Dans le contexte actuel de démocratisation des technologies et des méthodes géomatiques, les expériences du type « Public Participation GIS » - PPGIS se multiplient. Le concept de PPGIS est, par essence-même, interdisciplinaire et multiforme. Il s’apparente, d’une certaine façon, à un déclinaison spécifique des SIG, vus comme des systèmes d’information (données, matériels, logiciels, méthodes et composantes humaines), incluant la dimension de la participation publique. De fait, les PPGIS ne se limitent pas aux simples outils logiciels. L’objectif principal d’un PPGIS consiste à accentuer/supporter l'implication des citoyens dans les processus de prise de décisions territoriaux, et à améliorer l'accès aux outils, aux données ainsi qu’à l'information (Steinmann et. al. 2004). Les applications des PPGIS revêtent des formes très variées, selon le contexte économique, l’organisation sociale et politique, la culture, mais également en fonction des problématiques traitées et des méthodologies développées (Joliveau 2006). Les exemples mettent en évidence qu’en pratique, la dimension ‘participation publique’ des PPGIS renvoie à des réalités différentes. La construction du domaine des PPGISciences (Sieber 2004) est basée sur la convergence de concepts sociaux, culturels, éthiques et environnementaux avec les technologies de l’information et à la géomatique. Ce développement engendre des questions épistémologiques complexes, dans la mesure ou chaque discipline impliquée pose évidemment un regard différencié sur les PPGIS. Par conséquent, le concept même de PPGIS est ambigu. Il n'existe pas de consensus sur ses éléments caractéristiques. Ce constat pose problème, tant sur le plan scientifique que sur le plan pratique, dans la mesure où il rend difficile, non seulement la formalisation de méthodes de développement adaptées aux PPGIS ; mais aussi le développement de critères d'évaluation de succès et d'échec (Craig et al. 1999). La communauté scientifique des PPGIS considère d’ailleurs que pour comprendre la réalité sur laquelle les chercheurs doivent appuyer leurs travaux, la formalisation consensuelle d’une définition claire et précise du concept de PPGIS s’impose. Les spécialistes affirment que l’une des priorités actuelles est la conception d’un cadre théorique basé en particulier sur une typologie des PPGIS (Tulloch 2003, Steinmann et al. 2004). Malgré les quelques recherches déjà réalisées, seules quelques typologies partielles ont été développées, et le concept demeure flou. L’objectif principal de cette recherche consiste à concevoir une typologie plus globale à partir d’une analyse en profondeur des concepts sous-jacents. Sur le plan plus pratique, cette recherche vise à concevoir et à développer un observatoire web des expériences PPGIS (ce dernier étant à la fois une composante de l’objectif et un moyen de l’atteindre). La méthodologie est basée sur la construction d’un cadre théorique (analyse de la littérature et des typologies existantes) et une analyse empirique (étude d’une série d’expériences de PPGIS). La méthodologie est complétée par une enquête sur les forums web spécialisés, de manière à solliciter la communauté du domaine et à valider nos résultats. Cette recherche a ainsi permis de construire une typologie des PPGIS, plus globale, complémentaire de celles déjà existantes. Se faisant notre travail permet d’améliorer la compréhension de ce domaine en émergence et apporte des éléments formels permettant de mieux le caractériser. / In the current context of democratization of technologies and methods of geomatics, “Public Participation GIS” practices - PPGIS multiply. The concept of PPGIS is, by its nature, interdisciplinary and multiform. It is connected, in a certain manner, to a specific variation of the GIS, understood as information systems (data, hardware, software, methods and human factor), including the dimension of public participation. Essentially, PPGIS are not limited to simple software tools. The principal objective of a PPGIS consists of accentuating/supporting the implication of the citizens in the territorial decision making processes, and to improve the access to tools, data, and information (Steinmann et al. 2004). Applications for PPGIS take a variety of forms depending on the economic context, the social and political organization, the culture, but also regarding to the treated problems and developed methodologies (Joliveau 2006). Examples underline that, in practice, dimension of “public participation” in PPGIS echoes different realities. The creation of the field (Sieber 2004) is based on the convergence of social concepts as well as cultural, ethical and environmental concepts associated with information technologies (IT) and Geomatics. This development generates complex epistemological questions, in a measure where each implied discipline obviously poses a different view on PPGIS. Consequently, the concept of PPGIS is ambiguous. There is no consensus on its characteristic elements. This circumstance causes some problems, both on the scientific and practical levels. It makes difficult, not having the standardization of methods of development adapted to the PPGIS; but also the development of evaluation criterions of success and failure (Craig and al 1999). Besides, the scientific community associated with PPGIS considers that in order to understand reality that the researchers must rely on their works, the agreed formalization of a clear and precise definition of the concept of PPGIS is inevitable. Specialists affirm that one of the current priorities is to design a theoretical framework particularly based on a typology of PPGIS (Tulloch 2003, Steinmann et al. 2004). In spite of some research work already carried out, only a few limited typologies were developed, and the concept remains unclear. The principal objective of this research consists of conceiving a more global typology starting from an in-depth analysis of the subjacent concepts. From a practical level, this research aims at designing and developing a web-based observatory of PPGIS experiments (this one is a component of our objective and at the same time a means of reaching it). Our methodology is based on the construction of a theoretical framework (literature review and an analysis of existing typologies) and an empirical analysis (study of a series of PPGIS experiments). Methodology is effectuated by an investigation into the specialized Web forums, so as to solicit the community of the field and to validate our results. This research thus made it possible to build a typology of the PPGIS, as a hole, complementary to those already existing. Doing this work improves understanding of this field in its infancy and elicits formal elements for better characterization of PPGIS.

Les sites internet et applications mobiles documentant l’accessibilité destinés aux usagers de fauteuil roulant se sont multipliés au cours des dernières années. L’avènement des interfaces multimodales, par l’entremise des systèmes géospatiaux, offre aussi des perspectives prometteuses pour aider les usagers de fauteuil roulant à la planification et navigation de leurs déplacements. Dès lors, des technologies géospatiales d’assistance sont en émergence. On ne connaît cependant pas l’ensemble des critères d’utilisabilité à considérer pour les évaluer malgré l’existence de plusieurs questionnaires standardisés. Cette étude propose de documenter les besoins et exigences des usagers de fauteuil roulant manuel concernant les technologies géospatiales d’assistance puis d’appréhender leur utilisabilité à l’aide du modèle “Matching Person and Technology”. Un examen de la portée a été réalise afin de compiler une liste de critères spécifiques liés aux interfaces utilisateur et aux technologies géospatiales d’assistance à partir de questionnaires standardisés. Une étude transversale à visée exploratoire a été réalisée auprès de 17 usagers de fauteuil roulant manuel afin de rendre explicites leurs besoins et attentes. Ces critères s’ajouteraient à la catégorie des facteurs technologiques du modèle “Matching Person and Technology” pour l’utilisabilité des technologies géospatiales d’assistance: Bluetooth, content, content-clarity, content-color, content-consistency, content-credibility, content-legibility, content-relevance, content-trustworthy, content-understandable, delivery format, ease of navigation, everyday words, functions-expected, functions-integration, graphics, hands-free, input, network externality, structure et time spent waiting. Nos résultats interprétés à l’aide du modèle “Matching Person and Technology” suggèrent que l’utilisation actuelle et la familiarité reliées à une technologie donnée ainsi que les attentes envers le contenu informatif et la transportabilité sont des critères forts importants pour l’adoption des technologies géospatiales d’assistance par les usagers de fauteuil roulant rencontrés. Nos résultats aideront les développeurs d’assistances technologiques et cliniciens à faire des choix éclairés dans le futur. / Websites and mobile applications providing accessibility information for wheelchair users have increased in recent years. The advent of multimodal interfaces, through geospatial systems (route planners and navigation systems), also offers promising opportunities to help wheelchair users plan and then execute movements in the city. Geospatial assistive technologies are now emerging for them. However, the set of usability criteria to consider for evaluating this type of assistive technology is unknown despite the existence of several standardized questionnaires. This study proposes to document the needs and requirements of manual wheelchair users regarding geospatial assistive technologies and then to understand their usability through the "Matching Person and Technology" model. A scoping review was conducted to compile a list of specific criteria related to user interfaces and geospatial assistive technologies from standardized questionnaires. An exploratory crosssectional study has been carried out with 17 manual wheelchair users to make explicit their needs and expectations. As results, these criteria could be added to the technological factors already known via the "Matching Person and Technology" model for the usability of geospatial assistive technologies: Bluetooth, content, content-clarity, content-color, content-consistency, contentcredibility, content-legibility, content-relevance, content-trustworthy, content-understandable, delivery format, ease of navigation, everyday words, functions-expected, functions-integration, graphics, hands-free, input, network externality, structure and time spent waiting. Using the "Matching Person and Technology" model, the results suggest that actual use and familiarity with a given technology, as well as the expectations about information content and transportability, are important criteria for the adoption of geospatial assistance technology by the manual wheelchair users interviewed. Our results will help developers and clinicians to enhance the geospatial assistive technologies, structure the testing experimentations and make attribution recommendations.

Le Haut Commissariat des Nations Unies pour les Réfugiés (HCR) publie chaque année des statistiques alarmantes quant à l'augmentation du nombre de personnes déplacées dans le monde en raison de conflits. Des millions d'individus se retrouvent dans des installations pour réfugiés qui s'étendent sur de vastes espaces et perdurent dans le temps. Le choix rapide d'un emplacement le plus optimal possible s'avère donc indispensable pour l'établissement d'un camp viable. Les systèmes d'infirmations géographiques (SIG), en tant qu'outil d'aide à la décision en matière de sélection de site, peuvent apporter une grande contribution en ce sens. Le présent mémoire présente une recherche exploratoire de l'état des SIG dans le secteur humanitaire, plus précisément dans le cadre de la désignation des sites pour l'implantation de quartiers provisoires pour des populations délocalisées. Premièrement, afin de prendre connaissance des besoins des experts dans le domaine, un inventaire et une analyse des critères de sélection est effectuée. Dans un second temps, une description des logiques de sélection employées donne lieu à une meilleure compréhension des méthodes de travail dans lesquels s'insèrent les critères relevés. Cette stratégie permet d'évaluer la potentielle utilité et faisabilité technique des SIG en réponse aux exigences des travailleurs du milieu. Les possibles raisons de la sous-utilisation des SIG pour la détermination de zones d'hébergement temporaires sont ensuite discutées, dans le but de fournir des pistes de réflexion à de futures recherches visant une optimisation de l'emploi des SIG en faisant face aux impératifs du secteur humanitaire.

Au fil des années, la nécessité de tirer profit de données géospatiales, dans tous domaines d’application, a été bien établie et les innovations dans l’utilisation de ces données ne se dénombrent plus. Cependant, les outils géomatiques traditionnels utilisés afin d’exploiter ces données, malgré leur évolution technologique remarquable des dernières années, comportent des lacunes au niveau de la visualisation, de l’interaction et de leur capacité de collaboration qui peuvent limiter la compréhension de l’espace par un public utilisateur non-expert. Pour répondre à ces limites, la technologie de réalité augmentée offre des possibilités intéressantes en ce qui a trait à la visualisation et l’interaction avec les données géospatiales 3D. Malgré les récentes avancées technologiques dans ce domaine, ce type d’application demeure peu exploré, particulièrement en contexte géospatial, ce qui fait en sorte que le développement de systèmes de réalité augmentée reste un processus laborieux et expérimental. Considérant ceci, nous proposons une étude établissant les bases du développement de systèmes interactifs et collaboratifs de réalité augmentée géospatial. Pour cette étude, nous avons choisi de retenir le contexte d’application du design et de l’aménagement urbain, un domaine dans lequel l’interaction et la visualisation de l’espace jouent un rôle central. La première partie de ce travail présente les résultats de la recherche conceptuelle et littéraire menée préalablement au développement de notre prototype. La deuxième partie présente le prototype développé en suivant la méthodologie Unified Process pour le développement logiciel ainsi que les résultats de la phase d’expérimentation du prototype menée par la suite. À la lumière des travaux réalisés, il nous est apparu évident que la réalité augmentée présente un potentiel très intéressant pour répondre aux limites des outils traditionnels mais que la réalisation d’une solution complète nécessiterait l’intervention d’une quantité de ressources qui dépasse le cadre d’un travail de maitrise. / Over the years, the usefulness of geospatial data, in any given field, has been well established and countless innovations in the usage of such data have appeared. However, traditional geomatic tools used for the exploitation of data, despite their remarkable technological evolution in recent years, still contain certain limits concerning 3D visualization, interaction and their collaboration capacity that can limit spatial comprehension by a public of non-expert users. To overcome these limits, augmented reality technologies demonstrate interesting possibilities regarding the interaction and visualization of 3D geospatial data. In spite of the recent technological advances, these types of applications remain poorly explored, especially in geospatial contexts. Consequently, the development of geospatial augmented reality systems remains a laborious and experimental process. Considering this, we propose a study to establish the basis for the development of geospatial interactive and collaborative augmented reality systems. We have chosen to inscribe this study in the urban design and planning context, a domain of application for which the interaction and visualization of space plays a central role. The first part of this study presents the results of our literary and conceptual research, undertaken prior to the development of our prototype. The second part presents the prototype developed following the Unified Process methodology for software development as well as the results of the prototype experimentation step conducted afterwards. This research project completed, it appears obvious to us that augmented reality presents an interesting potential to overcome the limits of traditional geomatic tools. However, the realization of a complete solution would require the intervention of a larger pool of resources that are unavailable in the scope of a master’s project.

Thèse numérisée par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal.

Thèse numérisée par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal

Le problème d’optimisation de la gestion d’un réseau hydrographique en période de crues consiste à résoudre un problème tactique de coordination des lâchers des réservoirs, afin de minimiser les dégâts occasionnés, en prenant en considération les exigences et spécificités spatiales du système. Comme la Programmation Dynamique Neuronal (PDN) permet d’aborder les problèmes stochastiques à évolutions temporelle et séquentielle, mais ne traite pas l’aspect spatial, alors que les Systèmes d’Information Géographique (SIG) permettent une représentation spatiale, mais avec une gestion limitée de l’aspect temporel, un couplage serré entre ces deux techniques s’avère une alternative dans la résolution de ce problème. Nous proposons alors une nouvelle approche pour la détermination des scénarios de lâchers optimaux d’un réseau hydrographique, dans lequel, les lâchers d’un réservoir sont déterminés par Système d’aide à la décision associant ces deux composantes. Une mise en œuvre sur le réseau hydrographique du Nord de la Tunisie nous a permis de valider cette approche en proposant des scénarios de lâchers satisfaisants / A decision support system (DSS) has been developed for integrated, real-time flood control in a multi-reservoir system. The DSS integrates a geographic information system (GIS) with an optimization module, and a graphical dialog interface allowing effective use by system operators. A neuro-dynamic programming technique (NDP), which overcomes numerous limitations of dynamic programming (DP), is introduced for determining the optimal release policy under flood conditions. Results obtained in a real-world case study are finally presented

Les systèmes d'information géographique (SIG) sont employés couramment pour la représentation, la gestion et l'analyse des données spatiales dans un grand nombre de disciplines, notamment les sciences de la terre, l'agriculture, la sylviculture, la météorologie, l'océanographie et plusieurs autres. Plus particulièrement, les géoscientifiques utilisent de plus en plus ces outils pour l'intégration et la gestion de données dans différents types d'applications environnementales, allant de la gestion des ressources en eau à l'étude du réchauffement climatique. Au delà de ces possibilités, les géoscientifiques doivent modéliser et simuler des champs spatiaux dynamiques et 3D et intégrer aisément les résultats de simulation à d'autres informations spatiales associées afin d'avoir une meilleure compréhension de l'environnement. Cependant, les SIG demeurent extrêmement limités pour la modélisation et la simulation des champs spatiaux qui sont habituellement tridimensionnels et dynamiques. Ces limitations sont principalement reliées aux structures de données spatiales actuelles des SIG qui sont bidimensionnelles et statiques et ne sont pas conçues pour aborder le 3D et les aspects dynamiques des champs spatiaux 3D. Par conséquent, l'objectif principal de ce travail de recherche est d'améliorer la capacité actuelle des SIG concernant la modélisation et la simulation des champs spatiaux dynamiques et 3D par le développement d'une structure de données spatiale 3D cinétique. Selon notre revue de littérature, la tetraèdrisation Delaunay dynamique 3D (DT) et sa structure duale, le diagramme Voronoi 3D (VD), ont un potentiel intéressant pour manipuler la nature tridimensionnelle et dynamique de ce genre de phénomène. Cependant, en raison de l'échantillonnage particulier des données utilisées dans les applications en géosciences, la tetraèdrisation Delaunay de telles données est souvent inadéquate pour l'intégration et la simulation numériques de champs dynamiques. Par exemple, dans une simulation hydrogéologique, les données sont réparties irrégulièrement i.e. verticalement denses et horizontalement clairsemées, ce qui peut résulter en une tessellation inadéquate dont les éléments seront soit très grands, soit très petits, soit très minces. La taille et la forme des éléments formant la tessellation ont un impact important sur l'exactitude des résultats de la simulation, ainsi que sur les coûts de calcul qui y sont reliés. Par conséquent, la première étape de notre travail de recherche est consacrée au développement d’une méthode de raffinement adaptative basée sur la structure de données Delaunay dynamique 3D et à la construction d’une tessellation 3D adaptative pour la représentation et la simulation de champs dynamiques. Cette tessellation s’ajuste à la complexité des champs, en considérant les discontinuités et les critères de forme et de taille. Afin de traiter le comportement dynamique des champs 3D dynamiques dans SIG, nous étendons dans la deuxième étape de cette recherche le VD 3D dynamique au VD 3D cinématique pour pouvoir mettre à jour en temps réel la tessellation 3D lors des procédés de simulation dynamique. Puis, nous montrons comment une telle structure de données spatiale peut soutenir les éléments en mouvement à l’intérieur de la tessellation ainsi que leurs interactions. La structure de données cinétique proposée dans cette recherche permet de gérer de manière élégante les changements de connectivité entre les éléments en mouvement dans la tessellation. En outre, les problèmes résultant de l'utilisation d’intervalles de temps fixes, tels que les dépassements et les collisions non détectées, sont abordés en fournissant des mécanismes très flexibles permettant de détecter et contrôler différents changements (événements) dans la tessellation Delaunay 3D. Enfin, nous étudions le potentiel de la structure de données spatiale cinétique 3D pour la simulation de champs dynamiques dans l'espace tridimensionnel. À cette fin, nous décrivons en détail les différentes étapes menant à l'adaptation de cette structure de données, de sa discrétisation pour des champs 3D continus à son intégration numérique basée sur une méthode événementielle. Nous démontrons également comment la tessellation se déplace et comment la topologie, la connectivité, et les paramètres physiques des cellules de la tessellation sont localement mis à jour suite à un événement topologique survenant dans la tessellation. Trois études de cas sont présentées dans la thèse pour la validation de la structure de données spatiale proposée, et de son potentiel pour la simulation de champs spatiaux 3D et dynamiques. Selon nos observations, pendant le procédé de simulation, la structure de données est préservée et l'information 3D spatiale est gérée adéquatement. En outre, les résultats calculés à partir des expérimentations sont très satisfaisants et sont comparables aux résultats obtenus à partir d'autres méthodes existantes, pour la simulation des mêmes champs dynamiques. En conclusion, certaines des limites de l'approche proposée liées au développement de la structure de données 3D cinétique et à son adaptation pour la représentation et la simulation d'un champ spatial 3D et dynamique sont discutées, et quelques solutions sont suggérées pour l'amélioration de l'approche proposée. / Geographic information systems (GIS) are widely used for representation, management and analysis of spatial data in many disciplines including geosciences, agriculture, forestry, metrology and oceanography etc. In particular, geoscientists have increasingly used these tools for data integration and management purposes in many environmental applications ranging from water resources management to global warming study. Beyond these capabilities, geoscientists need to model and simulate 3D dynamic spatial fields and readily integrate those results with other relevant spatial information in order to have a better understating of the environment. However, GIS are very limited for modeling and simulation of spatial fields which are mostly three dimensional and dynamic. These limitations are mainly related to the existing GIS spatial data structures which are 2D and static and are not designed to address the 3D and dynamic aspects of continuous fields. Hence, the main objective of this research work is to improve the current GIS capabilities for modeling and simulation of 3D spatial dynamic fields by development of a 3D kinetic data structure. Based on our literature review, 3D dynamic Delaunay tetrahedralization (DT) and its dual, 3D Voronoi diagram (VD), have many interesting potentials for handling the 3D and dynamic nature of those kind of phenomena. However, because of the special configurations of datasets in geosciences applications, the DT of such data is often inadequate for numerical integration and simulation of dynamic field. For example, in a hydrogeological simulation, the data form highly irregular set of points aligned in vertical direction and very sparse horizontally which may result in very large, small or thin tessellation elements. The size and shape of tessellation elements have an important impact on the accuracy of the results of the simulation of a field as well as the related computational costs. Therefore, in the first step of the research work, we develop an adaptive refinement method based on 3D dynamic Delaunay data structure, and construct a 3D adaptive tessellation for the representation and simulation of a dynamic field. This tessellation is conformed to represent the complexity of fields, considering the discontinuities and the shape and size criteria. In order to deal with the dynamic behavior of 3D spatial fields in a moving framework within GIS, in the second step, we extend 3D dynamic VD to 3D kinetic VD in the sense of being capable of keeping update the 3D spatial tessellation during a dynamic simulation process. Then, we show how such a spatial data structure can support moving elements within the tessellation and their interactions. The proposed kinetic data structure provides an elegant way for the management of the connectivity changes between moving elements within the tessellation. In addition, the problems resulting from using a fixed time step, such as overshoots and undetected collisions, are addressed by providing very flexible mechanisms to detect and manage different changes (events) in the spatial tessellation by 3D DT. Finally, we study the potentials of the kinetic 3D spatial data structure for the simulation of a dynamic field in 3D space. For this purpose, we describe in detail different steps for the adaption of this data structure from its discretization for a 3D continuous field to its numerical integration based on an event driven method, and show how the tessellation moves and the topology, connectivity, and physical parameters of the tessellation cells are locally updated following any event in the tessellation. For the validation of the proposed spatial data structure itself and its potentials for the simulation of a dynamic field, three case studies are presented in the thesis. According to our observations during the simulation process, the data structure is maintained and the 3D spatial information is managed adequately. Furthermore, the results obtained from the experimentations are very satisfactory and are comparable with results obtained from other existing methods for the simulation of the same dynamic field. Finally, some of the limitations of the proposed approach related to the development of the 3D kinetic data structure itself and its adaptation for the representation and simulation of a 3D dynamic spatial field are discussed and some solutions are suggested for the improvement of the proposed approach.

L'extraction d'éléments curvilignes d’images de télédétection, surtout proches de la limite de résolution ou lorsqu'elles sont bruitées, représente toujours un défi important pour les algorithmes informatiques, alors que pour les interprètes humains c'est une tâche immédiate. Dans ce travail une méthode novatrice est présentée pour guider l'extraction d’éléments curvilignes (routes, cours d'eau, etc) d’images de télédétection. Cette méthode a pour but de mettre à jour les systèmes d'informations géographiques (SIG) grâce à un modèle inédit (ELECA) qui comporte trois parties. Le modèle ELECA tire avantage de deux idées principales. Les données utilisées ne sont pas seulement les images de télédétection mais également les données des SIG qui ne sont pas nécessairement à jour. Le modèle s’appuie également sur des progrès récents des sciences psycho-cognitives en imitant partiellement le mouvement des yeux durant une recherche visuelle. Ainsi les trois parties du modèle ELECA sont (1) une méthode de recherche de l’information locale qui utilise un oeil virtuel pour ne se focaliser qu’aux lieux d’information probable, évitant ainsi un traitement global de l’image ; (2) une méthode simple et rapide d’extraction de l’information locale par une adaptation astucieuse d’une analyse en composantes connexes ; et (3) une méthode originale de fusion des informations locales qui s’appuie sur des travaux de reconstruction de l’espace global par raisonnement spatial qualitatif. Le modèle ELECA évite de cette manière certains pièges dans lesquels tombent souvent les méthodes courantes/classiques. En particulier, la technique proposée peut être mise en oeuvre pour des images partiellement masquées ou de basse résolution pour lesquelles seulement des interprètes humains peuvent traiter l'image présentement. La méthode a été aussi élaborée pour être rapide et efficace afin de pouvoir réaliser des mises à jour de SIG très rapides lorsque nécessaire. La dernière partie de ce travail est consacrée à l’élaboration d’une solution informatique supportant le modèle ELECA. Une architecture logicielle souple et adaptative est mise en avant, permettant l’intégration de développements ultérieurs pour le modèle. Enfin un volet algorithmique montre concrètement que les solutions du modèle ELECA sont implantables en termes informatiques. / The extraction of curvilinear elements from remote sensing images, especially when noisy or near the limit of resolution constitutes a significant challenge for data-processing algorithms. In this work a method is presented for linear feature extraction in remote sensing (RS) images. An original model (ELECA) is introduced allowing out of date geographical information system (GIS) data to be updated though the use of a visual search method that mimics human eye movements. The ELECA model is composed of three parts : (1) a visual search module using virtual gaze to avoid processing the entire image ; (2) a simple and fast method for local information extraction by a clever adaptation of connected-component labeling ; and (3) an original method for the fusion of local information to construct a global representation at the scale of the image based on qualitative spatial reasoning techniques. The ELECA model avoids several problems characteristic of current methods. In particular, the proposed technique can be applied to low resolution or partially occluded images for which currently only human interpreters can successfully process the image. The technique is also designed to be very fast and efficient when a quick GIS update is needed. The last part of this project is devoted to the design of software which supports the ELECA model. The proposed software architecture is adaptive and allows the integration of future model developments. Finally it is shown how the ELECA model could be implemented. / La extracción de elementos curvilíneos de las imágenes de teledetección, sobre todo en proximidad del límite de resolución o en presencia de ruido, representa siempre un reto importante para los algoritmos informáticos, mientras que para los intérpretes humanos es una tarea inmediata. Este trabajo presenta un método nuevo para guiar la extracción de elementos curvilíneos (carreteras, ríos, etc.) de imágenes de teledetección. El objetivo del método consiste en actualizar un sistema de información geográfica (SIG) gracias a un modelo inédito (ELECA) constituído de tres partes. El modelo ELECA desarrolla dos ideas principales. El modelo puede utilizar las imágenes de teledetección y los datos del SIG que están desactualizados. El modelo se basa asimismo en resultados recientes de la investigación en ciencias psico-cognitivas, dado que imita parcialmente el movimiento de los ojos durante una búsqueda visual. Las tres partes del modelo ELECA son: (1) un método de búsqueda de la información local que utiliza un ojo virtual par focalizarse únicamente donde se encuentra la información probable, evitando un tratamiento global de la imagen; (2) un método simple y rápido de extracción de la información local, que utiliza una adaptación astuciosa de un análisis en componentes conexos; y (3) un método original de fusión de informaciones locales que se apoya sobre trabajos de reconstrucción del espacio global por razonamiento espacial cualitativo. El modelo ELECA evita así algunas trampas en las que caen a menudo los métodos clásicos. En particular, la técnica propuesta puede ser utilizada para imágenes parcialmente enmascaradas o de baja resolución, que sólo pueden ser tratadas actualmente por intérpretes humanos. El método ha sido elaborado para ser eficiente en la actualización rápida de un SIG si es necesario. La última parte de este trabajo presenta una solución informática elaborada para soportar el modelo ELECA. Una arquitectura de programa flexible y adaptable es presentada, permitiendo la integración de desarrollos ulteriores del modelo. Finalmente, un aspecto algorítmico muestra concretamente que las soluciones del modelo ELECA. se pueden implantar en términos informáticos.

L’émergence du Web 2.0 se matérialise par de nouvelles technologies (API, Ajax…), de nouvelles pratiques (mashup, geotagging…) et de nouveaux outils (wiki, blog…). Il repose principalement sur le principe de participation et de collaboration. Dans cette dynamique, le Web à caractère spatial et cartographique c’est-à-dire, le Web géospatial (ou GéoWeb) connait lui aussi de fortes transformations technologiques et sociales. Le GéoWeb 2.0 participatif se matérialise en particulier par des mashups entre wikis et géobrowsers (ArgooMap, Geowiki, WikiMapia, etc.). Les nouvelles applications nées de ces mashups évoluent vers des formes plus interactives d’intelligence collective. Mais ces applications ne prennent pas en compte les spécificités du travail collaboratif, en particulier la gestion de traçabilité ou l’accès dynamique à l’historique des contributions. Le Geodesign est un nouveau domaine fruit de l’association des SIG et du design, permettant à une équipe multidisciplinaire de travailler ensemble. Compte tenu de son caractère émergent, le Geodesign n’est pas assez défini et il requiert une base théorique innovante, de nouveaux outils, supports, technologies et pratiques afin de s'adapter à ses exigences complexes. Nous proposons dans cette thèse de nouvelles fonctionnalités de type WikiSIG, bâties sur les principes et technologies du GéoWeb 2.0 et visant en particulier à supporter la dimension collaborative du processus de Geodesign. Le WikiSIG est doté de fonctionnalités wiki dédiées à la donnée géospatiale (y compris dans sa composante géométrique : forme et localisation) permettant d’assurer, de manière dynamique, la gestion documentée des versions des objets et l’accès à ces versions (et de leurs métadonnées), facilitant ainsi le travail collaboratif en Geodesign. Nous proposons également la deltification qui consiste en la capacité de comparer et d’afficher les différences entre deux versions de projets. Finalement la pertinence de quelques outils du géotraitement et « sketching » est évoquée. Les principales contributions de cette thèse sont d’une part d’identifier les besoins, les exigences et les contraintes du processus de Geodesign collaboratif, et d’autre part de proposer des nouvelles fonctionnalités WikiSIG répondant au mieux à la dimension collaborative du processus. Pour ce faire, un cadre théorique est dressé où nous avons identifié les exigences du travail collaboratif de Geodesign et proposé certaines fonctionnalités WikiSIG innovantes qui sont par la suite formalisés en diagrammes UML. Une maquette informatique est aussi développée de façon à mettre en oeuvre ces fonctionnalités, lesquelles sont illustrées à partir d’un cas d’étude simulé, traité comme preuve du concept. La pertinence de ces fonctionnalités développées proposées est finalement validée par des experts à travers un questionnaire et des entrevues. En résumé, nous montrons dans cette thèse l’importance de la gestion de la traçabilité et comment accéder dynamiquement à l’historique dans un processus de Geodesign. Nous proposons aussi d’autres fonctionnalités comme la deltification, le volet multimédia supportant l’argumentation, les paramètres qualifiant les données produites, et la prise de décision collective par consensus, etc. / The emergence of Web 2.0 is materialized by new technologies (APIs, Ajax ...), by new practices (mashup, geotagging ...) and by new tools (wiki, blog ...). It is primarily based on the principle of participation and collaboration. In this dynamic, the web mapping with spatial character or simply called Geospatial Web (or Geoweb) evolves by strong technological and social changes. Participatory GeoWeb 2.0 is materialized in particular by mashups among wikis and géobrowsers (ArgooMap, Geowiki, WikiMapia, etc.). The new applications resulting from these mashups are moving towards more interactive forms of collective intelligence. However, these applications do not take into account the collaborative work or the traceability management or the dynamic access to the history of contributions. The Geodesign is a new area, which is the coupling between GIS and design, allowing a multidisciplinary team to work together. As it is an emergent term, the Geodesign has not be well defined and it requires innovative theoretical basis, new tools, media, technologies and practices to fit its complex requirements. We propose precisely in this thesis new features of WikiGIS, which is built on Web 2.0 technologies, and GeoWeb 2.0 aiming in particular to support the collaborative dimension of Geodesign process. The WikiGIS consists of wiki features for the geospatial data (including its geometric component: shape and location) to ensure, dynamically, the documented release management objects and access to these versions (and metadata), facilitating collaborative work on Geodesign. It aims to produce geographic information, while ensuring the quality and credibility of data created. We propose the “deltification” as one of the innovative features of WikiGIS, it is the ability to compare and display the differences between two versions of a project. Finally, the relevance of some geoprocessing and "sketching" tools is mentioned. The main contributions of the present thesis are firstly identifying the needs, requirements and constraints of collaborative Geodesign process, and secondly to offer new features of WikiSIG best meeting to the collaborative dimension of this process. For this, a theoretical framework is drawn up which we identified the requirements of the collaborative Geodesign process and we proposed some innovative features that are subsequently formalized by UML. A user mock-up is developed in order to show the WikiGIS features, which are illustrated on a simulated case study, treated as proof of concept. Finally, these concepts are ultimately validated by experts through a questionnaire and interviews. Briefly, we have amply demonstrated in this thesis the importance of traceability management and how to dynamically access in the historic of Geodesign process and we have proposed other features like deltification, multi-media component that supports the arguments, parameters describing the data produced, decision making by consensus, etc.