche d'uniformisation générique mise en œuvre sur l'information spatiale et l'information temporelle. Afin d'évaluer ces différentes propositions, nous les avons testées et validées via différents prototypes et expérimentations. La dernière contribution consiste en un cadre d'évaluation d'un système de recherche géographique. Grâce à ce cadre nous avons pu vérifier et quantifier l'apport de la combinaison de critères géographiques ainsi que comparer différentes approches de combinaisons.

Le travail effectué dans le cadre de cette thèse intitulée " Outil d'aide au diagnostic du réseau d'eau potable pour la ville de Chisinau par analyse spatiale et temporelle des dysfonctionnements hydrauliques " porte sur le développement d'une maquette du futur outil d'aide à la gestion des infrastructures et notamment du réseau d'eau potable de la ville de Chisinau Moldavie (1200 Km de canalisations - 800 000 habitants). La méthode proposée est basée sur l'analyse de l'état de fonctionnement du réseau d'eau potable. Cet état de fonctionnement du réseau d'AEP peut être connu à partir : - d'informations directes fournies par un système de télésurveillance (mesure de pression, de vitesse, de débit, de qualité....), - d'informations indirectes (analyse des incidents survenus sur le réseau, des interventions, de l'environnement du réseau....) obtenues. Dans notre cas, l'absence de mesures directes ne permet pas de quantifier l'état de fonctionnement du réseau sur l'ensemble du réseau sauf en quelques points critiques connus (station de pompage, station de relèvement..), c'est pourquoi, cet état est défini en se basant sur la liste des incidents, et des interventions survenues sur le réseau entre 1996 et 2001, ainsi que sur des informations portant sur l'environnement du réseau (nature des sols, aménagement du territoire ...) Ce travail de recherche comprend deux volets : Ü Aspect " Diagnostic " : Analyser qualitativement et quantitativement tous les aléas pouvant exister sur le réseau et se manifester par des observations. Il s'agit dans tous les cas d'établir le cheminement possible entre les observations, les causes possibles, et d'évaluer les conséquences induites. Il s'agit par une analyse successive et récursive (à l'aide de requêtes temporelles), de détecter la simultanéité de 2 ou plusieurs observations (manifestations de dysfonctionnement) se produisant dans un même laps de temps et la mise en évidence de relations topologiques et hydrauliques pouvant exister entre les sites où sont observés les dysfonctionnements. L'utilisation également de la théorie des graphes, plus particulièrement du réseau de Petri, permet de passer d'une analyse espace-temps entre 2 ou m événements à une analyse intégrant la causalité entre 2 événements. Ü Aspect " Aide à la décision " : Associer un " niveau d'urgence " à chaque tronçon du réseau afin d'assurer le suivi de la réhabilitation des infrastructures, l'assistance à la réhabilitation avec la détermination de zones prioritaires, la gestion/maintenance du réseau pour la pérennité du réseau. Ce niveau d'urgence est quantifié à l'aide d'une Méthode Hiérarchique Multicritères développée par SAATY (en considérant des critères techniques, économiques, sociaux, environnementaux ainsi que la politique des gestionnaires). La méthodologie développée utilise différents outils et méthodes issues : des bases de données temporelles, d'analyse spatiale et de SIG, de raisonnement cognitif et de modélisation hydraulique des écoulements, théorie de graphes et réseau de Petri. L'outil est testé sur un secteur pilote de la ville, qui représente environ 7% du réseau d'eau potable sur la ville, l'ensemble du réseau sera pris en compte ultérieurement lorsque la validation de cette portion de réseau sera faite par les services techniques de la ville de Chisinau (Moldavie). Mots clés : Vieillissement, réseau d'eau potable, Système d'Information Géographique, base de données géographique, renouvellement, méthode hiérarchique multicritère, dysfonctionnements, analyse spatio-temporelle, théorie des graphes, réseau de Petri, diagramme cause à effets.

Tableau d’honneur de la Faculté des études supérieures et postdoctorales, 2015-2016 / L’évaluation muséale est un champ principalement actif dans le milieu universitaire et dans les grandes institutions muséales. Les ressources humaines et financières restreintes sont souvent des freins pour les petits et moyens musées à procéder à des démarches d’évaluation autre que le taux de fréquentation. Pourtant, ces études seraient aussi bénéfiques pour eux qu’elles peuvent l’être pour les grandes institutions. Les systèmes de positionnement intérieur semblent une voie intéressante pour permettre aux petits et moyens musées de réaliser des évaluations plus facilement, rapidement et avec un minimum de ressources spécialisées. Malgré un intérêt du milieu muséal et académique pour ces nouvelles technologies, peu de solutions ont été explorées et de méthodes développées dans l’optique d’en faire un outil adapté aux réalités des petits et moyens musées. Ce projet de recherche a pour objectif le développement d’une méthodologie qui intègre un système de positionnement au sein d’une démarche d’évaluation portant sur les parcours muséographiques en contexte de moyen musée. La méthodologie proposée est testée par la réalisation d’une évaluation muséale in situ. / The field of museum evaluation is mostly active in academia and bigger museums. Limited human and financial resources are often impediments for small and medium-size museums to conduct evaluation approaches other than attendance census. However, evaluation studies would be as beneficial for them as they are for large institutions. Indoor positioning systems seem like an attractive approach to enable small and medium-size museums to conduct evaluations more quickly, more easily and in a manner that requires less specialized resources. Although museum professionals and academics have shown interest for these new technologies, few solutions have been explored and methods developed in order to create a tool adapted to the realities of small and medium-sized museums. This research project aims to develop a methodology that integrates a positioning system in the evaluation process of the adequacy between the conceptual and visitor paths in the context of a medium sized museum. The proposed methodology has been tested by applying it to an on-site evaluation.

La planification systématique de la conservation requiert la sélection de certains milieux sur la base d’information quantitative. Dans cette thèse, j’ai étudié la sauvagine nicheuse de la forêt boréale canadienne comme étude de cas. Les objectifs généraux étaient : 1) générer des informations sur l'abondance de la sauvagine utiles pour la planification de la conservation; 2) évaluer les effets de différentes méthodes de planification systématique sur la conservation de la sauvagine. Dans le chapitre 1, j’ai développé des modèles d'abondance d’espèces (MAE) à l’aide de modèles d’arbres de régressions répétées. Puisque l’évaluation statistique de ces modèles a démontré qu’ils performent bien, j’ai suggéré qu’ils soient utilisés pour planifier la conservation. Dans le chapitre 2, j’ai évalué les effets de l’agrégation des abondances de différentes espèces de sauvagine avant ou après la construction des MAE. Les résultats étaient similaires entre les deux stratégies de modélisation, ce qui suggère que la stratégie choisie n’aura que peu d'impact sur la planification de la conservation. Dans le chapitre 3, j’ai utilisé des cartes d'abondances d'espèces afin de réévaluer les hypothèses concernant les affinités de différentes espèces de sauvagine pour des biomes utilisés pour la nidification en Amérique du Nord. Onze espèces ont sélectionné les prairies-parcs à peuplier faux-tremble tandis que cinq espèces ont sélectionné la forêt boréale. Les espèces boréales n’étaient toutefois pas les plus abondantes dans le biome qu’elles ont sélectionné, ce qui met en évidence l'importance de tenir compte de la sélection d'habitats lors de la planification de la conservation. Dans le chapitre 4, j’ai comparé deux méthodes de construction de réseaux d'aires protégées dans la zone boréale en regard de leur capacité à prendre en compte la sauvagine et de la biodiversité globale. L'approche par filtre brut a construit des réseaux d’aires protégées plus représentatifs de la diversité écologique et tout en protégeant la sauvagine en proportion directe de la superficie du réseau. L'approche centrée sur la sauvagine pouvait protéger une plus grande proportion de la sauvagine, mais était plus pauvre écologiquement. Dans l’ensemble, ma thèse met en lumière les méthodes appropriées pour construire des réseaux de conservation à l’aide de MAE. / In this thesis, I investigated the conservation of waterfowl in the Canadian boreal region as a case study. The overall goals of this thesis were to: 1) generate information on waterfowl abundance and distribution that can be used for conservation planning and other applications, and then; 2) evaluate how various modelling or conservation planning methods will influence conservation planning decisions. In Chapter 1, I created the foundational species abundance models (SAMs) upon which the remainder of the thesis was built. Boosted Regression Tree models performed well, statistically, and I suggested that they can be used for waterfowl conservation planning in Canada. In Chapter 2, I extended these SAMs to species groups and assessed the difference between aggregating waterfowl abundance before or after model-building. Results were similar between the modelling strategies, suggesting that the strategy chosen will have little impact on conservation planning decisions. In Chapter 3, I used species abundance maps to re-evaluate the assumptions regarding large-scale habitat selection by waterfowl within North America. Eleven species selected the prairie-parkland while five selected the boreal. Those selecting the boreal were not always the most abundant species in the region. In Chapter 4, I compared two methods of building protected area networks in the boreal biome, in terms of their performance for protecting waterfowl and overall biodiversity. The biodiversity-oriented approach built more ecologically representative networks while protecting waterfowl proportionately to network area. The waterfowl-oriented approach protected more waterfowl but poorly represented the biodiversity of the region. As a whole, my thesis sheds light on appropriate methods to follow when building and using species abundance models for conservation planning.

La recherche porte sur un processus participatif de production d'un Système d'information géographique (SIG) amenant les participants à explorer leurs représentations territoriales afin de favoriser leur implication dans l'aménagement. L'étude est réalisée dans un quartier limitrophe à la décharge publique de Dakar, qui sera fermée dans le cadre de projets d'infrastructures qui transformeront les dynamiques territoriales de la région. La recherche est basée sur l'hypothèse que le processus contribuera à la transformation des regards des résidents vers une volonté collective de s'impliquer dans la planification de l'aménagement dont ils sont présentement exclus. Lors d'ateliers de cartes collectives en groupe et de marches documentées dans le quartier, les participants sont amenés à explorer la manière dont ils décrivent leur quartier, leurs déplacements et activités quotidiennes et les sentiments associés à leur environnement. Ces ateliers ont été réalisés durant l'été 2010 avec six groupes de cinq personnes. Les travaux ont été restitués lors d'une séance de consultation publique finale. Les discussions de cette séance sont comparées aux discussions d'une séance de 2009 en utilisant le concept de lieu de contrôle et l'échelle du développement de Perry, empruntés à la psychologie, pour mesurer le sentiment de contrôle et d'engagement envers l'évolution du territoire. Les résultats montrent qu'un pas en avant est fait, notamment par une formulation d'enjeux prioritaires, la volonté d'avoir un plan de quartier, une responsabilisation et un pouvoir d'action par rapport aux enjeux.