Une approche sémantique pour l’exploitation de données environnementales : application aux données d’un observatoire

par Ba Huy Tran

Thèse de doctorat en Informatique et applications

Sous la direction de Alain Bouju.

Le président du jury était Christophe Claramunt.

Le jury était composé de Alain Bouju, Christophe Claramunt, Jérôme Gensel, Thérèse Libourel.

Les rapporteurs étaient Jérôme Gensel, Thérèse Libourel.


  • Résumé

    La nécessité de collecter des observations sur une longue durée pour la recherche sur des questions environnementales a entrainé la mise en place de Zones Ateliers par le CNRS. Ainsi, depuis plusieurs années, de nombreuses bases de données à caractère spatio-temporel sont collectées par différentes équipes de chercheurs. Afin de faciliter les analyses transversales entre différentes observations, il est souhaitable de croiser les informations provenant de ces sources de données. Néanmoins, chacune de ces sources est souvent construite de manière indépendante de l'une à l'autre, ce qui pose des problèmes dans l'analyse et l'exploitation. De ce fait, cette thèse se propose d'étudier les potentialités des ontologies à la fois comme objets de modélisation, d'inférence, et d'interopérabilité. L'objectif est de fournir aux experts du domaine une méthode adaptée permettant d'exploiter l'ensemble de données collectées. Étant appliquées dans le domaine environnemental, les ontologies doivent prendre en compte des caractéristiques spatio-temporelles de ces données. Vu le besoin d'une modélisation des concepts et des opérateurs spatiaux et temporaux, nous nous appuyons sur la solution de réutilisation des ontologies de temps et de l'espace. Ensuite, une approche d'intégration de données spatio-temporelles accompagnée d'un mécanisme de raisonnement sur leurs relations a été introduite. Enfin, les méthodes de fouille de données ont été adoptées aux données spatio-temporelles sémantiques pour découvrir de nouvelles connaissances à partir de la base de connaissances. L'approche a ensuite été mise en application au sein du prototype Geminat qui a pour but d'aider à comprendre les pratiques agricoles et leurs relations avec la biodiversité dans la zone atelier Plaine et Val de Sèvre. De l'intégration de données à l'analyse de connaissances, celui-ci offre les éléments nécessaires pour exploiter des données spatio-temporelles hétérogènes ainsi qu'en extraire de nouvelles connaissances.

  • Titre traduit

    A semantic-based approach to exploit environmental data : application to an observatory’s data


  • Résumé

    The need to collect long-term observations for research on environmental issues led to the establishment of "Zones Ateliers" by the CNRS. Thus, for several years, many databases of a spatio-temporal nature are collected by different teams of researchers. To facilitate transversal analysis of different observations, it is desirable to cross-reference information from these data sources. Nevertheless, these sources are constructed independently of each other, which raise problems of data heterogeneity in the analysis.Therefore, this thesis proposes to study the potentialities of ontologies as both objects of modeling, inference, and interoperability. The aim is to provide experts in the field with a suitable method for exploiting heterogeneous data. Being applied in the environmental domain, ontologies must take into account the spatio-temporal characteristics of these data. As the need for modeling concepts and spatial and temporal operators, we rely on the solution of reusing the ontologies of time and space. Then, a spatial-temporal data integration approach with a reasoning mechanism on the relations of these data has been introduced. Finally, data mining methods have been adapted to spatio-temporal RDF data to discover new knowledge from the knowledge-base. The approach was then applied within the Geminat prototype, which aims to help understand farming practices and their relationships with the biodiversity in the "zone atelier Plaine and Val de Sèvre". From data integration to knowledge analysis, it provides the necessary elements to exploit heterogeneous spatio-temporal data as well as to discover new knowledge.


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