Analysis of Space-Time Environmental Data in Complex Regions

Thèse soutenue par Carmen Delia Vega Orozco le 21 janvier 2016, Institut des dynamiques de la surface terrestre (IDYST)

Cette thèse développe une méthodologie statistique complète et flexible pour l’analyse et la détection des structures spatiales, temporelles et spatio-temporelles de données environnementales représentées comme de semis de points. Les méthodes ici développées ont été appliquées aux jeux de données simulées autant qu’à des phénomènes environnementaux réels; nonobstant, seulement le cas des feux forestiers dans le Canton du Tessin (la Suisse) et celui de Portugal sont expliqués dans ce document.

Normalement, ces phénomènes environnementaux peuvent être modélisés comme de processus ponctuels où chaque événement, par ex. les point d’ignition des feux forestiers, est déterminé par son emplacement spatial et son occurrence dans le temps. De plus, des informations tels que la surface brûlée, les causes d’ignition, l’utilisation du sol, les caractéristiques topographiques, climatiques et météorologiques, etc., peuvent aussi être utilisées pour caractériser le phénomène étudié. Par conséquent, la définition de la distribution des événements représente un outil puissant pour comprendre le phénomène étudié et sa relation avec des facteurs prédisposants tels que les facteurs socio-économiques, environnementaux et météorologiques.

Des nombreuses mesures décrivant la distribution de phénomènes environnementaux peuvent être trouvées dans la littérature. Néanmoins, la plupart de ces mesures ne considèrent pas de contraintes spatiales complexes par exemple. A cet effet, la méthodologie ici proposée prend en compte les irrégularités de l’espace géographique où les événements ont lieu en permettant l’évaluation de l’agrégation réel de la distribution du phénomène observé.

En plus, exclusif au cas de feux forestiers, cette recherche propose aussi deux nouvelles méthodologies pour la définition et la cartographie des zones périurbaines, décrites comme des espaces anthropogéniques à proximité de la végétation sauvage ou de la forêt, et de la prédiction de la susceptibilité à l’ignition de feu.

À cet égard, l’objectif principal de cette Thèse a été d’effectuer une recherche statistique/géospatiale pour analyser et décrire des phénomènes environnementaux dans des espaces complexes aussi bien que surmonter des problèmes méthodologiques relatifs, particulièrement, au cas des occurrences de feux forestières. Ainsi, cette Thèse fournit une réponse à la demande croissante de la gestion et du monitoring environnemental pour le déploiement d’outils d’évaluation des risques et des dangers naturels et anthropogéniques. Les majeures contributions de ce travail ont été présentées aux conférences nationales et internationales, et ont été aussi publiées dans 5 revues internationales avec comité de lecture. Des collaborations nationales et internationales ont été aussi établies et accomplies avec succès.

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