A Generic Implementation of dD Combinatorial Maps in CGAL

We present a generic implementation of dD combinatorial maps and linear cell complexes in CGAL, the Computational Geometry Algorithms Library. A combinatorial map describes an object subdivided into cells; a linear cell complex describes the linear geometry embedding of such a subdivision. In this paper, we show how generic programming and new techniques recently introduced in the C++11 standard allow a fully generic and customizable implementation of these two data structures, while maintaining optimal memory footprint and direct access to all information. We compare our implementation with existing 2D and 3D software, and illustrate its usage by two applications. To the best of our knowledge, the CGAL software packages presented here offer the only available generic implementation of combinatorial maps in any dimension.Nous présentons une implantation générique des cartes combinatoires et des complexes cellulaires linéaires d-dimensionnels dans la bibliothèque CGAL, Computational Geometry Algorithms Library. Une carte combinatoire décrit un objet subdivisé en cellules~; un complexe cellulaire linéaire décrit le plongement géométrique linéaire d'une telle subdivision. Dans cet article, nous montrons comment la programmation générique et les nouvelles techniques récemment introduites dans le standard C++11 permettent une implantation complètement générique et flexible de ces deux structures de données, tout en maintenant une empreinte en mémoire optimale et un accès direct à toutes les informations. Nous comparons notre implantation avec des logiciels 2D et 3D, et illustrons son utilisation par deux applications. À notre connaissance, les modules CGAL présentés ici offrent la seule implantation générique des cartes combinatoires en dimension quelconque

Incidences écologiques, anthropiques et paléoécologiques sur l’évolution des forêts du Gabon

Les forêts pluviales du Gabon, omniprésentes, couvrent 85 % de la superficie du pays. Considérées comme des forêts primaires ayant toujours existé, elles font l’objet d’une exploitation industrielle capitale pour l’économie nationale et depuis peu, d’études scientifiques dans l’optique de la définition de politiques de conservation de leur biodiversité comme d’insertion dans un développement durable. Divers indicateurs montrent que ces forêts sont fragiles et très sensibles aux aléas environnementaux. Dans leur physionomie actuelle elles sont relativement récentes à l’échelle géologique puisque façonnées par les changements paléoécologiques de l’Holocène mais aussi du Pléistocène dont elles portent les stigmates. Dans un contexte de sous-peuplement il apparaît paradoxalement qu’elles n’ont pas échappé à une emprise humaine, perceptible à divers degrés, et qui a laissé des empreintes discrètes mais significatives s’avérant très anciennes et généralisées. Aujourd’hui, bien que sous la menace d’une exploitation forestière accrue jointe à un accroissement de la variabilité pluviométrique, la déprise humaine due à l’exode rural favorise la conservation des écosystèmes forestiers.Ecological, Human and Palaeoecological incidences on the evolution of the forests of Gabon : a synthesis. The forest of Gabon covers 85% of the country. Regarded as primary forests, they are the object of a capital industrial exploitation for the national economy. Recently they are also the subject of scientific studies in the idea to define programs of conservation for a long terme development. Various indicators show that these forests are fragile and sensitive to the climate changes. They are recent forests on a geological scale since worked by the modifications of the environment during Holocene and Pleistocene, which left traces. In a geographical context of under human settlement, they do not have however escaped with a human influence which even discrete, proved to be significant, old and generalized with all the country. Today, and although locally threatened by some badly managed exploitation and a pluvial imbalance, these forests profit from the weakness of human settlement what supports a good conservation of their ecosystems

Table d'assemblage des POS : objectifs et orientations techniques

Les POS expriment des prévisions et règles en matière d'urbanisme, et en tant que tels, sont porteurs d'unedimension prospective.Dans le cadre de leurs activités, les services aménageurs sont amenés à réaliser des « tables d'assemblage desPOS », c'est à dire la saisie sous forme de base de données géographiques de l'information contenue dans cesdocuments d'urbanisme, à une échelle dite moyenne (1 :50 000 à 1 :100 000).Le présent document propose une méthode de saisie de cette information, répondant à un soucid'harmonisation des méthodes et d'une nomenclature de base, mais assurant aussi la possibilité dedévelopper des nomenclatures et des usages locaux, tout en garantissant un réemploi et une mise à jour deces données.La méthode proposée est basée sur la digitalisation de tous les périmètres des POS, selon plusieurs méthodesau choix . Les périmètres ainsi saisis sont renseignés, par analyse du règlement des POS, par un type légal, etpar une destination dominante, ainsi que par tout attribut souhaité localement.Des exemples de réalisation de ces tables d'assemblage des POS sont présentés

Génération et édition de textures géométriques représentées par des ensembles de points

Thèse numérisée par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal

Amélioration de la représentation géométrique 2D et 3D des agrégations de poissons en support à l'étude de leur évolution spatio-temporelle

Les systèmes d’information géographique (SIG) constituent des outils performants pour la gestion, l’analyse et la représentation de données spatiales. Ils sont utilisés dans de nombreux domaines dont en biologie marine. Parmi les phénomènes spatiaux étudiés en milieu marin, la dynamique des poissons fait l’objet de nombreuses recherches, étant donné l’importance des pêches dans l’économie des régions côtières et la nécessité de gérer ces ressources de façon durable. Un comportement clé des poissons est leur capacité à se regrouper pour former des agrégations. Une compréhension de ces agrégations est nécessaire afin d’établir des stratégies de reconstruction efficaces des ressources halieutiques en déclin. Cependant, les méthodes existantes utilisées pour représenter les agrégations de poissons ne modélisent pas ces agrégations explicitement en tant qu’objets spatiaux. De plus, malgré les capacités intéressantes offertes par les SIG actuels, ces outils sont limités en raison de la nature tridimensionnelle, dynamique et floue des agrégations de poissons dans le milieu marin. L’objectif principal de ce mémoire est de proposer de nouvelles approches pouvant permettre d’améliorer l’identification et la représentation spatiale des agrégations de poissons à des échelles régionale et locale. En 2D, l’approche proposée repose sur les modèles d’objets spatiaux flous découlant de la théorie des ensembles flous. Elle utilise une structure de données vectorielle pour représenter les limites des étendues minimale et maximale des agrégations de poissons et une structure de données matricielle pour modéliser la transition graduelle existant entre ces limites. Par ailleurs, en 3D, l’approche développée se base sur la triangulation Delaunay 3D et dynamique ainsi que sur l’algorithme de clustering 3D des α-shapes. Elle permet de détecter les agrégations contenues dans un jeu de données et de les reconstruire sous la forme d’objets 3D afin de pouvoir en étudier, par exemple, les propriétés morphologiques. L’application des approches proposées à des données halieutiques révèle plusieurs avantages et limitations qui sont discutés tout au long du mémoire.Geographic information systems (GIS) are powerful tools to manage, analyse and represent spatial data. They are used in various disciplines, including marine biology. One of the most important phenomena intensively studied by marine biologists is the dynamics of fish. This is partly because there is an increasing need for sustainable management of fisheries which are very important in the economy of coastal zones. Fish aggregations are a fundamental component of these dynamics and should be better understood to establish efficient recovery strategies in the context of declining aquatic resources. However, the traditional representations of fish aggregations do not model those aggregations explicitly as spatial objects. Moreover, despite many interesting capabilities of current GIS, these tools are unable to handle the tridimensional, dynamic and fuzzy nature of fish aggregations. The main objective of this thesis is to propose new approaches to improve the representation of fish aggregations at the regional and local scales. In 2D, the proposed approach is based on the fuzzy spatial objects models, which are based on the fuzzy sets theory. It uses a vector data structure to delineate the maximal and minimal extents of fish aggregations and a raster data structure to model the gradual transition which exists between these boundaries. In 3D, the proposed approach for the representation of fish aggregations is based on the dynamic Delaunay tetrahedralisation and the 3D α-shapes clustering algorithm. The integrated algorithm allows automatic detection of the fish aggregations contained in a dataset. 3D models also allow amongst other things the study of the morphological properties of the different aggregations. Testing these approaches with fisheries data (e.g. datasets from scientific surveys, acoustic datasets) revealed several benefits and limitations which are discussed throughout this thesis

Paysage : un dialogue entre structure et représentations : caractérisation de la vallée de la rivière Saint-François

Le mémoire explore un nouveau cadre de recherche pour la caractérisation des paysages au Québec. Le paysage rural est lié aux ressources naturelles et aux structures anthropiques qui sont manifestées et qui façonnent à leur tour les dynamiques d’établissements humains, tant dans leurs dimensions physiques que dans leurs successions historiques-culturelles. Ainsi, le mémoire explore deux approches qui découlent de recherches italiennes, en émettant l’hypothèse que leur croisement fertilise leur pertinence : l’approche morphotypologique - qui décrit, interprète et représente les formes du territoire dans ses itérations successives - et l’approche historique-culturelle - qui en décode les règles génétiques en considérant des aspects vécus par les populations concernées. L’observation de caractères à travers ces deux lunettes permet d’extraire et d’analyser les processus de formation et de transformation du territoire, et ultimement d’identifier les structures de permanences et les règles syntaxiques héritées qui s’expriment dans le paysage. À cet effet, les notions de structures territoriales, de morphotypes et de figures paysagères offrent un regard potentiellement nouveau et ouvre la voie à la discipline de la morphotypologie dans la recherche en aménagement du territoire - particulièrement dans les champs descriptifs-historiques et projectuels. La connaissance des caractères du paysage, puis des règles et des pressions de croissance ou de déclin des établissements, permet de révéler, à travers les transformations historiques du territoire, des interprétations projetables. Cette connaissance permet l’élaboration de projets d’aménagement en cohérence avec l’histoire, l’identité locale et le territoire.The thesis explores a new research framework for landscape characterization in Quebec. The rural landscape is linked to the natural resources and anthropic structures that obtain and participate both in the formation of the establishment, in its material dimensions, and in the historical-cultural successions that have shaped it. Thus, the thesis explores two research approaches that stem from Italian research, suggesting that their combination fertilizes their relevance: the morphotypological approach - which describes, interprets and represents the forms of the territory in its successive iterations - and the historical-cultural approach - which decodes its genetic rules by considering aspects experienced by the populations. The observation of characters through these two lenses makes it possible to extract and analyze the process of formation and transformation of the territory, and ultimately to identify the permanence structures and inherited syntactic rules that are expressed in the landscape. To this effect, the notions of territorial structures, morphotypes and landscape figures allow a potentially new perspective and paves the way for the discipline of morphotypology in land-use planning research - particularly in the descriptive-historical and project fields. The knowledge of these landscape characters, along with that of the growth and decline rules and pressures of human establishments, make it possible to reveal, throughout the historic transformations of the territory, interpretations that can be projected. This knowledge allows for the elaboration of coherent projects, in continuity with history, local identity and the territory

Simulation des plantes à fleurs

Plants have always intrigued scientists as besides of its sheer importance for the earth, their beauty and enormous variety of shapes tempt to thoroughly inquire about its nature. One of the aspects of this inquiry is the creation of the virtual model in order to mimic real plants to a high degree of accuracy. The focus of our study is the flowering plants, which play a huge role in our life from nutritive and medical purposes to beautifying the environment. Obtaining an accurate geometrical model of a flower is quite useful as it plays an important role in the validation of the virtual model. Besides, the visualization of parameters not traceable directly in living flowering plants is a stand-by in studying their physiology. A huge biological diversity both within and between individuals provides a vast area of objectives which the image synthesis must challenge.Flower modelling constitutes a part of a larger research area, plant modelling. Flowering plants have their particular structural features which are different from the structure of trees, bushes or grass. Still not a lot of emphasis has been placed to date on this problem, as it was categorized within the modelling of plants in general. We chose a procedural modeling using L-systems as a base of our research. L-system is a very powerful method of plant simulation. It provides a means of characterizing the topology of a plant at every stage of its growth. Grasping the plant structure with just several lines of grammar attracted immediate interest and later on evolved into several powerful geometrical interpretation system used in plant modelling. Our purpose is to study efficient ways of describing the structure of flowering plants by means of L-systems. First, we will propose to represent the shapes of leafs, petals, stamens, carpels, etc. with an extension of L-systems – a model based on three dimensional generalized maps – 3Gmaps L-systems, which can be successfully applied for the modelling of flowering plants. The grammar description of the structure of the flowering plants provides an unlimited number of its geometrical interpretations. Second, we will improve the process of grammar writing by adding a new functionality of interactive parameter adjustment. Third, we will propose a new method of inverse modelling of flowering plants, where the user can interactively define the flower characteristics. The algorithm uses this information as an input, which is then analyzed and coded as L-systems grammar. Finally, we will present a method for creating virtual glades of flowers using Kinect gestures. We want to remark that our work has been done with 3Gmaps L-system software platform developed in the scope of the thesis to integrate all the proposed techniques.Les plantes ont longtemps intrigué les scientifiques, qui, avec son importance vitale pour la planète, sa beauté et l'énorme quantité de formes ayant, les rend un sujet attrayant pour la recherche. Un aspect intéressant est la création d'un modèle virtuel capable de simuler de vraies plantes avec un degré élevé de précision. L'objectif de notre étude est les plantes à fleurs, qui jouent un rôle énorme dans notre vie de fins nutritives et médicales à l'embellissement de l'environnement . L'obtention d'un modèle géométrique exacte d'une fleur est très utile, car elle joue un rôle important dans la validation du modèle virtuel. Par ailleurs, la visualisation de paramètres non directement traçables dans les plantes à fleurs vivantes est d'une grande aide à l'étude de la physiologie. L'énorme biodiversité entre les différentes parties d'un spécimen et entre les différents spécimens fournit une vaste zone d'objectifs qui la synthèse d'image doit contester. Modéliser des fleurs est un sous-ensemble d'un espace de recherche beaucoup plus vaste que la modélisation de plantes. Les plantes à fleurs ont des caractéristiques structurelles qui les rendent différentes des structures d'arbres, d’arbustes ou de l’herbe. A ce jour, on ne tient pas une grande importance à essayer cette ligne de recherche d'une façon particulière et en général a été classé dans le contexte plus large de la modélisation des plantes. Nous avons choisi d’utiliser le «L-systems» pour la procédure de la modélisation, et comme base pour notre recherche. Il y a différents mécanismes de catégorisation topologie de la plante dans chacune des étapes de sa croissance. Pour construire le plan de la structure d'une plante, avec une courte grammaire, quelques lignes étaient quelque chose qui dès le premier moment a suscité l'intérêt et par la suite évolué en quelques systèmes d'interprétation géométriques pour la modélisation des plantes. Notre objectif est d'étudier les moyens efficaces de décrire la structure des plantes à fleurs en utilisant L-systems. Tout d'abord, nous proposons de représenter les formes des feuilles, pétales, étamines, carpelles, etc. Avec une extension de L-systems - un modèle basé sur trois cartes généralisées dimensions - 3Gmaps L-systèmes, qui peut être appliquée avec succès pour la modélisation des plantes à fleurs. La description de la grammaire de la structure des plantes à fleurs fournit un nombre illimité de ses interprétations géométriques. Deuxièmement, nous allons améliorer le processus d'écriture de la grammaire par l'ajout d'une nouvelle fonctionnalité de paramétrage interactif. Troisièmement, nous allons proposer une nouvelle méthode de modélisation inverse des plantes à fleurs, où l'utilisateur peut définir de manière interactive les caractéristiques des fleurs. L'algorithme utilise cette information comme une entrée, qui est ensuite analysée et codée en tant que L -systèmes grammaire. Enfin, nous allons présenter une méthode pour créer des clairières de fleurs virtuelles à l'aide de gestes Kinect. Nous voulons faire remarquer que notre travail a été fait avec la plateforme de logiciel 3Gmaps L- système développé dans le cadre de la thèse d'intégrer toutes les techniques proposées