Centre documentaire
SIMULATION DES SYSTEMES COMPLEXES EN GEOGRAPHIE
Année de parution : 1-01 00:00:01
Auteur(s) : PATRICE LANGLOIS
Maître d'ouvrage : INFORMATION GEOGRAPHIQE ET AMENAGEMENT DU TERRITOIRE
Maître d'œuvre : INFORMATION GEOGRAPHIQE ET AMENAGEMENT DU TERRITOIRE
Nature(s) : OUVRAGE
Thème(s) : METHODOLOGIES, SIG
Sommaire
Premiere partie: La structuration de l'espace géographiqe
Les concepts de structure et de système
La notion de strucure
En mathematiques et en physique
La strucutre mathématique de groupe et les invariants physiques
En informatique
Dans les sciences humaines et sociales et en science de la vie
Le paradigme systémique
Le triangle systémique
Le tout est plus que ses parties
La notion d'organisation
Structure et organisation
Organisation séquentielles
Organisation en classes, partitions
Organisation en arbre
Organisation en réseau
Organisation hiérarchisées
L'utilisation de la théorie des graphes pour les organisations complexes.
Graphe élémentaire ( ou 1-graphe)
Graphe simple
Graphe (ou multigraphe, ou p-graphe)
Complexité d'une organisation, du déterminisme au chaos
L'espace et la géométrie
Différentes théories de l'espace
Les modèles euclidiens
Espaces métriques
Espaces normés
Métrique de Manhattan
Métrique du max
Espaces pseudo-euclidiens
La relativité restreinte ou comment fusionner les concepts de temps et d'espace
le concepte de réalité newtonienne mis à mal par la relativité
Espaces de Riemann
La relativité générale ou comment disparait l'attraction universelle
Espaces topologiques
A propos de l'égalité dans un espace
La géométrie et ses structures de données
Structures planes
Structuration des points
Structuration des lignes polygonales
Les surfaces planes
Le modèle en élévation (2D 1/2)
Retour sur une méthode élémentaire de calcul géométrique
Calcul de l'élévation d'un point dans une triangulation quelconque
Espace non euclidien, anamorphose et champ de gravitation
Les morphologies possibles d'un espace fini mais sans limites
géométrie "nette", géométrie "floue"
Les structures topologiques: comment s'organisent les objets en systèmes spatiaux
La topologie
Metrique et topologies
Topologie calculée, topologie structurelle
Maillage en carrés
Maillage hexagonal
Structure de voisinage pour un maillage irrégulier
Opérateur de voisinage d'un maillage irrégulier
Modèle "vecteur-topologique" d'un maillage de zones quelconques
Modèle topologique de réseau
La hiérarchisation
La matière et les objets géographiques
La matière géographique
Le champ matériel
L'hypothèse de différenciation spatiale et temporelle de la matière
La notion d'observation
L'objet géographique: définitions et principes
L'identification
Le support spatial d'un objet
Le contenu matériel d'un objet
Objet géographique matériel et couche d'objets
Le principe de séparation
Le principe de mélange
Le principe d'impénétrabilité
La dimensionnalité d'un objet
Principe d'emboitement
Objet géographique évalué
Les formes des description de l'objet
Le temps et la dynamique
Le temps
Les temporalités
Intervalle de vie T
Le pas de temps minimal dt
La base de temps Bt
Support d'activité d'un phénomène (oméga)
Phénomène à support discret (ou ponctuel)
Phénomène à support continu ou continu par morceaus
Evénements processus
Discrétisation morphologique d'un phénomène
Exemple des boules de billard
Temporalité d'un processus spatial
Dualité des espaces de la modélisation: espace interne - espace externe des objets.
Espace et interaction
Decomposition dun processus complexe
Un choix épistémique: la dépendance réciproque entre les niveaux de complexité d'un phénomène
L'interaction spatiale
Présentation du concept
Définition de l'interaction macroscopique
Les quatre (inter)actions élémentaires
L'interaction microscopique comme multigraphe
La composition d'interactions successives
Les configurations et les trajectoires d'une simulation sont des catégories
Representation matérielle de niveau intermédiaire
Exemples d'interactions
Flux et transport
Le mouvement d'un objet dans l'espace
La collision entre deux objets
Cumul par confluence
Dsitribution centrifuge
Egalisation par vases communicants
Première définition de la notion de système spatial.
La modélisation par automates cellulaires
Concept et formalisation d'un AC
Le paradigme d'automate cellulaire
La notion d'automate à état finis
Automate de Mealy et de Moore
Un exemple de simple AC: le jeu de la vie
Différentes décomposition des fonctions d'une cellule
Automate à seuil, automate à fenêtre
Niveau micro et automate stochastique
Niveau macro et automate déterministe
Définition générale d'un automate cellulaire géographique
Différents régimes d'ordonnancement des tâches internes au système
Ports, canaux, encapsulation
Interaction
Espace associé un automate cellulaire géographique
Topologie et opérateurs de voisinage d'un ACG
La notion de couche cellulaire
Modèles d'ACG hiérarchisés
Hiérarchisation spatial
Hiérarchisation temporelle
Hiérarchisation du contôle
Exemples de modèles d'automates cellulaires géographiques
SpaCelle, automate cellulaire multicouche
Présentation
Le choix de la métrique et la notion de voisinage dans SpaCelle
Les structures d'univers
La définition du comportement cellulaire sous SpaCelle
Les structures générale d'un modèle
Le comportement cellulaire, naissance , vie et mort loi de la règle la plus pertinente
Fonctionnement déterministe ou stochastique
Ecriture des règles
Calcul de la pertinence d'une règle de transition
Evaluation stricte ou floue d'un voisinage
La base des règles
Le métamodèle SpaCelle
Les sorties
Exemple: le modèle d'évolution de l'agglomération Rouennaise
De la carte à l'automate cellulaire
La base de règles
Evolution observée de l'espace rouennais entre 1950 et 1994
Resultats et validation de la simulation entre 1950 et 1994
Validation statisitique l'apport des méthodes Kappa et Fuzzy Kappa
Bilan actuel de l'utilisation de SpaCelle
RuiCells
Presentation du modèle
Prise en compte de l'occupation du sol et des aménagements de surface
Le fonctionnement
Modèle d'écoulement surfacique
Calcul de la vitesse d'écoulement
Modèles hydrologiques associés aux différents types de cellules
Les sorties
Geocells
Le modèle générique GeoCells
Structures de cellules et de couche cellulaire
Etapes de construction d'un modèle et principes de fonctionnement
Comportement dynamique
L'interface de commande
Le champ d'utilisation de GeoCells
Le modèle GeoCells-Europe
Position du problème (d'après un texte de B. Elissalde)
Presentation de l'application
Les données et paramètre du modèle
La question de la convergencce des régions
Validation
Bilan d'utilisation du modèle (selon B. Elissalde)
Le modèle GéoCells-Votes
Position du problème
Hypothèses de modélisation
Notion de variable quantique
Méthode de diffusion
Les résultats
Un modèle général de système à agents géographiques
Approche théorique d'une plate-forme intégrée de simulation
Pour une plate-forme intégrée de simulation
Spécification généreales
Une ontologie formelle de systèmes à agents géographiques
Le cadre conceptuel
La notion de système à agents géographiques
Généraliser la notion géographique
Quand l'objet géographiqe devient agent
Dynamique de l'agent
La dualité agent-organisation
Formalisation de l'agent géographique
La double encapsulation de l'agent
Ordre d'éxécution des taches d'un agent
Formalisation de la notion d'organisation
Retour sur le concept d'organisation
Organisation sociale, organisation spatiale
Formalisation
Deux exemples d'organisation
Organisation spatiales prédéfinies
Organisation sociales prédéfines
La formalisation du comportement
L'évaluation
La décision
L'action
Formalisation du comportement élémentaire
Mécanismes de déplacement-localisation
Mécanismes de construction du voisinage
Mécanisme de fonctionnement du ça (ou mecanismes organisationnels)
Mécanismes de fonctionnement externe
Mécanismes de fonctionnement du moi
Exemples
Formalisation du modèle général AOC
Exemple du modèle Schelling
Mot(s) clé(s) : indicateurs, modélisation, SIG