Un modèle spatio-temporel hybride de SIG temporel : application à la géomorphologie marine

Spatio-temporal hybrid model for temporal GIS : application to marine geomorphology

• Auteur / Autrice : Younes Hamdani
• Direction : Christophe Claramunt
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Géomatique
• Date : Soutenance le 26/11/2020
• Etablissement(s) : Brest
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la mer et du littoral (Plouzané)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de recherche de l'Ecole navale (Brest)
• Jury : Président / Présidente : Laurent Nana Tchamnda
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Christophe Claramunt, Laurent Nana Tchamnda, Marlène Villanova-Oliver, Rodolphe Devillers, Rémy Thibaud, Thérèse Libourel, Géraldine Del Mondo
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Marlène Villanova-Oliver, Rodolphe Devillers

Mots clés

Mots clés contrôlés

Espace-temps

Système d'information géographique

Mots clés libres

SIG dynamique

Modèle de données hybride

Bases de données spatio-temporelles

Champ

Objet

Géomorphologie marine

Dynamic GIS

Hybrid data model

Spatio-temporal databases

Field

Object

Marine geomorphology

Résumé

Grâce au développement permanent de la technologie des capteurs géo-localisés et des infrastructures d'acquisition de données, les chercheurs en sciences environnementales et urbaines disposent de nouvelles possibilités pour étudier les phénomènes géographiques à différentes échelles temporelles et spatiales. En effet, le large éventail de données géographiques désormais disponibles offre de multiples possibilités d'exploration des données spatio-temporelles pour une meilleure compréhension de la nature de la dynamique des processus environnementaux sous-jacents.Face à de telles opportunités, des défis majeurs se manifestent et soulèvent cependant de nombreuses questions méthodologiques liées à la conceptualisation et à la représentation numérique de l'espace-temps. L'objectif de cette recherche consiste à développer une modélisation hybride de l'espace géographique qui réconcilie les approches champs et objet et qui prenne en compte une fine intégration de la dimension temporelle.Sur la base de ce modèle de données spatiotemporel hybride, notre approche spécifie un large éventail de requêtes spatio-temporelles qualifiées d'hybrides et qui permet d’exploiter le potentiel du modèle développé. La finalité consiste à explorer et de valider dans quelle mesure une telle représentation hybride puisse fournir une modélisation faisable et sémantiquement riche, et d'autre part de permettre la définition de mécanismes de manipulation au niveau d'un langage d'interrogation pour l'étude de phénomènes géographiques complexes. Le contexte de validation proposé est celui d’un phénomène de dynamique de géomorphologie marine. Ce cas est considéré comme un exemple pertinent de phénomène environnemental pour lequel une représentation hybride a un sens. Une série d'expériences de performance et d'extensibilité sont finalement rapportées et montrent comment l'ensemble du modèle se comporte.

With the continuous development of geo-localized sensor technology and data acquisition infrastructures, environmental and urban science researchers have new opportunities to study geographic phenomena at different temporal and spatial scales. Indeed, the wide range of geographic data now available offers multiple possibilities for exploring spatio-temporal data for a better understanding of the nature of the dynamics of underlying environmental processes. In front of such opportunities, major challenges emerge and raise many methodological issues related to the conceptualization and digital representation of space-time.The objective of this research is to develop a hybrid model of the geographical space that reconciles the field and object approaches and that takes into account a fine integration of the temporal dimension.On the basis of this hybrid spatio-temporal data model, our approach specifies a wide range of spatio-temporal queries qualified as hybrid and which allows exploiting the potential of the developed model. The aim is to explore and validate to what extent such a hybrid representation can provide a feasible and semantically rich model, and on the other hand to allow the definition of manipulation mechanisms at the level of a query language for the study of complex geographic phenomena. The proposed validation context is that of a marine geomorphology dynamics phenomenon.This case is considered as a relevant example of an environmental phenomenon for which a hybrid representation makes sense. A series of performance and scalability experiments are finally reported and show how the whole model behaves.