Description et classification des reliefs : des mots aux concepts pour une utilisation numérique dans un contexte de prise de décision

Source : CRSNG (Conseil de Recherches en Sciences Naturelles et en Génie du Canada)
Programme : Subvention à la découverte
Période : 2016-2021
Chercheur(s) du centre impliqué(s):

  • Éric Guilbert

Résumé :
La dernière décennie a été témoin d’un changement des préoccupations dans le domaine du génie géomatique. Alors qu’au tournant du siècle la majorité des travaux se concentraient sur les aspects informatiques, notamment en termes de performance et de précision, l’emphase est maintenant mise sur les aspects décisionnels où la prise de décision doit se baser sur les informations disponibles. Les applications logicielles doivent ainsi retrouver et traiter les données à un niveau sémantique afin de prendre leurs propres décisions ou de supporter l’utilisateur dans son processus de prise de décision. Afin de raisonner sur ces données, les entités spatiales sont perçues comme des objets possédant leurs propres caractéristiques spatiales et sémantiques.

Jusqu’à maintenant, peu de travaux se sont concentrés sur la description du terrain, l’une des données spatiales les plus disponibles mais qui n’est pas modélisée sous forme d’objet. La plupart des processus sont capables de classifier les données terrain en se basant sur des descripteurs mathématiques, par exemple la pente, mais sont incapables de classifier les reliefs (ex. montages, vallées). Ces derniers sont associés à des définitions vagues et subjectives, variant d’un utilisateur à un autre. Par conséquent, fournir une description formelle qui peut être traitée par un système informatique est une tâche difficile. Les terminologies associées aux reliefs demeurent trop implicites pour être gérées et traitées dans une perspective de classification des données terrain. Un tel travail requiert la définition d’un cadre théorique complet formalisant la description du relief : 1) à un niveau conceptuel où une définition abstraite approuvée par des experts du domaine est fournie ; 2) à un niveau logique où la définition est traduite en concepts orientés-objet pour l’implantation, et 3) à un niveau communicationnel pour l’échange et la visualisation des données. Ce programme de recherche propose le développement d’un cadre conceptuel où les reliefs pourront être définis à partir d’un modèle conceptuel en un modèle qui permet la reconnaissance de reliefs sur un MNT (modèle numérique de terrain).

Ce cadre théorique est basé sur le principe que les reliefs ne sont pas caractérisés par les attributs géométriques mais plutôt par les traits saillants qui structurent le terrain. Trois objectifs sont identifiés pour ce programme de recherche quinquennal :
- Concevoir un modèle conceptuel générique à partir duquel les concepts de reliefs seront dérivés ;
- Traduire le modèle conceptuel en un modèle logique où les caractéristiques principales pourront être extraites d’un MNT ;
- Démontrer l’applicabilité de l’approche proposée à partir de deux applications : 1) une application qui automatise la production de cartes marines et 2) un service Web pour l’extraction en ligne de reliefs pour des besoins généraux ;
Plusieurs livrables sont attendus, autant au niveau conceptuel qu’appliqué :
- Un prototype fournissant un modèle conceptuel pour la description des reliefs, basée sur les traits caractéristiques ;
- Un ensemble d’algorithmes et de structures pour l’extraction de reliefs à partir d’un MNT ;
- Un système prototype pour la classification automatique d’éléments sous-marins dans un contexte de production de cartes marines ;
- Une architecture système de service web pour l’analyse des reliefs.
Ces systèmes seront appliqués aux études géomorphologiques des zones côtières du Canada. Il est attendu que ce programme de recherche contribuera à une meilleure compréhension des phénomènes environnementaux dans les zones maritimes du Canada.