Mass-Balance-Consistent Geological Stock Accounting: a New Approach toward Sustainable Management of Mineral Resources

Global resource extraction raises concerns about environmental pressures and the security of mineral supply. Strategies to address these concerns depend on robust information on natural resource endowments, and on suitable methods to monitor and model their changes over time. However, current mineral resources and reserves reporting and accounting workflows are poorly suited for addressing mineral depletion or answering questions about the long-term sustainable supply. Our integrative review finds that the lack of a robust theoretical concept and framework for mass-balance (MB)-consistent geological stock accounting hinders systematic industry-government data integration, resource governance, and strategy development. We evaluate the existing literature on geological stock accounting, identify shortcomings of current monitoring of mine production, and outline a conceptual framework for MB-consistent system integration based on material flow analysis (MFA). Our synthesis shows that recent developments in Earth observation, geoinformation management, and sustainability reporting act as catalysts that make MB-consistent geological stock accounting increasingly feasible. We propose first steps for its implementation and anticipate that our perspective as “resource realists” will facilitate the integration of geological and anthropogenic material systems, help secure future mineral supply, and support the global sustainability transition

Vers une plateforme cartographique web 2D/3D - dynamique pour la participation citoyenne

Les globes virtuels Web peuvent faciliter la communication entre les urbanistes et les citoyens. Des études récentes ont montré que les représentations 3D plutôt que 2D peuvent être plus efficaces dans la communication de l'information. Cependant, une telle visualisation présente plusieurs défis, y compris le niveau de détail et de réalisme. La compréhension par les citoyens de l'impact de leurs choix lors d’une consultation pourrait être améliorée en exploitant des simulations spatiotemporelles. Pourtant, la 4D (3D + temps) a rarement été intégrée aux plateformes de participation citoyenne. Ainsi, l'objectif principal de cette recherche était de développer une plateforme de cartographie Web combinant des visualisations multidimensionnelles (2D, 3D, 4D) de manière intuitive, afin que les citoyens puissent mieux évaluer et comprendre les enjeux de la consultation. Pour atteindre cet objectif, des lignes directrices de représentation adaptées à la consultation citoyenne ainsi que des simulations spatiotemporelles ont été conçues. Ces concepts ont ensuite été intégrés au sein d’une plateforme de cartographie Web 4D mettant en vedette le globe virtuel Cesium. Des tests utilisateurs ont été réalisés avec 21 participants expérimentés qui ont utilisé un questionnaire intégré à la plateforme pour valider les concepts. Le questionnaire contenait 5 scénarios réalistes simulés de participation citoyenne, dans lesquels les participants ont évalué l'intuitivité des représentations choisies ainsi que les concepts liés à cette recherche. Les résultats ont montré que les informations spatiales partagées au sein des consultations citoyennes peuvent être intuitivement représentées par une combinaison de dimensions 2D, 3D et 4D. De plus, cette combinaison permet également de mieux comprendre les impacts liés aux choix effectués lors de la consultation. La plateforme proposée dans ce projet est un premier pas vers un outil plus complet dédié à la participation citoyenne. Les futurs travaux viseront à utiliser la plateforme dans un contexte réel de consultation citoyenne.Web virtual globes can facilitate communication between urban planners and citizens. Recent studies have shown that 3D rather than 2D representations can be more effective in communicating information. However, such visualization presents several challenges, including the level of detail, realism and abstraction. Citizens' understanding of the impact of the choices they make during urban planning consultations could be improved by exploiting spatiotemporal simulations. Yet, 4D (3D + time) has rarely been integrated to citizen participation platforms. Therefore, the main objective of this research was to develop a web mapping platform combining multidimensional visualizations (2D, 3D, 4D) in an efficient and intuitive way, so that citizens can better assess and understand the issues of the consultation at stake. To achieve this objective, representation guidelines adapted to citizen consultation as well as spatiotemporal simulations were designed. These concepts were then integrated into a 4D web mapping platform featuring the virtual globe Cesium. User testing was done with 21 experienced participants who used a questionnaire integrated into the platform to validate the concepts. The questionnaire contained 5 simulated realistic case scenarios of citizen participation, in which the participants assessed the intuitiveness of the chosen representations as well as the concepts related to this research. Results showed that spatial information shared within citizen consultations can be intuitively represented through a combination of 2D, 3D and 4D dimensions. Moreover, this combination also offers a better understanding of the impacts related to choices made during the consultation. We consider that the platform proposed in this project is a first step toward a more complete tool dedicated to citizen participation. Future works will aim to use the platform in a real context of citizen consultation

Gaze and Peripheral Vision Analysis for Human-Environment Interaction: Applications in Automotive and Mixed-Reality Scenarios

This thesis studies eye-based user interfaces which integrate information about the user’s perceptual focus-of-attention into multimodal systems to enrich the interaction with the surrounding environment. We examine two new modalities: gaze input and output in the peripheral field of view. All modalities are considered in the whole spectrum of the mixed-reality continuum. We show the added value of these new forms of multimodal interaction in two important application domains: Automotive User Interfaces and Human-Robot Collaboration. We present experiments that analyze gaze under various conditions and help to design a 3D model for peripheral vision. Furthermore, this work presents several new algorithms for eye-based interaction, like deictic reference in mobile scenarios, for non-intrusive user identification, or exploiting the peripheral field view for advanced multimodal presentations. These algorithms have been integrated into a number of software tools for eye-based interaction, which are used to implement 15 use cases for intelligent environment applications. These use cases cover a wide spectrum of applications, from spatial interactions with a rapidly changing environment from within a moving vehicle, to mixed-reality interaction between teams of human and robots.In dieser Arbeit werden blickbasierte Benutzerschnittstellen untersucht, die Infor- mationen ¨uber das Blickfeld des Benutzers in multimodale Systeme integrieren, um neuartige Interaktionen mit der Umgebung zu erm¨oglichen. Wir untersuchen zwei neue Modalit¨aten: Blickeingabe und Ausgaben im peripheren Sichtfeld. Alle Modalit¨aten werden im gesamten Spektrum des Mixed-Reality-Kontinuums betra- chtet. Wir zeigen die Anwendung dieser neuen Formen der multimodalen Interak- tion in zwei wichtigen Dom¨anen auf: Fahrerassistenzsysteme und Werkerassistenz bei Mensch-Roboter-Kollaboration. Wir pr¨asentieren Experimente, die blickbasierte Benutzereingaben unter verschiedenen Bedingungen analysieren und helfen, ein 3D- Modell f¨ur das periphere Sehen zu entwerfen. Dar¨uber hinaus stellt diese Arbeit mehrere neue Algorithmen f¨ur die blickbasierte Interaktion vor, wie die deiktis- che Referenz in mobilen Szenarien, die nicht-intrusive Benutzeridentifikation, oder die Nutzung des peripheren Sichtfeldes f¨ur neuartige multimodale Pr¨asentationen. Diese Algorithmen sind in eine Reihe von Software-Werkzeuge integriert, mit de- nen 15 Anwendungsf¨alle f¨ur intelligente Umgebungen implementiert wurden. Diese Demonstratoren decken ein breites Anwendungsspektrum ab: von der r¨aumlichen In- teraktionen aus einem fahrenden Auto heraus bis hin zu Mixed-Reality-Interaktionen zwischen Mensch-Roboter-Teams