Il s'agit de concevoir et de réaliser une chaîne d'outils pour évaluer des projets de réaménagement de gravières en eau en milieu alluvionnaire qui soit en accord avec les dispositifs prévus par le législateur. Ce dernier est particulièrement sensible aux impacts de la future gravière sur les écoulements d'eau souterrains et superficiels ainsi que sur la modification des paysages. Une réhabilitation réussie des sites après exploitation repose aujourd'hui sur les principes, désormais bien connus, de réaménagement intégré des gravières. Les modèles hydrauliques et hydrodynamiques, couplés à une base de données géographiques de type S.I.G., simulent la réponse de l'aquifère à l'aménagement, mettant ainsi en évidence les paramètres clés à prendre en compte. Les paramètres paysagers, issus de l'écologie du paysage, sont déterminés en utilisant les propriétés topologiques et géométriques des objets. La valeur générale d'une telle composition d'outils nécessite de recourir à une analyse multicritère pour décomposer le système complexe étudié. Il s'agit d'organiser et de hiérarchiser ces critères en tenant compte de leurs relations essentielles. La contribution de chaque critère y est appréciée au moyen d'une pondération effectuée, eu égard à l'impossibilité d'en acquérir une mesure « mathématiquement » précise, au moyen d'une démarche d'expertise contrôlée par une évaluation de la cohérence. Ainsi constituée, cette arborescence sert de support pour évaluer l'adéquation entre la vocation future du plan d'eau telle qu'elle est envisagée par l'aménageur et les potentialités « écologiques » réelles du milieu. Le site d'application se localise en bordure du fleuve Loire, au coeur de la plaine du Forez ( 42-France). Sur ce territoire, deux gestionnaires principaux sont impliqués : d'une part un exploitant de granulats qui a délaissé le lit mineur du fleuve pour le lit majeur, et, d'autre part une association de protection de la nature qui a réhabilité les plans d'eau laissés après exploitation, en s'appuyant sur le savoir-faire de l'exploitant.

La fièvre de la vallée du Rift (FVR) est une arbovirose zoonotique émergente, touchant principalement l'homme et les ruminants. En l'absence de traitement spécifique et de moyen de prévention efficace, la prédiction des lieux à risque est un enjeu important de la lutte contre cette maladie. En milieu agropastoral sahélien du Sénégal, la période à risque est la saison des pluies, lorsque hôtes et vecteurs se rencontrent autour de mares temporairement inondées. La transmission du virus est complexe, car elle implique au moins deux espèces de vecteurs d'écologies différentes (Aedes vexans et Culex poicilipes) et des hôtes sédentaires ou nomades. Le virus est enzootique dans la communauté rurale de Barkedji. Afin d'y prédire le niveau de risque, défini comme l'intensité du contact hôtes-vecteurs en saison des pluies, nous avons mis en place un modèle prédictif de la répartition spatiale des troupeaux, à partir de données satellitales et de terrain. Puis les mares temporaires, gîtes des vecteurs, ont été détectées sur une série d'images SPOT5 et utilisées pour estimer l'abondance vectorielle relative. Ces données ont ensuite été synthétisées dans un modèle attribuant à chaque pixel de la zone d'étude un niveau de risque relatif. Les résultats obtenus sont encourageants, quoi que le modèle doive être amélioré et validé. L'intérêt majeur de notre travail est de présenter une approche méthodologique spécifique aux problématiques de santé-environnement, basée sur l'étude des interactions entre les éléments du cycle épidémiologique et le milieu. Nous espérons également qu'à moyen terme, il constituera une aide appréciable pour le réseau de surveillance sénégalais de la FVR.

Les phénomènes du monde réel sont actuellement représentés dans les Bases de Données Géographiques (BDG) sous différentes formes (suivant les modèles géographiques, suivant les points de vue utilisateur et/ou suivant les systèmes). La réutilisation de telles BDG nécessite dès lors un processus d'intégration pour éliminer les parties redondantes et regrouper les parties complémentaires. Ce processus d'intégration est nécessaire étant donné le coût d'acquisition des données géographiques (de cette manière des saisies d'information sont évitées) et permet de fédérer l'information provenant de différentes sources. L'intégration est donc au cœur du problème d'interopérabilité entre BDG.<br />A l'issue de celle-ci, plusieurs représentations de phénomènes du monde réel sont disponibles selon des points de vue différents et des échelles distinctes. Ces représentations multiples sont nécessaires pour des applications très diverses : cartographie électronique multi-échelle, propagation des mises à jour, aide à la navigation.<br />L'objectif de cette thèse consiste donc à définir un processus d'intégration de BDG sur un seul site, le processus étant limité aux données en mode vecteur à deux dimensions. Il propose l'extension d'un processus d'intégration classique à trois phases [Spaccapietra et al. 92] (pré-intégration, déclaration des correspondances, intégration). L'extension est fondée sur une taxonomie des conflits d'intégration entre BDG et sur l'ajout d'un processus d'appariement géométrique et topologique. Ce processus a été mis en œuvre sur les trois principales bases de données de l'IGN (BD TOPO®, BD CARTO® et GEOROUTE®) pour le thème routier dans la région de Lagny (environ 900 km de tronçons routiers).<br />Etant donnée la complexité des phénomènes géographiques, plusieurs interprétations et donc plusieurs modélisations des phénomènes peuvent être définies. La taxonomie des conflits d'intégration de BDG effectue une structuration de ces différences : conflits de définition de classe (conflits de classification, conflits de fragmentation, conflits de spécification), conflits d'hétérogénéité, conflit de description,...Six catégories de conflits ont été traitées dans le processus d'intégration.<br />Certains conflits sont pris en compte dans la phase de pré-intégration. D'autres font l'objet d'un traitement spécifique : extension du langage de déclaration des correspondances, ajout d'opérations de résolution de ce conflit. De plus, la phase d'intégration doit suivre une stratégie. Cette stratégie détermine le choix des opérations et fixe l'objectif de l'intégration. Au vu de nos bases d'expérimentations, deux stratégies d'intégration (et leurs opérations d'intégration associées) sont présentées.<br />Le processus d'appariement consiste à identifier les données représentant le même phénomène du monde réel et permet le regroupement d'informations. Cette étape est précieuse car elle enrichit les BDG d'opérations inter-représentations, opérations nécessaires aux applications multi-représentations.<br />Un processus d'appariement a été développé pour les données de types routières à différentes échelles. Les résultats obtenus font apparaître un taux de correspondance de l'ordre de 90 %. Un processus générique en a été déduit afin de guider la conception des processus d'appariement concernant d'autres types de données.<br />Cette thèse apporte donc un cadre général et détaillé pour les intégrations de BDG et contribue ainsi à l'essor d'applications multi-représentations et de l'interopérabilité entre les BDG en adaptant ces processus à des BDG réparties sur un réseau.

Le développement des réseaux de télécommunications radiomobiles nécessite de la part des opérateurs une prise en compte de plus en plus fine du milieu géographique dans lequel les ondes radioélectriques se propagent. Afin d'optimiser la qualité des télécommunications mobiles et la localisation des antennes relais, une étude sur les données géographiques utilisées en ingénierie radiomobile GSM a été menée. La demande est surtout concentrée en milieu urbain, or l'implantation des antennes y est plus difficile du fait de la complexité du milieu et de la présence de nombreux objets géographiques (bâtiments, infrastructures, etc.) qui jouent le rôle d'obstacle pour la propagation des ondes radio.<br />Les possibilités d'Analyse Spatiale et d'intégration de données pertinentes au sein d'un Système d'Information Géographique, ont permis d'appréhender l'influence des données géographiques (qualité, typologie, échelle, morphologie, etc.) sur la qualité (justesse de la prédiction radio, temps de calcul) de la modélisation de la propagation des ondes radio. Nous avons également introduit de nouvelles variables géographiques indirectes (indicateurs morphologiques, surfaces de visibilité, etc.) dans la modélisation, afin de caractériser plus efficacement le milieu géographique en présence. L'ensemble de ces résultats a été implémenté dans des algorithmes basés sur une approche géographique. Ils ont permis d'optimiser les calculs de couverture de champ dans les modèles radio. Les résultats obtenus ont servi à la réalisation d'un prototype informatique : le modèle OpenMorph.<br />Le modèle OpenMorph a été mis en œuvre en articulation avec un Système d'Information Géographique. Il se compose de deux parties : un module d'Analyse Spatiale qui permet de calculer les données géographiques et un module de calcul radio qui implémente deux modèles de propagation (Okumura-Hata et COST-LD). Afin de valider le modèle OpenMorph, une simulation a été effectuée sur la Communauté Urbaine de Strasbourg.

La gestion des connaissances est présentée aujourd'hui comme un enjeu majeur du fonctionnement des organisations pour développer des capacités d'innovation considérées comme des sources d'avantage concurrentiel sur des marchés de plus en plus compétitifs. S'il est avéré que les systèmes d'information constituent des outils indispensables pour y répondre, il est encore souvent difficile dans les organisations de justifier l'intérêt d'investir dans les technologies de l'information géographique. L'industrie de l'assurance souscrit à ce constat. Nous montrons que l'initialisation d'un processus de création de connaissances nouvelles sur les risques naturels s'appuyant sur le développement d'une infrastructure d'information géographique professionnelle joue un rôle moteur pour l'adoption des technologies de l'information géographique dans les sociétés d'assurance dommages en France, et contribue à l'innovation dans l'industrie.

Le bruit des transports terrestres est un problème clairement reconnu par la législation française. De même, la Commission Européenne propose actuellement d'étendre le champ de la lutte contre le bruit en créant de nouveaux indicateurs. Par ailleurs, l'utilisation de l'informatique en acoustique extérieure permet de modéliser la propagation des nuisances acoustiques et de réaliser des cartographies sonores.<br />La présente recherche vise à formaliser l'usage de cette nouvelle information géographique par l'analyse spatiale, afin de l'intégrer pleinement dans les processus de décision en aménagement du territoire. Elle a pour cadre une collaboration de recherche entre la Centre Scientifique et Technique du Bâtiment (CSTB) et le laboratoire SEIGAD de l'UJF.<br />Un travail méthodologique a permis d'évaluer les données nécessaires au calcul de propagation du bruit, les modes d'acquisition de ces données, les échelles spatiale et temporelle de traitement ainsi que la définition de la vulnérabilité du territoire au bruit.<br />Sur la base de cet environnement conceptuel, l'objectif est de produire un outil de gestion et d'évaluation des<br />impacts du bruit dans le territoire. Pour cela une interface entre un outil de modélisation du bruit en espace extérieur nommé Mithra et un système d'information géographique est réalisée.<br />Pour valider cette approche de traitement des impacts du bruit, deux maquettes de test sont proposées. La première concerne l'aménagement d'une ligne de tramway dans un quartier urbain dense. La seconde traite du problème des impacts du bruit dans une zone périurbaine. Pour chacune d'elles, l'information géographique relative aux niveaux d'exposition sonore est confrontée à différentes approches de la vulnérabilité du territoire au bruit.

Les données de localisation sont présentes dans plusieurs aspects de notre vie. Nous assistons à une utilisation croissante de ce type de données par une variété d'applications. En conséquence, les systèmes d'information sont demandés à traiter des grands ensembles de données brutes afin de construire des abstractions de haut niveau. La convergence des services de localisation et des standards de la Web sémantique rendent plus faciles les taches d’interconnexion et d’annotation des trajectoires.Dans cette thèse, nous nous concentrons sur la modélisation de trajectoires dans le contexte de la Web sémantique. Nous proposons une ontologie pour représenter des épisodes génériques. Notre modèle couvre aussi des éléments contextuels qui peuvent être liés à des trajectoires. Nous proposons aussi un framework contenant trois algorithmes d'annotation des trajectoires. Le premier détecte les mouvements, les arrêts et les données manquants; le second est capable de compresser des séries temporelles et de créer des épisodes qui reprennent l'évolution des caractéristiques de la trajectoire; le troisième exploite les données liées pour annoter des trajectoires avec des éléments géographiques qui l’intersecte a partir des données d'OpenStreetMap.Comme résultats, nous avons une nouvelle ontologie qui peut représenter des phénomènes spatiotemporels dans différents niveaux de granularité. En outre, notre méthode de détection de mouvement-arrêt-bruit est capable de traiter des traces échantillonnées irrégulièrement et ne dépend pas des données externes; notre méthode de compression des séries temporelles est capable de trouver des valeurs qui la résume en même temps que des segments trop courts sont évités; et notre algorithme d'annotation spatiale explore des données liées et des relations entre concepts pour trouver des types pertinents d'entités spatiales qui peuvent décrire l'environnement où la trajectoire a eu lieu. / Location data is ubiquitous in many aspects of our lives. We are witnessing an increasing usage of this kind of data by a variety of applications. As a consequence, information systems are required to deal with large datasets containing raw data in order to build high level abstractions. Semantic Web technologies offers powerful representation tools for pervasive applications. The convergence of location-based services and Semantic Web standards allows an easier interlinking and annotation of trajectories.In this thesis, we focus in modeling mobile object trajectories in the context of the Semantic Web. First, we propose an ontology that allows the representation of generic episodes. Our model also handles contextual elements that may be related to trajectories. Second, we propose a framework containing three algorithms for automatic annotation of trajectories. The first one detects moves, stops, and noisy data; the second one is able to compress generic time series and create episodes that resumes the evolution of trajectory characteristics; the third one exploits the linked data cloud to annotate trajectories with geographic elements that intersects it with data from OpenStreetMap.As results of this thesis, we have a new ontology that can represent spatiotemporal phenomena at different levels of granularity. Moreover, our framework offers three novel algorithms for trajectory annotation. The move-stop-noise detection method is able to deal with irregularly sampled traces and do not depend on external data of the underlying geography; our time series compression method is able to find values that summarize a series at the same time that too small segments are avoided; and our spatial annotation algorithm explores linked data and the relationships among concepts to find relevant types of spatial features to describe the environment where the trajectory took place.

Résumé : La dégradation des sols est un processus qui affecte les terres agricoles de la majorité des pays du monde. L'érosion hydrique est d'ailleurs le phénomène de dégradation des sols le plus apparent mais aussi le plus sous-estimé par les agriculteurs. L'objectif de cette recherche est donc d'intégrer à un système d'information géographique (S.I.G.) les facteurs de l'équation universelle des pertes de sol (U.S.L.E.) afin de modéliser les pertes de sol dues à l'érosion hydrique. Cette méthodologie a été appliquée sur un secteur agricole d'environ 500 km2 situé dans les Cantons de l'Est (sud du Québec). Une image satellite HRV de SPOT nous a permis de cartographier l'utilisation du sol. Du modèle numérique d'élévation (M.N.É.) nous avons dérivé la pente et de la longueur de pente nécessaires au calcul du facteur de topographie. Finalement, à la carte pédologique numérisée, nous associons les indices d'érodabilité de chacun des types de sol mesurés à l'aide d'un simulateur de pluie. L'utilisation d'outils modernes et flexibles tels la télédétection et les systèmes d'information géographique (S.I.G.) nous a permis d'améliorer la rapidité de calcul des pertes de sol afin de couvrir de plus vastes territoires. Nous pourrons ainsi contribuer à déterminer plus rapidement et adéquatement des moyens pour corriger la situation avant que les sols les plus sensibles ne deviennent infertiles. Pour l'ensemble du territoire à l'étude, nous avons obtenu des pertes totales de sol de 791 tonnes métriques/an. Elles sont réparties comme suit: 24 Van pour la forêt, 95 Van pour les cultures et 672 t/an pour les secteurs de sol nu. De plus, on observe que 84,96% des pertes de sols se retrouvent sur les sols nus qui ne représentent que 7,35% du territoire. Les forêts qui couvrent 66,09% du territoire n'obtiennent que 3,03 % des pertes totales de sol.||Abstract : Soil degradation is a process that affects croplands in all countries around the word. Water erosion is the most frequently observed process involved in soil degradation but also the less well known by farmers. The purpose of this study is to integrate into a geographical information system (G.I.S.) the universal soil loss equation (U.S.L.E.) factors to estimate soil losses due to water erosion. This methodology was applied in an agricultural region of 500 km2 in the Eastern Townships (southern Quebec). A HRV SPOT satellite image was used to determine land use. From the digital elevation model (D.E.M.) we derived the slope and slope length required to calculate the topographic factor (LS factor). Finally, we added to the G.I.S. the digitized soil map units with their soil erodibility based on rainfall simulator measurements. The use of modern and flexible tools like remote sensing and geographical information systems (G.I.S.) allowed us to increase calculation speed of soil loss to cover more territoriy. This method will also contribute to determine more quickly and adequately the solutions to correct the situation before the more sensitive soils become unfertile. For all our study area, we obtained a total soil loss of 791 metric tons/year. These are divided as follows: 24 t/an for forest, 95 t/an for crops and 672 t/an for bare soils. We also observe that 84,96% of soil losses were found on bare soils that represent only 7,35% of the territory. Forests that cover 66,09% of the territory represent only 3,03 % of the total soil losses.

Résumé : Au Canada, annuellement il y a près de 10 000 personnes disparues. Pour les retrouver chaque fois une alerte est donnée. La police et les groupes de recherche terrestre spécialisés travaillent pour la retrouver, mais, par où commencer? Dans quelles directions orienter les recherches? Combien du temps pour balayer les différents secteurs? C’est souvent une question d’heures ou même des minutes pour la retrouver vivante. La théorie de recherche a trois concepts essentiels; la probabilité d’aire, la probabilité de détection et la probabilité de succès. Notre travail a cherché à préciser la probabilité d’aire. L’objectif de ce travail de recherche a consisté à développer un algorithme pour élaborer des cartes d’isochrones automatiques de la vitesse de marche probable des disparus. Il tient compte des restrictions dues aux variables environnementales (relief, occupation du sol, météorologie) et anthropiques (âge, sexe, taille, poids et activité physique). Le travail est développé au tour d’un système d’information géographique. Sur ceci nous distinguons deux groupes des données. Le premier correspond aux données attributaires que servent à générer la zone tampon et les facteurs de vitesse de l’individu. Ces données sont attachées à la couche du point initial. Dans le deuxième groupe, nous trouvons les données à référence spatiale intérieures à la zone tampon. Les facteurs de vitesse de l’individu et la carte de pentes génèrent la carte de vitesses par superficie. Les données de couverture de sol, quant à elles, produisent la carte de coût de traversée de la superficie. Finalement, la multiplication des deux dernières cartes produit la carte de coût de voyage, laquelle est le résultat essentiel pour concevoir la carte des courbes isochrones. Un algorithme a été construit et développé en langage de programmation Python. Il a été exécuté avec des données saisies dans l’environnement d’ArcGis 10.2. Nous avons observé une tendance des disparus à rester dans un rayon d’une heure de marche à partir du point initial (Pl). De plus, des variables comme les routes, sentiers et lignes de transport d’énergie influencent la marche. Finalement nous avons trouvé que l’outil aide au confinement de la probabilité d’aire. L’outil se démarque par sa simplicité d’usage. À l’intégration des facteurs de marche qui sont reliés à l’individu. Ainsi qu’à l’inclusion des facteurs météorologiques. Il peut s’exécuter partout au Canada. / Abstract : In Canada, annually there are about 10 000 missing persons. To find them whenever a warning is given. Police and specialized ground search groups work to find her, but where to start? In what directions guide research? How much time to scan the different sectors? It is often a matter of hours or even minutes to find her alive. The search theory has three basic concepts; the probability of area, the probability of detection and probability of success. Our work has sought to precise the probability of area in land search. The aim of this research was to develop an algorithm to make automatic isochrone maps that show the probability walking time of the missing person. It takes account of restrictions due to environmental variables (topography, land use, meteorology) and anthropogenic (age, sex, height, weight and physical activity). The work was developed around a geographic information system. On top of this, we distinguish two groups of data. The first is the attribute data that are used to generate the buffer zone and the individual speed factors. These data are attached to the initial planning point layer. In the second group, we find the internal spatial data in the buffer zone. The individual factors of speed and slope map produced the speed map. Ground cover data generated the cost map of crossing the area. Finally, the multiplication of the last two maps produced the travel cost map, which is the last step to design the isochrone map. An algorithm has been built and developed in the Python programming language. It was performed with the data entered into the ArcGIS 10.2 environment. We observed a trend of lost persons to stay around an hour's walk from the initial planning point (IPP). In addition, variables such as roads, paths and power transmission lines affect the walking speed. We found that the tool aid to precise the containment of probability of area. The tool is distinguished by its ease of use. With the integration of walking factors that are connected to the lost persons. We include meteorological factors. It can run across Canada.

La caractérisation de la réalité matérielle du paysage impose d'une part de reconnaitre avec précision le cadre physique et d'autre part de saisir les interrelations entre les hommes et l'environnement, conditions indispensables à l'appréciation des origines du modelé du paysage. La compréhension des paysages passés se fonde en partie sur l'analyse de différentes sources documentaires qui permettent ensemble de caractériser bon nombre des évolutions paysagères intervenues notamment depuis l'époque moderne. Toutefois, les aménagements plus anciens ne sont ni localisés ni représentés sur des cartes. Leurs traces sont alors décelées dans le paysage actuel de manière efficace grâce notamment à la mise en oeuvre conjointe de diverses méthodes de détection : la photographie aérienne, enregistrant des variations topographiques ou colorimétriques à la surface du sol et le système LiDAR (Light Detection And Ranging), mesurant les variations microtopographiques à l'aide d'un laser. L'étude d'autres paramètres, imperceptibles à nos sens, permettent également d'appréhender les traces des paysages passés. Les méthodes géophysiques détectent la présence de vestiges ou de structures enfouies qu'aucun indice ne signale en surface grâce à la mesure des propriétés physiques du sol. Il est largement admis que les méthodes de prospection sont susceptibles de fournir des données archéologiques quant à l'occupation du sol et/ou l'exploitation du territoire. A ce titre, elles ont été appliquées depuis plusieurs années sur le site de l'agglomération antique d'Epomanduodurum (Mandeure-Mathay, Doubs) dans le nord Franche-Comté. Cette ville est considérée, par sa taille, son équipement urbain et sa parure monumentale comme la seconde de Séquanie derrière la capitale de cité Vesontio (Besançon, Doubs). Ce travail de recherche se propose donc de comparer, à différentes échelles spatiales, l'apport respectif de plusieurs méthodes de prospection à l'étude de dynamiques naturelles et anthropiques dans un espace géographique de 80 km², centré sur la ville antique, associant un tronçon de plaine alluviale du Doubs aux plateaux calcaires environnants. Durant cette étude, il a été possible, entre autre, de développer des outils aidant à la détection des structures archéologiques et géologiques. Les résultats ont aussi permis de redéfinir en partie la topographie de l'agglomération antique.