Modelling dynamic landscapes with Spatial, Temporal And Multiscale Primitives

Informations

Funding country

France

Acronym

STAMP

URL

-

Start date

11/12/2007

End date

11/12/2010

Budget

183,000 EUR

Fundings

Abstract

Pour de nombreuses disciplines scientifiques, la modélisation de systèmes dans l'espace et dans le temps est une pratique courante. Elle permet notamment d'éprouver la connaissance que l'on a d'un système, d'en mieux cerner le fonctionnement, dans l'optique d'en prédire l'évolution suivant différents scénarios. Lorsque le système étudié concerne le paysage, en tant que lieu de vie végétale, animale ou humaine, la modélisation peut servir l'analyse de nombre de questions importantes auxquelles nos sociétés actuelles sont confrontées, telles que la dégradation des écosystèmes naturels (réduction de biodiversité), l'émergence et la diffusion de nouvelles maladies (contraintes environnementales, changements climatiques) ou encore l'urbanisation sauvage (migrations économiques). De telles questions, où l'on voit interagir de nombreux processus à différentes échelles spatiales et temporelles, cachent une complexité difficile à aborder avec les méthodes actuelles. Le présent projet a pour objectif général le dépassement des limites actuelles rencontrées en modélisation de la dynamique des paysages. Nous faisons l'hypothèse que les divers aspects de la question (échelle, temps, champ/entité, qualité de la donnée, limites floues, entre autres) sont en fait liés entre eux et ne devraient pas être traités indépendamment les uns des autres comme c'est souvent le cas aujourd'hui. Le point clé pour atteindre cet objectif réside nous semble-t-il dans une meilleure conception de primitives spatiales, temporelles et multi-échelles (STAMP), en cherchant délibérément à pourvoir ces primitives de propriétés adaptées au traitement d'aspects qui posent problème dans les études actuelles. L'une de ces propriétés serait par exemple qu'une entité géographique puisse contenir et être elle même contenue dans d'autres entités, tel que le suggère la théorie de la Hiérarchie appliquée à l'Ecologie du Paysage, mais on peut imaginer d'autres propriétés dérivées de la topologie, des enchaînements temporels, d'agencements locaux ou domaine-centrés, de comportements statistiques, etc. Nos objectifs sont plus précisément de: 1) réunir l'ensemble des propriétés de base que les primitives doivent posséder pour mieux modéliser la dynamique des paysages, 2) formaliser ces concepts pour développer des outils permettant de les manipuler, 3) mettre leur application à l'épreuve d'une variété de situations réelles. Nous choisissons délibérément de ne pas restreindre le champ d'investigation à une application particulière de modélisation, pour éviter le biais qu'engendreraient les questions propres à cette application. Nous prônons au contraire une approche trans-disciplinaire visant à extraire de divers modèles écologiques, ou de paysages, les notions fondamentales susceptibles de constituer des éléments transposables. Pour atteindre ces objectifs nous comptons sur une collaboration étroite entre modélisateurs, informaticiens spécialistes en théories des langages, et chercheurs étudiant les processus et organisations à l'échelle du paysage. Notre approche consiste à d'abord faire émerger des propriétés de base, en analysant d'une part une variété de travaux publiés dans la littérature scientifique, et d'autre part quatre cas réels dans lesquels nos équipes sont déjà partenaires dans le cadre de projets européens et internationaux : 1) la dynamique de l'écosystème mangrove de Guyane, 2) les paysages forestiers anthropisés de l'Inde du sud, 3) l'impact de la variabilité et du changement climatique sur la petite agriculture en Afrique de l'Ouest (AMMA) et 4) le risque d'apparition (grippe aviaire) ou d'extension (fièvre de la vallée du Rift) de maladies infectieuses (EDEN, ECOFLU). La construction de primitives intégrant ces propriétés va ensuite s'appuyer sur de récentes avancées des sciences du traitement de l'information : meta-modélisation, interopérabilité, ingénierie dirigée par les modèles. Cette seconde étape aboutira à un langage métier (DSL) ca