Géovisualisation d'événements spatio-temporels, dans le but d'effectuer une analyse visuelle des dynamiques des phénomènes.

par Jacques Gautier

Projet de thèse en MBS - Modèles, méthodes et algorithmes en biologie, santé et environnement

Sous la direction de Paule-annick Davoine(edisce) et de Claire Cunty.

Thèses en préparation à Grenoble Alpes , dans le cadre de École doctorale ingénierie pour la santé, la cognition, l'environnement (Grenoble) , en partenariat avec Laboratoire d'Informatique de Grenoble (laboratoire) et de STEAMER - Spatio-temporal information, adaptability, multimédia and knowledge représentation (equipe de recherche) depuis le 12-02-2015 .


  • Résumé

    L'étude des dynamiques des phénomènes spatio-temporels, dans le cadre d'une définition large du phénomène, peut répondre à plusieurs objectifs. À titre d'exemple, l'identification de récurrences cycliques localisées, dans les phénomènes climatiques, peut répondre à des objectifs de prévention de tels phénomènes. L'étude de la propagation spatiale d'une épidémie, au cours du temps, peut faciliter l'identification des vecteurs de propagation de certaines maladies. L'étude de la distribution spatiale de congestions dans les réseaux routiers, et de leur moment d'apparition, peut permettre d'orienter les politiques de gestion de ces réseaux. L'étude des phénomènes spatio-temporels impose de prendre en compte les dimensions spatiale et temporelle des différents événements les composant. La représentation visuelle de ces phénomènes, qui permet une meilleure interprétation de l'information, doit intégrer ces deux dimensions. L'introduction de la dimension temporelle dans les représentations cartographiques est d'ailleurs un sujet ancien. Des environnements de géovisualisation permettent, aujourd'hui, la représentation combinée de ces deux dimensions au sein d'une même interface. Des cartes interactives sont combinées à des diagrammes temporels synchronisés, permettant de représenter la composante spatiale des phénomènes, ainsi que leur composante temporelle dans des échelles linéaires et/ou cycliques. Cependant, peu d'environnements proposent des procédés de visualisation croisant les deux dimensions, permettant de relier ce que l'utilisateur voit dans la carte avec ce qu'il voit dans le diagramme temporel. Cette mise en relation des informations visibles dans les fenêtres spatiales et temporelles est nécessaire afin d'identifier visuellement de possibles corrélations entre la distribution spatiale et la distribution temporelle de séries événementielles. L'objectif de la thèse est de proposer de nouvelles approches de visualisation, permettant de représenter de manière conjointe les composantes spatiale et temporelle des phénomènes au sein des environnements de géovisualisation. Ces propositions doivent permettre une analyse visuelle des données événementielles, dans le but d'identifier des structures dans leur distribution spatio-temporelle. Nous nous focalisons, dans le cadre de cette thèse, à l'identification de corrélations entre le moment et le lieu d'apparition des événements, à l'identification de propagations spatiales d'événements au cours du temps, et à l'identification de récurrences cycliques localisées. Ces approches de visualisation s'inspirent de différents travaux effectués tant en géovisualisation, qu'en data visualisation ou en info visualisation, ainsi que de méthodes plus anciennes de représentation du temps. Ces nouvelles approches sont proposées au travers d'un environnement de géovisualisation, élaboré dans le cadre de la thèse, permettant une analyse visuelle de structures spatio-temporelles dans les données événementielles.

  • Titre traduit

    Geovisualization of spatio-temporal events, in order to perform a visual analysis of patterns in phenomena.


  • Résumé

    The study of the dynamic of spatio-temporal phenomena, in a broad definition of phenomena, can address several objectives. For example, the identification of located cyclic behaviors in climatic phenomena can help do climatic forecasts. The study of the spatial propagation of a plague, along time, can facilitate the identification of vectors of the spread of diseases. The study of the spatial distribution of traffic congestions, and of their moment of appearance, can influence decision making in political management of road networks. The study of spatio-temporal phenomena requires to take into acount the spatial dimension and the temporal dimension of events, which compose phenomena. The visual representation of these phenomena, which allows a better interpretation of information, requires to integrate both these dimensions. Besides, the introduction of time into cartographic representation is an ancient subject. Today, geovisualization environments offer representations of these two dimensions, into the same interface. Interactive maps are combined with synchronized temporal diagrams, allowing to represent the spatial component of phenomena, and their temporal component according to linear and cyclic temporal scales. However, few environments offer visualization processes, which cross both spatial and temporal dimensions, allowing the user to make the link between what he sees on the map and what he sees on the temporal diagram. The visualization of the link between information in the different dimensionnal windows of the interface is necessary to identify possible relationships between the spatial distribution and the temporal distribution of event data. The objective of this thesis is to propose new visualization approaches to represent spatio-temporal phenomena, which would cross temporal and spatial dimensions in geovisualization environments. These proposals have to allow a visual analysis of event data, in order to identify patterns in their spatio-temporal distribution. We focus on the identification of relationships between the location and the moment of appearance of events, the identification of spatial propagation of events, and the identification of located cyclic reappearance of events. These approach are inspired by different works in geovisualization, data visualization and info visualization fields, but also by older methods of time representation. These new approaches are proposed through the conception of a geovisualization tool, which allows a visual analysis of spatio-temporal patterns in event data.