Vers une optimisation du processus d'analyse en ligne de données 3D : cas des fouilles archéologiques

L'archéologie est une discipline des sciences humaines dont l'objet d'étude est l'ensemble des vestiges matériels laissés par l'Homme (objets, bâtiments, infrastructures, paysages...). Une technique précise, la fouille, est employée afin de tirer toutes les informations possibles des sols et structures fouillés en tenant compte de la localisation exacte des objets découverts, de l'étude de la succession des différentes couches de terrain déblayé afin de pouvoir procéder à une datation stratigraphique. L'analyse d'une fouille archéologique demande souvent beaucoup d'efforts pour l'archéologue car, à ce jour, aucun système informatique n'a permis de clairement les aider dans l'analyse de leurs données. Ainsi, pour exploiter des données issues d'une fouille archéologique, nous avons identifié trois critères : la rapidité et la facilité d'utilisation, la possibilité de faire évoluer les données dans le système (les interprétations de l'archéologue suivant des heuristiques qui ne peuvent pas toujours être formalisées de façon absolue) et la visualisation tridimensionnelle. L'outil d'analyse en ligne de type SOLAP est optimisé pour une analyse interactive dite multidimensionnelle où les requêtes, même celles de types agrégatives sont simples et leurs réponses sont rapides. Reste donc à l'optimiser sur les deux autres critères retenus pour exploiter les données issues d'une fouille archéologique et qui marquent les principales faiblesses de l'outil : l'évolution des données pendant la phase d'analyse et l'intégration de la 3e dimension. Ce projet de maîtrise vise à apporter des nouveaux concepts permettant à un utilisateur de réviser ces données pendant sa phase d'analyse. Par la suite, un prototype appliqué à l'archéologie a été élaboré afin de vérifier simplement si les efforts pour réviser des données pouvaient être compatibles avec les efforts d'un outil d'analyse en ligne en conservant la fluidité d'exploration interactive. D'autre part, ce projet de maîtrise a permis d'étudier la faisabilité d'un SOLAP 3D et de soulever une interrogation sur la nécessité d'introduire la 3e dimension à un outil d'analyse en ligne

L'AIS : une donnée pour l'analyse des activités en mer

4 pages, session "Mer et littoral"International audienceCette contribution présente des éléments méthodologiques pour la description des activités humaines en mer dans une perspective d'aide à la gestion. Différentes procédures, combinant l'exploitation de bases de données spatio-temporelles issue de données AIS archivées à des analyses spatiales au sein d'un SIG, sont testées afin de caractériser le transport maritime en Mer d'Iroise (Bretagne, France) sur les plans spatiaux, temporels et quantitatifs au cours d'une année

Analyse spatiale et temporelle des paysages de la forêt de Chailluz (Besançon, Doubs) de l'Antiquité à nos jours

Today Besancon has the highest percentage of green space per inhabitant among France’s largest cities. 3/4 of it are made up by the Forêt de Chailluz, a large forest which has maintained its present day extents for over six centuries. Scientific research reporting on the nature and value of its heritage was still to do. One objective of this thesis is to detect, identify and document the history and heritage of this forest, ultimately aiming to its preservation and to inform a large audience about its value. This thesis is also a contribution to a collective thinking worked out in several research programs that develop methods for processing high-resolution altimetry data (LiDAR) to analyze landscape changes over the long term (LIEPPEC), that develop advanced concepts and methods for a better knowledge of socio-environmental dynamics over the long term (ModeLTER) and that explore territorial dynamics at regional scale to transmit results and knowledge to local stakeholders, giving advice on innovative and sustainable actions to support (ODIT). Within this collective framework, my PhD research is a contribution to the development of methods and knowledge for a better understanding of long term interactions between man and its environment. My interdisciplinary study combines archeology, history, geography and forestry and consists in analyzing LiDAR datasets and collecting and synthesizing written and graphical historical archives and recent documents. It also involved extended archaeological field surveys. Thesis provides a global historic perspective on the forest and on the use of wood, as attested by ancient texts or archeological evidence. It exposes diverse viewpoints and concepts carried out about woodland – diversity of uses through time and diversity of viewpoints about forest today. It also outlines specific historic data relating to the Forêt de Chailluz and details the current literature: previously known archaeological data, geographical and environmental information. It describes methodologies chosen to process the research and the main steps of LiDAR data analysis. Study focuses then on a spatial analysis of archeological features that includes factors influencing conservation and visibility of features to the soil surface. Thesis describes the method used for field surveys and methodology for georeferencing ancient maps. Eventually, results obtained are detailed, features organization and functions identified (features relating to cultivation and inhabitation, roads and tracks, charcoal burning platforms, limekilns and quarries). Dissertation ends with an interpretive synthesis of Forêt de Chailluz land use over time (Roman, Medieval and Modern periods)Besançon est en France métropolitaine la ville de plus de 100 000 habitants avec le plus fort taux d’espaces verts par habitant. La forêt de Chailluz, qui existe depuis plus de six siècles, forme près des 3/4 de sa surface forestière. Aucune recherche scientifique ne rendait encore compte de la nature et de la valeur de son patrimoine archéologique. Un des objectifs de cette étude est de détecter, identifier et documenter le patrimoine historique et archéologique de la forêt de Chailluz pour permettre in fine sa valorisation auprès du grand public. Cette thèse contribue aussi à la réflexion collective menée dans divers programmes de recherche (LIEPPEC, ODIT - MSHE C.N. Ledoux ; LEA ModeLTER), qui visent à développer des méthodes de traitement de données altimétriques à haute résolution pour une analyse des paysages dans la longue durée (LIEPPEC), à conduire des recherches avancées en termes de concepts et de méthodes sur les dynamiques socio-environnementales dans la longue durée (ModeLTER) et à étudier des dynamiques territoriales à l'échelle régionale pour diffuser les connaissances élaborées auprès des acteurs locaux et aider à la prise de décision, à l'innovation et à la mise en place de politiques de développement durable (ODIT). Dans ce cadre collectif, ma thèse contribue à caractériser l’occupation et l’exploitation du massif de Chailluz au cours des siècles passés pour mieux comprendre son histoire et son évolution. Elle vient enrichir le développement de méthodes et de connaissances pour une meilleure compréhension des interactions entre l’homme et son environnement dans la longue durée. Les recherches, qui ont été conduites selon une démarche transdisciplinaire associant archéologie, histoire, géographie et foresterie, reposent sur une collecte d’archives et de documents planimétriques et photographiques, sur un bilan des travaux universitaires, sur un recensement d’informations relatives à la forêt en général, sur des observations de terrain et sur l’analyse de données LiDAR. Le mémoire fournit une perspective historique sur la forêt en général et sur les usages du bois et de ses dérivés attestés par des textes anciens ou par l’archéologie. Il tente de rendre compte de la diversité des points de vue existant sur la forêt, transformations de ses usages successifs ou pluralité des appréciations et concepts qu’on lui attribue aujourd’hui. Il expose les données historiques spécifiques à la forêt de Chailluz et détaille la documentation actuelle : données archéologiques préalablement connues, informations géographiques et environnementales. Il se consacre ensuite à la méthodologie des recherches et évoque les principales étapes de traitement des données LiDAR puis s’intéresse, pour procéder à une analyse spatiale, aux facteurs influençant les conditions d’observation et de conservation des microreliefs à la surface du sol. Il décrit la méthode de prospection au sol élaborée, les choix opérés pour enregistrer les données et la méthodologie de géoréférencement de plans forestiers anciens. Le mémoire détaille ensuite les résultats obtenus grâce aux recherches sur le terrain et propose des synthèses interprétatives expliquant la présence, l’organisation et la fonction des structures relevées en prospection (aménagements agropastoraux, établissements, voirie, plateformes de charbonniers, fours à chaux et carrières). Une synthèse interprétative globale de l’occupation du sol par périodes conclut le mémoir

Comparaison de signaux (géophysique, LiDAR) utilisés dans l'étude des dynamiques anthropiques et naturelles

The characterization of the material reality of the landscape requires to accurately identify the physical geography and to capture the interrelationships between humans and their environment. These conditions are essential to the estimation of the origins of the landscape shaping. The analysis of documentary sources offers the opportunity to determine the organization of former landscapes and to characterize a large part of their evolutions since the Modern period. However, older land settlements are not localised or symbolised on maps. Their signs are efficiently detected in present landscape through the joint implementation of various detection methods: aerial photography, recording topographic or colorimetric variations on the soil surface, and the LiDAR (Light Detection And Ranging) system, measuring micro-topographic variations using a laser beam. Other methods can be used to identify the elements conserved in present landscape and reflect their past uses. The measure of physical properties of soils by the geophysical methods can detected the presence of archaeological remains or structures buried while nothing is perceptible to the soil surface. It is widely supported that survey methods can provide archaeological data of the land use and / or the exploitation of the territory. Thus, they have been applied since several at the site of the ancient city of Epomanduodurum (Mandeure-Mathay, Doubs) in the north of the Franche-Comte. This city is considered by its size, urban equipment and monuments as the second behind de civitas capital of Sequani, Vesontio (Besancon). This research intends to compare, at different spatial scales, the contribution of several prospecting methods for the study of natural and anthropogenic dynamics in an area of 80 km². The study area is centred on the ancient city and combines a section of the alluvial plain of the Doubs river and the surrounding calcareous plateaus. In this study, it was possible, among other things, to develop tools for the detection of archaeologicalLa caractérisation de la réalité matérielle du paysage impose d’une part de reconnaitre avec précision le cadre physique et d’autre part de saisir les interrelations entre les hommes et l’environnement, conditions indispensables à l’appréciation des origines du modelé du paysage. La compréhension des paysages passés se fonde en partie sur l’analyse de différentes sources documentaires qui permettent ensemble de caractériser bon nombre des évolutions paysagères intervenues notamment depuis l’époque moderne. Toutefois, les aménagements plus anciens ne sont ni localisés ni représentés sur des cartes. Leurs traces sont alors décelées dans le paysage actuel de manière efficace grâce notamment à la mise en oeuvre conjointe de diverses méthodes de détection : la photographie aérienne, enregistrant des variations topographiques ou colorimétriques à la surface du sol et le système LiDAR (Light Detection And Ranging), mesurant les variations microtopographiques à l’aide d’un laser. L’étude d’autres paramètres, imperceptibles à nos sens, permettent également d’appréhender les traces des paysages passés. Les méthodes géophysiques détectent la présence de vestiges ou de structures enfouies qu’aucun indice ne signale en surface grâce à la mesure des propriétés physiques du sol. Il est largement admis que les méthodes de prospection sont susceptibles de fournir des données archéologiques quant à l’occupation du sol et/ou l’exploitation du territoire. A ce titre, elles ont été appliquées depuis plusieurs années sur le site de l’agglomération antique d’Epomanduodurum (Mandeure-Mathay, Doubs) dans le nord Franche-Comté. Cette ville est considérée, par sa taille, son équipement urbain et sa parure monumentale comme la seconde de Séquanie derrière la capitale de cité Vesontio (Besançon, Doubs). Ce travail de recherche se propose donc de comparer, à différentes échelles spatiales, l’apport respectif de plusieurs méthodes de prospection à l’étude de dynamiques naturelles et anthropiques dans un espace géographique de 80 km², centré sur la ville antique, associant un tronçon de plaine alluviale du Doubs aux plateaux calcaires environnants. Durant cette étude, il a été possible, entre autre, de développer des outils aidant à la détection des structures archéologiques et géologiques. Les résultats ont aussi permis de redéfinir en partie la topographie de l’agglomération antique

Interaction en réalité mixte appliquée à l'archéologie sous-marine

L intérêt porté par l archéologie à la réalité virtuelle est croissant. La réalité virtuelle est devenue un outil nécessaire pour l exploration et l étude des sites archéologiques, et plus particulièrement, les sites archéologiques sous-marins qui se révèlent parfois difficile d accès. Les études actuelles proposent des solutions en réalité virtuelle ou en réalité augmentée sous forme d environnements virtuels avec une interaction virtuelle et/ou augmentée mais aucune étude n a vraiment essayé de comparer ces deux aspects de l interaction. Nous présentons dans ce mémoire trois environnements en réalité virtuelle et un environnement en réalité augmentée où nous proposons des nouvelles méthodes d interaction. Ainsi, nous évaluons leurs fonctionnalités d un point de vue archéologique, nous étudions l influence du niveau d immersion sur les performances de l interaction et nous réalisons une comparaison entre l interaction en réalité virtuelle et en réalité augmentée.The interest in archeology virtual reality is growing. Virtual reality has become a necessary tool for exploration and study of archaeological sites, and more specifically, the underwater archaeological sites that sometimes prove difficult to access. Current studies suggest solutions in virtual reality or augmented reality in the form of virtual environments with virtual interaction and/or augmented interaction but no studies have really tried to compare these two aspects of interaction. We present in this thesis three environments in virtual reality and an environment in augmented reality when we propose new methods of interaction. Thus, we evaluate their archaeological functionality, we study the influence of level of immersion on performance of the interaction and we make a comparison between interaction in virtual reality and interaction in augmented reality.EVRY-Bib. électronique (912289901) / SudocSudocFranceF

État des lieux des représentations dynamiques des temporalités des territoires

Le temps et ses caractéristiques ont toujours fait l’objet de grandes attentions pour comprendre les dynamiques des territoires. Aujourd’hui, que ce soit à cause des nouvelles capacités d’observation en temps réel, de l’accumulation des séries de données au cours du temps, ou à cause de la multiplication des rythmes, les temporalités à prendre en compte pour comprendre les dynamiques territoriales se multiplient et leurs imbrications se complexifient. Interroger les rythmes, les vitesses, les cycles de ces dynamiques, ou mettre en relation temporelle des phénomènes spatiaux tels que les évènements catastrophiques passés devient plus que jamais un enjeu pour comprendre et décider.Les jeux de méthodes mobilisables aujourd’hui pour représenter les temporalités des territoires sont en plein renouvellement, et imposent désormais bien souvent de franchir les fractures disciplinaires traditionnelles entre échelles, entre outils, entre formalismes. Les domaines d’applications potentiellement concernés, comme celui du développement durable des territoires, sont autant de domaines susceptibles de nourrir les questions associées à l’exploration des temporalités des territoires. Le projet "Représentation dynamique des temporalités des territoires" se veut un état des lieux de différents développements et solutions pour analyser et rendre compte des temporalités des territoires. Cet état des lieux est à entrées multiples, interrogeant à la fois des choix amont (modélisation) et des choix proprement liés à la question de la représentation. Le projet débouche sur un ensemble de résultats dont certains sont mis en ligne sur le site: http://www.map.cnrs.fr/jyb/puca/- Une grille de lecture de la collection d'applications analysée (voir onglet "47 applications"), grille où sont combinés des indicateurs généraux sur par exmeple le type de service rendu ou le type de dynamique spatiale analysée, et des indicateurs plus spécifiques au traitement des dimensions spatiales et temporelles. Cette grille est mise en place sur 47 applications identifiées et analysées,- Des visualisations récapitulatives conçues comme outils d'analyse comparative de la collection,- Une bibliographie structurée en relation avec la grille de lecture

Les arrière-pays des cités phéniciennes à l'époque héllénistique, IVe siècle - IIe siècle ap. J.-C : approches historiques et spatiales d'une aire géoculturelle

This study of the spatial organization of the Phoenician cities and the link they maintained with their hinterlands between the reign of Darius III (336-330 BC) and the arrival of Pompey in the East (66 BC) is based on an archeological corpus of fifty-three archeological sites identified in Lebanon, Syria and Israel. The development of Phoenician studies from the 19th century onward favoured approaches focusing on the link between the Phoenicians and the Mediterranean Sea. Today, an increasing number of studies are reconsidering the link between the ancient societies and their territories in the light of spatial analysis. Such an approach is used here to study the Phoenician cities and their hinterlands. The links between the fifty-three sites of the corpus are modeled by spatial interaction networks and hierarchical networks and compared with the Hellenistic historical context. This context is studied on a regional and local scale and explains the general geopolitics of Phoenicia at this time. It is also a source of data used in the network models. The cross referencing of historical data and network models offers a dynamic view of the Phoenician hinterlands mostly centered on the political functioning and the commercial and religious activities of the citiesCette étude de l’organisation spatiale des cités phéniciennes et des rapports qu’elles entretiennent avec leurs arrière-pays, entre le règne de Darius III (336-330 av. J.-C.) et l’arrivée de Pompée en Orient (66 av. J.-C.), s’appuie sur un corpus archéologiques de cinquante-trois sites identifiés au Liban, en Syrie et en Israël. Le développement des études phéniciennes à partir du XIXe siècle a favorisé l’étude de problématiques centrées sur le lien entre les Phéniciens et la Méditerranée. L’essor, ces dernières années, d’études abordant les dynamiques spatiales comme témoins du rapport des sociétés anciennes à leur territoire invite à repenser ce lien, en étudiant l’organisation des cités et leurs rapports avec leurs-arrière-pays. Représentés par des réseaux d’interaction et de hiérarchie modélisés entre les cinquante-trois sites du corpus, ces rapports sont examinés au miroir du contexte historique hellénistique. Ce dernier, étudié à échelle régionale et locale, livre les grandes logiques géopolitiques impliquant la Phénicie à cette époque, ainsi que des données qui alimentent la représentation des réseaux. Le croisement des données historiques et des résultats de modélisation des réseaux débouche sur une lecture dynamique des arrière-pays phéniciens, principalement centrée sur le fonctionnement politique et les activités commerciales et religieuses des cité

Les arrière-pays des cités phéniciennes à l’époque hellénistique, IVe siècle - IIe siècle ap. J.-C : approches historiques et spatiales d’une aire géoculturelle.

This study of the spatial organization of the Phoenician cities and the link they maintained with their hinterlands between the reign of Darius III (336-330 BC) and the arrival of Pompey in the East (66 BC) is based on an archeological corpus of fifty-three archeological sites identified in Lebanon, Syria and Israel. The development of Phoenician studies from the 19th century onward favoured approaches focusing on the link between the Phoenicians and the Mediterranean Sea. Today, an increasing number of studies are reconsidering the link between the ancient societies and their territories in the light of spatial analysis. Such an approach is used here to study the Phoenician cities and their hinterlands. The links between the fifty-three sites of the corpus are modeled by spatial interaction networks and hierarchical networks and compared with the Hellenistic historical context. This context is studied on a regional and local scale and explains the general geopolitics of Phoenicia at this time. It is also a source of data used in the network models. The cross referencing of historical data and network models offers a dynamic view of the Phoenician hinterlands mostly centered on the political functioning and the commercial and religious activities of the cities.cette étude de l’organisation spatiale des cités phéniciennes et des rapports qu’elles entretiennent avec leurs arrière-pays, entre le règne de Darius III (336-330 av. J.-C.) et l’arrivée de Pompée en Orient (66 av. J.-C.), s’appuie sur un corpus archéologique de cinquante-trois sites identifiés au Liban, en Syrie et en Israël. Le développement des études phéniciennes à partir du XIXe siècle a favorisé l’étude de problématiques centrées sur le lien entre les Phéniciens et la Méditerranée. L’essor, ces dernières années, d’études abordant les dynamiques spatiales comme témoins du rapport des sociétés anciennes à leur territoire invite à repenser ce lien, en étudiant l’organisation des cités et leurs rapports avec leurs-arrière-pays. Représentés par des réseaux d’interaction et de hiérarchie modélisés entre les cinquante-trois sites du corpus, ces rapports sont examinés au miroir du contexte historique hellénistique. Ce dernier, étudié à échelle régionale et locale, livre les grandes logiques géopolitiques impliquant la Phénicie à cette époque, ainsi que des données qui alimentent la représentation des réseaux. Le croisement des données historiques et des résultats de modélisation des réseaux débouche sur une lecture dynamique des arrière-pays phéniciens, principalement centrée sur le fonctionnement politique et les activités commerciales et religieuses des cités