Lorsque nous explorons une scène visuelle nous focalisons notre attention et notre regard sur certaines régions de la scène dites saillantes an d'étudier ces régions plus en détail. L'objectif de cette thèse était de mieux comprendre les processus attentionnels qui guident le regard lorsque nous regardons une vidéo et de modéliser ces processus. Deux approches complémentaires ont été adoptées : une approche comportementale, à l'aide d'expériences d'oculométrie, pour mieux comprendre comment les personnes regardent une vidéo et une approche de modélisation afin de proposer un modèle, inspiré du système visuel humain, permettant de mettre en évidence les régions saillantes dans des vidéos. Deux modèles ont été proposés. Le premier modèle de saillance à deux voies, extrait des cartes statiques et dynamiques à partir des informations sur la luminance et le mouvement. Les traitements de ces deux voies, bien que relativement indépendants, sont réalisés par des modules communs (filtre "rétinien" et filtres "corticaux") à l'instar de ce qui est fait dans le système visuel. Un deuxième modèle de saillance, à trois voies, intègre au modèle précédent une voie dédiée à la détection des visages, les visages étant connus pour attirer les regards. Des expériences d'oculométrie ont permis d'étudier et d'évaluer ces modèles de saillance en détail.

Plant-animal interactions are affected by both abundance and distribution of interacting species and the community context in which they occur. However, the relative importance of these factors is poorly known. I examined the effects of predator host range, environmental factors, host plant populations, plant traits and fruit abortion on the intensity of pre-dispersal seed predation in 46 host populations of the perennial herb Lathyrus vernus. I recorded damage by beetle pre-dispersal seed predators, mainly Apion opeticum and Bruchus atomarius with different host ranges on L. vernus as well as on two additional host plants. Local seed predator population size was mainly influenced by plant population size, current seed production and beetle population size in the previous year, but was not strongly affected by connectivity. The monophagous seed predator was less abundant and had lower densities than the oligophagous. Both predator species had a strong ability to track fluctuations in seed production; intensity of predation increased with relative increases in seed production. Oligophagous predation on L. vernus increased with the abundance of alternative hosts, but presence of L. vernus did not affect predation on alternative hosts. Abundances and trait preferences differed among three co-occurring seed predators, but were also associated with the abundance of the other species. Overall, seed predation influenced selection on flower number. I found clear indications of seed predator offence but no obvious plant defence. The pattern of fruit abortion was associated with reduced plant fitness since the seed predator had an advanced ability to locate fruits with high probability of retention. Taken together, different factors influencing abundance of the seed predator species, different preferences, and context dependent trait selection are likely to result in complex spatio-temporal variation in overall seed losses and trait selection in the common host plant.

Dans cette thèse, nous avons proposé un nouveau schéma de transmission basé sur l'échange de données entre relais (fDSTC). Via des simulations numériques et des analyses mathématiques, le protocole fDSTC est comparé en termes de taux d'erreur, de probabilité de coupure, de diversité et d'efficacité énergétique avec les schémas plus classiques de codes spatio-temporel distribués (cDSTC), en utilisant des relais non-régénératif (NR-relais) et des relais régénératif (R-relais). De plus, le protocole fDSTC est exploité dans un système multi-antennes et son efficacité énergétique est montrée en utilisant un modèle d'énergie typique largement utilisé dans la littérature, ainsi qu' un modèle réaliste basé sur la plate-forme de réseaux de capteurs PowWow. Bien que peu considéré dans la littérature sur les techniques de relais coopératifs , le protocole MAC a une grande influence sur la consommation d'énergie totale des réseaux. Cela conduit à une grande motivation pour concevoir un protocole MAC coopératif, MAC-RIC, en combinant les techniques d'échantillonnage de préambule et relais coopératifs. Les résultats analytiques confirment encore l'intérêt d'utiliser les techniques de relais coopératif, mais leur efficacité énergétique peut être affectée par les charges de trafic et la latence désirée.

Au prisme de la diversité des pratiques spatio-temporelles, la mobilité constitue sans contestation l'élément majeur des relations sociales contemporaines. Si les pratiques spatio-temporelles et les formes des mobilités quotidiennes sont loin d'être homogènes, comment peut-on pour autant les décrire, les qualifier et les rendre plus compréhensibles ? L'échelle la plus adéquate pour analyser ces comportements peut être celle de l'aire métropolitaine car c'est en effet un espace qui résulte de ces mobilités et dans lequel s'inscrit la majorité des mobilités urbaines d'aujourd'hui. Cette thèse tend à établir une lecture de l'hétérogénéité de l'espace métropolitain grenoblois et de ses organisations, à travers l'analyse des pratiques des mobilités quotidiennes. Une meilleure connaissance et représentation des comportements de la mobilité quotidienne dans l'espace-temps constitue le coeur de sa problématique. La motivation essentielle de ce cadrage est la prise en compte de l'individu dans le contexte de mobilité qui lui est propre, avec toutes ses dimensions particulières. Une démarche originale vise à rendre possible une lecture et une analyse des mobilités et des activités ainsi que des disparités en cours, à travers une grande base de données quantitatives, l'enquête ménages déplacements (EMD 2002 sur la région grenobloise). Il s'agit d'une analyse secondaire des données d'un outil majeur des politiques publiques locales et qui n'a pas été utilisé jusqu'à présent pour analyser les formes des mobilités quotidiennes.

Le concept de radar passif aéroporté repose sur l'utilisation de plusieurs antennes réseau, disposées sur une plateforme en vue de couvrir un angle solide large de détection, en s'appuyant sur l'utilisation de signaux d'opportunité provenant d'émetteurs au sol. La détection aéroportée à partir de signaux d'opportunité est intéressante, notamment pour assurer l'autoprotection d'un avion ou d'un hélicoptère ; en revanche elle constitue un défi technique notamment en raison du niveau des signaux interférents, en provenance de l'émetteur et des trajets multiples indirects (le fouillis), bien supérieur au niveau de signal utile diffusé par la cible à détecter. D'autres effets, tels que la structure arbitraire des signaux (forme d'onde non-radar) et sa conséquence sur les lobes secondaires en distance, contribuent à la complexité du traitement à mettre en œuvre.Le point de départ des recherches se situe à l'intersection des techniques de radar passif (utilisant la corrélation entre un signal de référence non connu a priori et les signaux diffus renvoyés par l'environnement) et les techniques de type STAP (Space Time Adaptive Processing) utilisées pour la détection des cibles mobiles par les radars aéroportés conventionnels. Dans ce contexte, les travaux de thèse permettent d'étendre d'une part la caractérisation et la qualification des signaux " radar passif " à une configuration aéroportée, d'autre part les techniques STAP à une configuration bistatique et à des signaux de forme arbitraire et non structurés comme des signaux radar. Les recherches mettent en évidence l'importance primordiale du trajet direct et des premiers échos de fouillis qui parasitent la caractérisation spatio-temporelle des échos reçus dans la case distance de la cible sous test. La caractéristique du fouillis, habituellement tracée dans le plan Doppler-angle, se trouve affectée par ces interférences qu'il faut éliminer au préalable. Pour cela, un premier filtre à réponse finie est mis en œuvre sur chaque capteur, puis le traitement STAP est appliqué à l'ensemble du réseau d'antennes.Les traitements proposés sont simulés et les performances en détection sont analysées. Une expérimentation est conduite, à l'aide d'un réseau de 4 antennes mobiles au sol. Les conditions sont réunies pour collecter des signaux de fouillis étalés en Doppler et analyser l'effet d'une forme d'onde non-radar. Les traitements d'élimination des interférences sont mis en œuvre et ainsi qualifiés expérimentalement.

Los sistemas de posicionamiento global GNSS (GPS y GLONASS) se han convertido en una herramienta básica para obtener medidas geodésicas de la Tierra y en una fuente de datos para el estudio atmosférico. Proporcionan cobertura global y permanente y por la precisión, exactitud y densidad de datos, las señales radio transmitidas pueden ser usadas para la representación espacio-temporal de la atmósfera.La tecnología de los receptores GPS ha evolucionado con una sorprendente rapidez, resultando en instrumentos con suficiente calidad de medida para ser utilizados en estudios geodésicos, comparables a los resultados de técnicas como la interferometría de muy larga base (VLBI), y estudios atmosféricos cuyos resultados pueden ser usados en meteorología.En la tesis Tomografía Atmosférica utilizando Señales Radio de Satélites nos hemos centrado en el uso del sistema GPS por disponer mayor cantidad y calidad de referencias y herramientas para el procesado de los datos. No obstante, se ha demostrado la posibilidad de extender el concepto a cualquier sistema de transmisión radio desde satélite como sondeador atmosférico. La estructura de la tesis se ha dividido en dos áreas: el procesado de datos GPS para extraer información referente a los parámetros atmosféricos de interés, y la aplicación de técnicas tomográficas para la resolución de problemas inversos. En particular, la tomografía se ha aplicado a la ionosfera y la atmósfera neutra. En ambos casos, los resultados tienen un innegable impacto socio-económico: a) la monitorización del estado ionosférico es fundamental por las perturbaciones que la ionosfera provoca en las transmisiones radio que la atraviesan, y b) la estimación del contenido de vapor de agua de la troposfera es de utilidad en la predicción meteorológica y climática.La tomografía ionosférica se empezó a desarrollar usando únicamente datos de la red global IGS. A continuación se mejoró la resolución vertical mediante la utilización de datos de ocultaciones del experimento GPS/MET. La mejora de la resolución se ve limitada a la región en la que estos datos existen. Finalmente, se utilizaron datos de altimetría del satélite TOPEX/POSEIDON para mejorar los mapas y para demostrar la posibilidad de calibración instrumental de los altímetros radar usando técnicas tomográficas.La aplicación a la troposfera se obtuvo tras la mejora y refinamiento tanto del procesado de datos GPS como del proceso de inversión tomográfica. Los primeros resultados se obtuvieron mediante los datos experimentales de la red permanente en Kilauea, Hawaii, por la configuración particular de los receptores. Estos resultados demostraban la capacidad de obtener representaciones espacio-temporales de la troposfera mediante datos GPS. El análisis de los datos de la campaña REGINA, realizada en el Onsala Space Observatory, nos permitió la descripción de un fenómeno meteorológico complejo mediante la tomografía troposférica usando datos GPS y su verificación por comparación directa con medidas realizadas por radiosondeo.En conclusión, se ha demostrado la posibilidad de aplicar tomografía a la atmósfera utilizando señales radio de satélites y, en particular, la constelación GPS. / The Global Navigation Satellite Systems (GPS and GLONASS) have become a basic tool to obtain geodetic measurements of the Earth and a source of data for the atmospheric analysis. Since these systems provide a global, dense and permanent coverage with precise and accurate data, the radio signals they transmit can be used for the spatio-temporal representation of the atmosphere.GPS receivers technology has evolved at a surprising pace: nowadays they have sufficient measurement quality as to be used in geodetic studies, together with other techniques such as the Very Long Base Interferometry (VLBI), and in atmospheric studies whose results can be input into meteorological analysis.In the thesis "Atmospheric Tomography Using Satellite Radio Signals" we have focused on the use of GPS system due to the better quality and quantity of references and tools for the data processing. This notwithstanding, we have proven the possibility to broaden the concept to include any other radio signal transmitting satellite system as an atmospheric sounder. The thesis has been divided into two main areas: GPS data processing to extract the information related to the atmospheric parameters under study, and the implementation of tomographic techniques to the solution of the inverse problem. In particular, tomography has been applied to the ionosphere and to the neutral atmosphere. In both cases, results have a socio-economic impact: a) monitoring the ionosphere is essential for radio transmissions across it because of the perturbations it may produce on the signal, and b) estimating water vapour content in the troposphere is highly useful for meteorological and climate forecastFor the ionospheric tomography we initally only used the data from the global IGS network. Vertical resolution was afterwards improved using the occultation data of the GPS/MET experiment. The improvement, however, was limited to the region where these data existed. Finally, we used altimeter data from the TOPEX/POSEIDON satellite to improve the maps and to prove the radar altimeter calibration capability of the tomographic technique.The application to the troposphere was possible after the improvement and refinement of both the GPS data processing and the tomographic inversion. The first results were obtained using the experimental data from the permanent network in Kilauea, Hawaii. The particular geometry of the receivers in this local network made it highly suited for these initial results, which proved the possibility of obtaining spatio-temporal representations of the troposphere using GPS data. The data analysis of the REGINA campaign, which took place at the Onsala Space Observatory, provided the description of a complex meteorological phenomenon using only GPS data tropospheric tomography. We verified the results with a direct comparison with radiosonde data.Concluding, we have demonstrated the capabilities of atmospheric tomography using satellite radio signals, with particular emphasis on the GPS signals.

Data mining is the extraction of interesting non-trivial, implicit, previously unknown and potentially useful information or patterns from data in large databases. Association rule mining is a data mining method that seeks to discover associations among transactions encoded within a database. Data mining on spatio-temporal data takes into consideration the dynamics of spatially extended systems for which large amounts of spatial data exist, given that all real world spatial data exists in some temporal context. We need fuzzy sets in mining association rules from spatio-temporal databases since fuzzy sets handle the numerical data better by softening the sharp boundaries of data which models the uncertainty embedded in the meaning of data. In this thesis, fuzzy association rule mining is performed on spatio-temporal data using data cubes and Apriori algorithm. A methodology is developed for fuzzy spatio-temporal data cube construction. Besides the performance criteria interpretability, precision, utility, novelty, direct-to-the-point and visualization are defined to be the metrics for the comparison of association rule mining techniques. Fuzzy association rule mining using spatio-temporal data cubes and Apriori algorithm performed within the scope of this thesis are compared using these metrics. Real meteorological data (precipitation and temperature) for Turkey recorded between 1970 and 2007 are analyzed using data cube and Apriori algorithm in order to generate the fuzzy association rules.

Data warehousing and Online Analytical Processing (OLAP) technology has been used to access, visualize and analyze multidimensional, aggregated, and summarized data. Large part of data contains spatial components. Thus, these spatial components convey valuable information and must be included in exploration and analysis phases of a spatial decision support system (SDSS). On the other hand, Geographic Information Systems (GISs) provide a wide range of tools to analyze spatial phenomena and therefore must be included in the analysis phases of a decision support system (DSS). In this regard, this study aims to search for answers to the problem how to design a spatially enabled data warehouse architecture in order to support spatio-temporal data analysis and exploration of multidimensional data. Consequently, in this study, the concepts of OLAP and GISs are synthesized in an integrated fashion to maximize the benefits generated from the strengths of both systems by building a spatial data warehouse model. In this context, a multidimensional spatio-temporal data model is proposed as a result of this synthesis. This model addresses the integration problem of spatial, non-spatial and temporal data and facilitates spatial data exploration and analysis. The model is evaluated by implementing a case study in weather pattern searching.

In this thesis, a system, called Ontology-Driven Video Annotation and Retrieval System (OntoVARS) is developed in order to provide a video management system which is used for ontology-driven semantic content annotation and querying. The proposed system is based on MPEG-7 ontology which provides interoperability and common communication platform with other MPEG-7 ontology compatible systems. The Rhizomik MPEG-7 ontology is used as the core ontology and domain specific ontologies are integrated to the core ontology in order to provide ontology-based video content annotation and querying capabilities to the user. The proposed system supports content-based annotation and spatio-temporal data modeling in video databases by using the domain ontology concepts. Moreover, the system enables ontology-driven query formulation and processing according to the domain ontology instances and concepts. In the developed system, ontology-driven concept querying, spatio-temporal querying, region-based and time-based querying capabilities are performed as simple querying types. Besides these simple query types, compound queries are also generated by combining simple queries with &quot / (&quot / , &quot / )&quot / , &quot / AND&quot / and &quot / OR&quot / operators. For all these query types, the system supports both general and video specific query processing. By this means, the user is able to pose queries on all videos in the video databases as well as the details of a specific video of interest.

This thesis analyzes the human action recognition problem. Human actions are modeled as a time evolving temporal texture. Gabor filters, which are proved to be a robust 2D texture representation tool by detecting spatial points with high variation, is extended to 3D domain to capture motion texture features. A well known filtering algorithm and a recent unsupervised clustering algorithm, the Genetic Chromodynamics, are combined to select salient spatio-temporal features of the temporal texture and to segment the activity sequence into temporal texture primitives. Each activity sequence is represented as a composition of temporal texture primitives with its salient spatio-temporal features, which are also the symbols of our codebook. To overcome temporal variation between different performances of the same action, a Profile Hidden Markov Model is applied with Viterbi Path Counting (ensemble training). Not only parameters and structure but also codebook is learned during training.