L'information géographique est maintenant un produit de masse fréquemment manipulé par des utilisateurs non-experts en géomatique qui ont peu ou pas de connaissances de la qualité des données qu'ils utilisent. Ce contexte accroît significativement les risques de mauvaise utilisation des données et ainsi les risques de conséquence néfaste résultant de ces mauvaises utilisations. Cette thèse vise à fournir à des utilisateurs experts ou des experts en qualité une approche leur permettant d'évaluer la qualité des données et ainsi être à même de conseiller des utilisateurs non-experts dans leur utilisation des données. Cette approche se base sur une structuration des données de qualité dans une base de données multidimensionnelle et une communication dynamique et contextuelle utilisant des indicateurs de qualité affichés dans un système SOLAP (Spatial On-Line Analytical Processing) combiné à un système d'information géographique.

Les inventaires d'émissions biogéniques dans les modèles de qualité de l'air sont peu adaptés, car basés sur l'utilisation de facteurs d'émission (FE) moyens ils intègrent partiellement les variables environnementales et techniques pilotant ces émissions. Le but de cette thèse a été d'améliorer la prise en compte des émissions de NO par les sols agricoles dans le modèle de chimie transport CHIMERE. Ce travail se base sur un modèle d'agro-écosystème CERES-EGC, qui simule la dynamique de l'azote dans le système sol-plante. Un module d'émission de NO y a été intégré et le test sur des données expérimentales a montré la nécessité de modéliser les échanges de masse et de chaleur près de la surface du sol. Des simulations annuelles ont révélé une variabilité saisonnière des émissions selon le climat et les pratiques culturales. Les émissions varient de 1 à 4 kg N-NO ha-1 sur un an, soit à des FEs de 1-2% selon les doses de fertilisation. Puis, une cartographie des émissions a été réalisée pour l'Ile de France, en combinant l'utilisation de CERES-EGC à des méthodes de systèmes d'information géographique et diverses bases de données. La prise en compte des pédopaysages de la région a fortement influencé les émissions. Notre approche conduit à des émissions totales de 2.7 kt N-NO sur 14 mois et à une moyenne de 5.1 kg N-NO ha-1 (FE de 3.4%). Enfin, l'outil a été couplé à CHIMERE afin d'évaluer l'impact des émissions de NOx par les sols sur la formation d'O3. L'influence des émissions s'explique par les régimes chimiques (perte d'Ox dans le panache urbain et production d'Ox supplémentaire aux alentours) et varie de 1 à 8 ppb d'Ox pour des concentrations de fond de 50 à 100 ppb.

Le domaine maritime littoral constitue un milieu fragile, placé à l'interface Terre/Mer où s'exercent de nombreuses pressions issues des milieux terrestres, maritimes et atmosphériques. Les approches globales de Gestion Intégrée des Zones Côtières (GIZC) ont pour but de pallier les lacunes des politiques précédentes au niveau des interactions simultanées des différents acteurs du littoral. Cette approche requiert un Modèle Numérique de Terrain (MNT) littoral continu ainsi que des données maritimes et terrestres cohérentes entre elles. En raison d'acquisitions ou de productions différentes pour les MNT terrestres et maritimes, l'ensemble du relief n'est pas traité de manière ni homogène ni continue. De plus les techniques d'intégration des MNT actuelles entraînent des lissages des reliefs, voire la perte des éléments caractéristiques. Des outils et une nouvelle méthodologie d'intégration de MNT ont donc été définis. Les outils utilisent la distance de Fréchet pour calculer une distance maximale d'écartement entre les points homologues de deux lignes. La valeur de cette distance donne une mesure de ressemblance de forme qui sert de base à leur appariement ultérieur. La méthodologie de fusion proposée dans cette thèse se veut générique tout en s'appuyant sur les lignes caractéristiques spécifiques du paysage. Elle effectue un enchaînement de traitements répartis en trois étapes majeures : 1) transformations cartographiques et analyse des zones de recouvrement ; 2) segmentation et extraction de lignes caractéristiques ; 3) appariement et fusion à l'aide de déformations élastiques. Ces outils d'intégration ont été testés sur des données réelles en 2D pour la comparaison du trait de côte, puis validés sur des MNT simulés 3D.

Grâce aux technologies web et mobiles, le partage de données entre utilisateurs a considérablement augmenté au cours des dernières années. Par exemple, les utilisateurs peuvent facilement enregistrer leurs trajectoires durant leurs déplacements quotidiens avec l'utilisation de récepteurs GPS et les mettre en relation avec les trajectoires d'autres utilisateurs. L'analyse des trajectoires des utilisateurs au fil du temps peut révéler des habitudes et préférences. Cette information peut être utilisée pour recommander des contenus à des utilisateurs individuels ou à des groupes d'utilisateurs avec des trajectoires ou préférences similaires. En revanche, l'enregistrement de points GPS génère de grandes quantités de données. Par conséquent, les algorithmes de clustering sont nécessaires pour analyser efficacement ces données. Dans cette thèse, nous nous concentrons sur l'étude des différentes solutions pour analyser les trajectoires, extraire les préférences et identifier les intérêts similaires entre les utilisateurs. Nous proposons un algorithme de clustering de trajectoires GPS. En outre, nous proposons un algorithme de corrélation basée sur les trajectoires des points proches entre deux ou plusieurs utilisateurs. Les résultats finaux ouvrent des perspectives intéressantes pour explorer les applications des réseaux sociaux basés sur la localisation. / Sharing of user data has substantially increased over the past few years facilitated by sophisticated Web and mobile applications, including social networks. For instance, users can easily register their trajectories over time based on their daily trips captured with GPS receivers as well as share and relate them with trajectories of other users. Analyzing user trajectories over time can reveal habits and preferences. This information can be used to recommend content to single users or to group users together based on similar trajectories and/or preferences. Recording GPS tracks generates very large amounts of data. Therefore clustering algorithms are required to efficiently analyze such data. In this thesis, we focus on investigating ways of efficiently analyzing user trajectories, extracting user preferences from them and identifying similar interests between users. We demonstrate an algorithm for clustering user GPS trajectories. In addition, we propose an algorithm to correlate trajectories based on near points between two or more users. The final results provided interesting avenues for exploring Location-based Social Network (LBSN) applications.

The interface between protected and communal lands presents certain challenges for wildlife conservation and the sustainability of local livelihoods. This is a particular case in South Africa, where foot-and-mouth disease (FMD), mainly carried by African buffalo (Syncerus caffer) is transmitted to cattle despite a fence surrounding the protected areas.The ultimate objective of this thesis was to improve knowledge of FMD transmission risk by analyzing behavioral patterns of African buffalo and cattle near the Kruger National Park, and by modelling at fine spatial scale the seasonal risk of contact between them. Since vegetation is considered as a primary bottom-up regulator of grazers distribution, I developed fine-scale seasonal mapping of vegetation. With that purpose, I explored the utility of WorldView-2 (WV-2) sensor, comparing object- (OBIA) and pixel-based image classification methods, and various traditional and advanced classification algorithms. All tested methods produced relatively high accuracy results (>77%), however OBIA with random forest and support vector machines performed significantly better, particularly for wet season imagery (93%).In order to investigate the buffalo and cattle seasonal home ranges and resource utilization distributions I combined the telemetry data with fine-scale maps on forage (vegetation components, and forage quality and quantity). I found that buffalo behaved more like bulk feeders at the scale of home ranges but were more selective within their home range, preferring quality forage over quantity. In contrast, cattle selected forage with higher quantity and quality during the dry season but behaved like bulk grazers in the wet season.Based on the resource utilization models, I generated seasonal cost (resistance) surfaces of buffalo and cattle movement through the landscape considering various scenarios. These surfaces were used to predict buffalo and cattle dispersal routes by applying a cumulative resistant kernels method. The final seasonal contact risks maps were developed by intersecting the cumulative resistant kernels layers of both species and by averaging all scenarios. The maps revealed important seasonal differences in the contact risk, with higher risk in the dry season and hotspots along a main river and the weakest parts of the fence. Results of this study can guide local decision makers in the allocation of resources for FMD mitigation efforts and provide guidelines to minimize overgrazing. / Doctorat en Sciences / info:eu-repo/semantics/nonPublished

La thèse explore l'opportunité d'utiliser des micro-données, sous la forme de données individuelles de firmes, pour dépasser les limites imposées par les données spatialement agrégées généralement utilisées en géographie économique. Le cas d'étude est l'estimation des exportations régionales, y compris les exportations vers d'autres régions du même pays. Prenant la Belgique comme exemple, la thèse présente un nouveau modèle d'estimation de ces exportations qui intègre un modèle gravitaire d'estimation des flux entre lieux de production et lieux de consommation avec les informations contenues dans les tables d'entrée-sortie à l'échelle nationale. Les résultats du modèle confirment l'hypothèse de départ sur l'importance de la consommation locale ou à courte distance du lieu de production.Ces résultats sont analysés devant l'arrière-fond des débats passés et actuels en géographie économique et en politique de développement régional en Europe. Un regard critique est posé sur la notion des politiques « place-based », généralement focalisées sur des politiques de l'offre. Avec le soutien des estimations sortant du modèle l'argument est avancé que la demande locale joue un rôle important pour les économies régionales. Cet argument est renforcé par une revue des débats concernant l'importance de la distance géographique dans les relations économiques.La thèse met également un grand accent sur les questions de méthodes et de données. Elle présente en détail les difficultés liées à l'utilisation de données individuelles, notamment le problème du géocodage. L'utilisation de système d'information géographiques existants dans la construction du modèle est montré, argumentant que de tels systèmes facilitent la vie aux chercheurs en géographie économique dès lors qu'ils utilisent des données massives positionnées dans l'espace réel. L'utilisation de telles données est aussi analysée dans le contexte de la naissance du mouvement du « Big Data » qui pose des questions sur les paradigmes actuels et futurs de la recherche en géographie économique. / Doctorat en Sciences / info:eu-repo/semantics/nonPublished

For a little over twenty years, researchers have worked on integrating multi-criteria aggregation procedures (MCAP) to GIS. Several notable contributions have brought this field to what it is today. After studying the course of MCDA-GIS integration through several works, we question the future of such an attempt. Indeed most works that aim for an integration do not survive long after their direct purpose has been fulfilled. We end up understanding through a critical review of the existing systems that technical integration means nothing if it is not visible to the user on an operational level.<p><p>We therefore propose several contributions to improve the usability of MCDA methods in a geographic context. One of our works consists in adapting the PROMETHEE-GAIA methodology to be used on maps for spatially referenced problems. To do so, we define symbols/glyphs that display select parts of the results obtained through the PROMETHEE and GAIA methods. This allows for the comparison of alternatives' profiles and characteristics based on their geographic location which wasn't possible before. This adaptation helps us combine multicriteria and geographic aspects in an entirely new way.<p>We also propose some extensions of the GAIA method to improve the quality of the results and reduce the risk of wrong interpretations to be made due to losses of data. / Doctorat en Sciences de l'ingénieur / info:eu-repo/semantics/nonPublished

La recolonisation des Hautes terres par l’An. funestus dont les gîtes larvaires principaux sont les rizières a été l’origine de l’épidémie des années 1980s. La pulvérisation intra domiciliaire d’insecticide a constitué l’une des stratégies adoptées pour contrôler l’épidémie. Notre étude s’est intéressée à six zones des Hautes Terres centrales. Les résultats de la détermination des rizières utilisant la télédétection, combinés à d’autres facteurs connus influençant la transmission du paludisme ont permis d’établir des cartes de zones à risque prioritaires pour la pulvérisation d’insecticide à l’aide de l’analyse multicritère par la méthode de combinaison linéaire pondérée. Le paludisme urbain d’Antananarivo diffère du reste de celui des Hautes Terres. Un Système d’Information Géographique a été utilisé pour étudier l’impact des facteurs environnementaux sur le faible taux d’incidence du paludisme observé à partir de neuf Centres de Santé de Base ayant participé à l’étude du paludisme urbain / The reappearance of epidemic malaria in the highlands of Madagascar during the late 1980’s has been attributed to the reestablishment of Anopheles funestus. Rice fields constitute their principal larval habitats. Control strategies to prevent epidemic malaria, have been based on indoor residual spraying of insecticides. Our study was conducted in six zones in the Highlands. Rice fields were determined using remote sensing imagery. Results were combined with factors known to influence the transmission of malaria. Multicriteria evaluation, by the method of weighted linear combination, was used as basis for improved targeting of actions by determining priority zones for intervention. The factors driving malaria transmission in urban Antananarivo differ from the other regions of the highlands. A Geographical Information System was used to study the role of environmental factors on the low malarial incidence rates observed in nine community based health centres in Antananarivo

La prévention du risque volcanique est un enjeu majeur, notamment pour l'Etna, dont les éruptions fréquentes menacent la province de Catane. Sont exposés les éléments physiques nécessaires à la compréhension des mécanismes intervenant dans un écoulement de lave basaltique. Un système d'information intégrant les principaux aspects du risque volcanique et permettant la création de cartes de risques est alors proposé. Ce système comprend un modèle, basé sur les automates cellulaires et intégrant le traitement d’images satellitaires. Il permet de simuler l'évolution d'une coulée ainsi que son débit. Ce système est alors intégré dans un Système d'Information Géographique. Il est validé sur les éruptions 2001, 2006 et 2007. Enfin, nous développons, pour l’enrichir, un modèle numérique pour le refroidissement d'une coulée de lave à l'aide des Smoothed Particle Hydrodynamics. Ce modèle, validé sur différents cas test, est appliqué au refroidissement d'un lac et d’une coulée de lave. Keywords : risque volcanique, automates cellulaires, système de veille, information élaborée, système d'information géographique, Smoothed Particle Hydrodynamics / Preventing volcanic risk is a major challenge, in particular when dealing with Mt Etna whose frequent eruptions regularly threaten Catane province. First, the physical elements necessary to understand the mechanism intervening in basaltic lava flow are exposed. Then, we develop an information system which deals with the main aspects of volcanic risk : lava flow evolution foresight and risk map design. This system is integrated in a geographical information system and is composed of both a model based on cellular automata permitting to simulate the evolution of a lava flow, and an infrared satellite image treatment module permitting to evaluate the lava flux rate. All the models and procedures developed were validated with the 2001, 2006 and 2007 eruptions. Lastly, to enhance the information system, we develop a digital model for lava flow cooling by means of Smoothed Particles Hydrodynamics. This model is validated by different case tests before being applied to the cooling of a lava lake

Cette recherche a pour but d'illustrer le potentiel de la carte comme moyen de représentation et comme moyen d’analyse spatiale des valeurs résidentielles en milieu urbain. On a utilisé les données du modèle "RESIVALU", modèle hédonique d’évaluation résidentielle pour la ville de Beauport, avec des données de 1986-87, afin de monter un SIG permettant d'effectuer des opérations de gestion et d'interrogation de la base de données à référence spatiale. Le SIG présente surtout plusieurs possibilités de représentation cartographique selon diverses méthodes, à différents niveaux de détail spatial. Dans cette analyse cartographique l'accent est mis sur la répartition des résidus (différence entre le prix de vente réel des résidences et le prix théorique calculé par le modèle), celle-ci pouvant révéler plusieurs informations concernant l'adéquation spatiale du modèle "RESIVALU" et faciliter la recherche de nouvelles variables à introduire dans l'équation de régression dans le but d'augmenter l'efficacité du modèle. / Québec Université Laval, Bibliothèque 2018