Open data and environment simulation : environmental and social simulation on distributed process systems based on irregular cell space

Données ouvertes et simulation environnementale : simulation environnementale et sociale sur des systèmes de processus distribués basés sur un espace cellulaire irrégulier

• Auteur / Autrice : Thanh Ngoan Trieu
• Direction : Vincent Rodin, Bernard Pottier, Hiep Xuan Huynh
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Informatique et architectures numériques
• Date : Soutenance le 17/09/2024
• Etablissement(s) : Brest
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Mathématiques et sciences et technologies de l'information et de la communication en Bretagne Océane (Brest)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire en sciences et techniques de l'information, de la communication et de la connaissance (Brest ; 2012-....)
• Jury : Président / Présidente : Philippe Saliou
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Vincent Rodin, Bernard Pottier, Philippe Saliou, Christophe Claramunt, Cong-Duc Pham, Anne Molcard
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Christophe Claramunt, Cong-Duc Pham
• DOI : 10.70675/22294a54z85c9z4aa8z8366zfbedcc28a768

Mots clés

Mots clés contrôlés

Données ouvertes

Données géospatiales

Modélisation des données (informatique)

Mots clés libres

Données ouvertes

Espace cellulaire irrégulier

Divisions de géographie

Simulation de processus distribués

Propagation épidémique

Surveillance de la pollution sur les côtes

Open data

Irregular cell space

Geographic divisions

Distributed process simulation

Epidemic propagation

Monitor pollution on shores

Résumé

La combinaison d’automates cellulaires (CA) et de systèmes distribués offre un moyen simple de modéliser les problèmes environnementaux et sociaux en divisant les zones d’intérêt en segments spatiales discrètes pour le calcul parallèle. L’évolution de l’état de chaque segment est divisée en étapes temporelles discrètes. Les divisions géographiques en tant qu’espace cellulaire irrégulier permettent de tirer parti des données ouvertes pour alimenter les systèmes de simulation. Les données sont analysées pour en déduire les règles de transition apportant des influences distribuées dans un quartier. Une étude de cas de modélisation de la propagation épidémique basée sur les divisions administratives est présentée. Étant donné l’hypothèse que l’épidémie se propage aux personnes vivant dans le quartier, un système de simulation est généré en fonction des voisins adjacents avec des conditions initiales de collecte à partir du portail de données ouvertes du gouvernement. Une approche hybride est introduite avec la coopération entre les tuiles régulières et les espaces cellulaires irréguliers dans la modélisation des activités côtières. Une simulation environnementale est nécessaire pour représenter les caractéristiques du sol et de la mer qui se propagent dans les deux espaces. Ces caractéristiques sont très différentes en raison de la capacité et de la réaction du sol, et du comportement de la mer, en particulier les courants et les marées. Le problème des marées vertes est modélisé lorsque les nutriments sont présents en concentrations élevées et piégés par les courants de marée.

The combination of Cellular automata (CA) and distributed systems provide a simple way to model environmental and social issues by dividing the relevant areas into discrete spatial segments for parallel computation. The state evolution of each segment is divided into discrete time steps. Geographic divisions as irregular cell space give a chance to take advantage of Open Data in feeding the simulation systems. Data are analyzed to deduce the transition rules bringing distributed influences in a neighborhood. A case study of epidemic propagation modeling based on geographic divisions is presented. Given an assumption that the epidemic is spreading to people living in the neighborhood, a simulation system is generated based on adjacent neighbors with initial conditions collected from the government open data portal. A hybrid approach is introduced with the cooperation between regular tiles and irregular cellspaces in modeling shore activities. Environmental simulation is needed to represent ground and sea characteristics modeling spreading occurring on both spaces. These characteristics are very different due to soil capability and reaction, and sea behavior, in particular currents and tides. The problem of green tides is modeled when nutrients arepresented in high concentrations and entrapped by tidal currents.