Hashemi Beni, Leila





Cycle : 3e
Directeur : Mir Abolfazl Mostafavi
Codirecteur : Jacynthe Pouliot

Sujet :


Résumé :

Les systèmes d’information géographique (SIG) sont employés couramment pour la représentation, la gestion et l’analyse des données spatiales dans un grand nombre de disciplines, notamment les sciences de la terre, l’agriculture, la sylviculture, la météorologie, l’océanographie et plusieurs autres. Plus particulièrement, les géoscientifiques utilisent de plus en plus ces outils pour l’intégration et la gestion de données dans différents types d’applications environnementales, allant de la gestion des ressources en eau à l’étude du réchauffement climatique. Au delà de ces possibilités, les géoscientifiques doivent modéliser et simuler des champs spatiaux dynamiques et 3D et intégrer aisément les résultats de simulation à d’autres informations spatiales associées afin d’avoir une meilleure compréhension de l’environnement. Cependant, les SIG demeurent extrêmement limités pour la modélisation et la simulation des champs spatiaux qui sont habituellement tridimensionnels et dynamiques. Ces limitations sont principalement reliées aux structures de données spatiales actuelles des SIG qui sont bidimensionnelles et statiques et ne sont pas conçues pour aborder le 3D et les aspects dynamiques des champs spatiaux 3D. Par conséquent, l’objectif principal de ce travail de recherche est d’améliorer la capacité actuelle des SIG concernant la modélisation et la simulation des champs spatiaux dynamiques et 3D par le développement d’une structure de données spatiale 3D cinétique. Selon notre revue de littérature, la tetraèdrisation Delaunay dynamique 3D (DT) et sa structure duale, le diagramme Voronoi 3D (VD), ont un potentiel intéressant pour manipuler la nature tridimensionnelle et dynamique de ce genre de phénomène. Cependant, en raison de l’échantillonnage particulier des données utilisées dans les applications en géosciences, la tetraèdrisation Delaunay de telles données est souvent inadéquate pour l’intégration et la simulation numériques de champs dynamiques. Par exemple, dans une simulation hydrogéologique, les données sont réparties irrégulièrement i.e. verticalement denses et horizontalement clairsemées, ce qui peut résulter en une tessellation inadéquate dont les éléments seront soit très grands, soit très petits, soit très minces. La taille et la forme des éléments formant la tessellation ont un impact important sur l’exactitude des résultats de la simulation, ainsi que sur les coûts de calcul qui y sont reliés. Par conséquent, la première étape de notre travail de recherche est consacrée au développement d’une méthode de raffinement adaptative basée sur la structure de données Delaunay dynamique 3D et à la construction d’une tessellation 3D adaptative pour la représentation et la simulation de champs dynamiques. Cette tessellation s’ajuste à la complexité des champs, en considérant les discontinuités et les critères de forme et de taille. Afin de traiter le comportement dynamique des champs 3D dynamiques dans SIG, nous étendons dans la deuxième étape de cette recherche le VD 3D dynamique au VD 3D cinématique pour pouvoir mettre à jour en temps réel la tessellation 3D lors des procédés de simulation dynamique. Puis, nous montrons comment une telle structure de données spatiale peut soutenir les éléments en mouvement à l’intérieur de la tessellation ainsi que leurs interactions. La structure de données cinétique proposée dans cette recherche permet de gérer de manière élégante les changements de connectivité entre les éléments en mouvement dans la tessellation. En outre, les problèmes résultant de l’utilisation d’intervalles de temps fixes, tels que les dépassements et les collisions non détectées, sont abordés en fournissant des mécanismes très flexibles permettant de détecter et contrôler différents changements (événements) dans la tessellation Delaunay 3D. Enfin, nous étudions le potentiel de la structure de données spatiale cinétique 3D pour la simulation de champs dynamiques dans l’espace tridimensionnel. À cette fin, nous décrivons en détail les différentes étapes menant à l’adaptation de cette structure de données, de sa

Publications :
  • L. Hashemi Beni, M.A. Mostafavi,J. Pouliot,M. Gavrilova,, 2011, Towards 3D Dynamic Field Simulation within GIS: Proposition of a New 3D Kinetic Data Structure , International J. of Geographical Information Science (IJGIS), Vol. 25, No. 1, pp. 25-50
  • Mostafavi, M. A. Hashemi Beni, L., Hans Mallet K., 2010, Representing Dynamic Spatial Processes Using Voronoi Diagrams: Recent Developments, ISVD 2009, June, Denmark
  • L. Hashemi, Mostafavi, M.A., J. Pouliot, 2009, Voronoi diagram: An adaptive spatial data model for processes simulation, Invited paper for Modelling, Simulation and Optimization book, pp.41-52, ISBN 978-953-7619-36-7
  • Mostafavi, M.A., Hashemi Beni, L., Gavrilova M., 2009, 3D Dynamic Scene Surveillance and Management Using a 3D Kinetic Spatial Data Structure, The International Conference on Advanced Geographic Information Systems & Web Services GEOWS 2009
  • Mostafavi, M. A. Hashemi Beni, L., Hans Mallet K., 2009, Representing Dynamic Spatial Processes Using Voronoi Diagrams: Recent Developments, Transaction in Computational Science Journal
  • Pouliot, Hashemi, Roy, Gervais, Brochu, 2009, La 3e dimension et sa pertinence pour des applications cadastrales, Colloque of the Canadian Institute of Geomatics, 21-22 Oct, Montreal, Canada
  • Pouliot, Hashemi Beni, Blessent, Mostafavi, Therrien, 2009, 3D Fluid Flow Simulation within GIS: Eulerian or Lagrangian Numerical Methods?, 3rd International Workshop on 3D Geo-Information, Nov 14-15, Seoul, South Korea
  • L. Hashemi Beni, M.A. Mostafavi, J. Pouliot, Therrien, 2009, Developing an adaptive topological tessellation for 3D modeling in geosciences, Geomatica, Journal of the Canadian Institute of Geomatics: A GEOIDE special issue, Vol. 63, No. 4, pp. 419-431
  • Carette, V., M.A. Mostafavi, R. Devillers, G. Rose, L. Hashemi, 2009, Extending Marine GIS capabilities: 3D Dynamic and interactive representation of fish aggregations using 3D Delaunay Triangulation and Alpha Shapes, Geomatica, Vol. 62, No. 4, pp. 361-374
  • Hashemi Beni, L., Blessent, D., Mostafavi, M.A., Therrien, R., 2008, A 3D Free-Lagrangian method to simulate three-dimensional groundwater flow and mass transport, The IASTED International Conference on Modelling and Simulation
  • Hashemi, L., Mostafavi, M.A., 2008, A kinetic spatial data structure in support of a 3D Free- Lagrangian hydrodynamics algorithm, The IASTED International Conference on Applied Modeling and Simulation
  • Hashemi Beni, Mostafavi, Pouliot, 2008, 3D Dynamic field simulation within GIS, ISPRS ICWG II/IV, “ICWG II/IV – Dynamic and Multi-Dimensional Systems and Applications, 3-11 July, Beijing, China
  • Hashemi, L., M. A. Mostafavi, M. L. Gavrilova, 2007, Moving Objects Management in a 3D Dynamic Environment, Geocomputation, Ireland
  • Hashemi, L., M. A. Mostafavi, J. Pouliot, 2007, 3D Dynamic simulation within GIS in support of disaster management, Dans: Li, J., S. Zlatanova and A. Fabbri (ed(s)), Geomatics Solutions for Disaster Management, Lecture Notes in Geoinformatics and Cartography, pp. 165-184