Half-tapering strategy for conditional simulation with large datasets

Gaussian conditional realizations are routinely used for risk assessment and planning in a variety of Earth sciences applications. Conditional realizations can be obtained by first creating unconditional realizations that are then post-conditioned by kriging. Many efficient algorithms are available for the first step, so the bottleneck resides in the second step. Instead of doing the conditional simulations with the desired covariance (F approach) or with a tapered covariance (T approach), we propose to use the taper covariance only in the conditioning step (Half-Taper or HT approach). This enables to speed up the computations and to reduce memory requirements for the conditioning step but also to keep the right short scale variations in the realizations. A criterion based on mean square error of the simulation is derived to help anticipate the similarity of HT to F. Moreover, an index is used to predict the sparsity of the kriging matrix for the conditioning step. Some guides for the choice of the taper function are discussed. The distributions of a series of 1D, 2D and 3D scalar response functions are compared for F, T and HT approaches. The distributions obtained indicate a much better similarity to F with HT than with T.Comment: 39 pages, 2 Tables and 11 Figure

Les plates-formes littorales de l’île aux Coudres, moyen estuaire du Saint-Laurent, Québec

De larges plates-formes littorales ceinturent l'île aux Coudres, dans le moyen estuaire du Saint-Laurent. Le substrat rocheux est constitué de microgrès et de schistes à forts pendages. L'environnement océanographique est caractérisé par un régime marégraphique semi-diurne macrotidal, des eaux saumâtres, de forts courants de marée généralement parallèles aux rivages, et des vagues relativement importantes du sud-ouest et du nord-est suivant l'axe du Saint-Laurent. Une saison glacielle de 4 mois environ permet le développement d'un pied de glace en hiver. Des profils topographiques levés tout autour de l'île ont permis de mettre en évidence certains faits: 1) les plates-formes les moins exposées, du côté nord, sont étroites, en pente forte, relativement élevées et contiguës à une falaise rocheuse parfois vive; il semble qu'elles résultent d'un recul, sous l'action des agents littoraux, de l'escarpement rocheux correspondant au front des nappes appalachiennes; 2) les plates-formes des deux extrémités exposées de l'île accusent un degré de destruction plus avancé que les autres; 3) des niveaux préférentiels d'aplanissement sont décelables statistiquement et peuvent être corrélés avec des modes dans la courbe de distribution de la fréquence des niveaux d'eau. Les plates-formes de l'île aux Coudres évoluent sous les conditions hydrodynamiques actuelles, mais il s'agit de paléoformes rajeunies qui correspondraient à la surface Micmac. La cryoclastrie, l'érosion glacielle et l'altération superficielle des formations schisteuses et microgréseuses sont considérées comme des agents majeurs dans les processus d'érosion en relation avec les marées.Wide shore platforms surround île aux Coudres in the middle St. Lawrence Estuary. The lithology consists of Appalachian siltstone and flysch predominantly striking SW-NE and steeply dipping to the SE. Océanographie environment is characterized by a semidiurnal macrotidal regime, brackish water, strong tidal current velocities mostly parallel to shorelines and storm waves mainly from SW and NE following the axis of the St. Lawrence River. Furthermore, an icefoot covers the platforms for a four month period each year. Analysis of topographic profiles surveyed on all sides of the island shows the following facts: 1) on the north side, the shore platforms have a steep slope, they are narrower than elsewhere and they are backed by an occasionally active cliff; they are the least exposed and seem to result from the backwasting of a bluff that was originally marking the northernmost limit of the appalachian nappes; 2) the exposed ends of the island, mostly the downstream point, have shore platforms in a more advanced state of destruction and downwasting than the other sites; 3) preferential planation levels can be statistically detected and also be correlated to modes on the sealevel frequency distribution curve. The shore platforms of île aux Coudres seem partly inherited from the old Micmac surface. However they have completely adjusted to their new environment. Freeze-thaw, shore-ice erosion and superficial weathering of the slates and shales are considered amongst the major processes of shore platform erosion while wave action is vertically distributed in the shore zone by the tidal range.Breite Kùsten-plattformen umgeben die île aux Coudres, in der Mitte der Skt Lorenz Mùndung gelegen. Die Lithologie besteht aus Appalachen Siltstein und Schiefer, hauptsàchlich von SW-NO gehend und scharf nach SO geneigt. Die ozeanische Umgebung ist karakterisiert durch ein semi-diurnales Makrogezeiten Regime, brackiges Wasser, starke Gezeitenstrom Geschwindigkeiten, die meistens parallel zur Kùstenlinie ver-laufen und Sturmwellen, die hauptsàchlich aus SW und NO, der Axe des Skt Lorenz Stromes folgend, kommen. Ausserdem bedeckt ein Eisfuss die Platformen fur einen Zeitraum von 4 Monaten pro Jahr. Die Analyse der topographischen Profile, die an alien Seiten der Insel durchgefùhrt wurde, zeigt die folgenden Tatsachen. 1) An de Nordseite liegen die am wenigsten ausgesetzten Kùstenplatformen. Sie haben eine starke Neigung, sind schmaler und verhàltnismâssig hoch und angrenzend an ein zeitweise steiles Felskliff. Es scheint, dass sie von einem Rùckzug des Kliffs unter der Tâtigkeit der Kùsteneinflusse stammen. Das Kliff entspricht der Front der Appalachendecken. 2) Die sehr ausgesetzten Enden der Insel hauptsàchlich die flussabwàrts gelegene Spitze, haben Kùstenplatformen, die sich in einem grôsseren Zustand von Verfall und Abzehrung befinden, als an anderen Stellen. 3) Préférentielle Einebnungs-niveaux kônnen statistisch gefunden und auch in Verbindung mit Verânderungen auf der Verteilungskurbe der Frequenz der Wasserspiegel gebracht werden. Die Kùstenplatformen von der île aux Coudres scheinen teilweise von der alten Micmac Oberflâche ererbt zu sein. Sie haben sich aber vollstândig ihrer neuen Umwelt angepasst

Stratigraphie et Quaternaire de l’île aux Coudres, estuaire moyen du Saint-Laurent, Québec

La stratigraphie de l'île aux Coudres est représentée par trois coupes naturelles affleurant dans le secteur de la pointe de la Prairie, sur la côte nord-ouest de l'île. La découverte d'un horizon organique, à mi-hauteur des coupes, permet d'attribuer au Wisconsinien moyen une partie des unités stratigraphiques de l'île. La coupe composite comprend, de la base au sommet, sept unités: unité n° 1 : sédiments sablo-graveleux stratifiés, associés à une plaine d'épandage fluvioglaciaire; unité n° 2: série de rythmites glacio-lacustres, argilo-silteuses; unité n° 3: sables fluviatiles stratifiés passant graduellement à un faciès de sédiments lacustres ou de plaine alluviale; unité n°4: sédiments organiques phytogènes comprenant de la tourbe compactée et des morceaux de bois aplatis, datés entre 34 430 et 26 400 ans BP, associés à un épisode terrestre, caractérisé par une plaine alluviale boisée et tourbeuse à caractère boréal; unité n° 5: sables stratifiés avec des déformations glacio-tectoniques; unité n°6: till et sédiments de contact glaciaire, associés à l'avancée glaciaire de Gentilly; unité n° 7: sédiments littoraux d'eau peu profonde de la mer de Goldthwait. L'épisode marin post-glaciaire a donné au relief de l'île une grande partie de son aspect actuel depuis 9800 9400 ans BP, soit depuis le Goldthwaitien III. Une série de radiodatations 14C est publiée. Les informations suggérées par l'analyse pollinique et l'analyse des diatomées d'échantillons provenant des unités stratigraphiques nos 2 et 4 permettent de mieux préciser leurs paléoenvironnements. Les corrélations possibles avec des unités stratigraphiques du Quaternaire des basses terres du Saint-Laurent et de la région de Québec sont discutées.The Quaternary stratigraphy of île aux Coudres has been surveyed in three sections in the immediate vicinity of Pointe de Ia Prairie, on the northwestern side of the island. Gullying exposed in the sections an organic layer that has been dated as from Middle Wisconsinan. From base to top, the composite section may be subdivided into seven units: unit No. 1: stratified gravelly sands probably belonging to a glaciofluvial outwash; unit No. 2: silty and clayey glacio-lacustrine rhythmites; unit No. 3: stratified fluvial sands that grade upwards into a lacustrine or alluvial plain fades; unit No. 4: compressed peat beds containing wood. This unit yield finite 14C dates between 34 430 and 26 400 years BP and represents a terrestrial episode characterized by a woody and peaty alluvial plain of boreal type. Unit No. 5 : stratified sands deformed by glaciotectonic structures; unit No. 6: till and ice-contact sediments of the Gentilly Stade of the Wisconsinan ; unit No. 7 : shore sediments of the Goldthwait Sea. Emergence of the island from Goldthwait Sea began by 9800 9400 years BP. Much of the relief of île aux Coudres consists of raised marine landforms from this episode. Some 14C dates are presented. Pollen and diatom analysis of samples from units Nos 2 and 4 allow to go further into details about their paleoenvironments. Possible correlations with stratigraphie units of the St. Lawrence Lowland and Québec area are also discussed.Die Schichtung der île aux Coudres wird durch drei naturliche Schnitte dargestellt, die im Gebiet der Spitze von La Prairie, an der Nord-Westkuste der lnsel zusammenlaufen. Die Entdeckung eines organischen Horizonts in mittlerer Hôhe der Schnitte gestattet, einen Teil der Schichtungs-Einheiten der lnsel dem mittleren Wisconsin zuzuordnen. Der vielschichtige Schnitt besteht von der Basis bis zur Spitze aus sieben Einheiten: Einheit Nr. 1 : sandigkiesige, geschichtete Sedimente, die mit einer fluvioglazialen Schwemmebene in Verbindung gebracht werden; Einheit Nr. 2 : eine Reihe von glazialen Ton-Schlamm See-Rythmiten; Einheit Nr.3: geschichteter FluBsand, der allmâhlich in ein Fazies von Seesedimenten oder das einer Schwemmlandebene ubergeht; Einheit Nr.4: organische phytogene Sedimente, die zusammengepreGten Tort und abgeflachte Holzstuckchen enthalten, und die auf zwischen 34 430 und 26 400 Jahre v.u.Z. da-tiert werden, in Verbindung mit einer Land-Episode, die durch eine bewaldete Schwemmland- und Tortebene von nôrdlichem Typus charakterisiert ist; Einheit Nr.5: geschichteter Sand mit glazialtektonischen Deformierungen; Einheit Nr.6: Till und Eiskontakt-Sedimente, die mit dem glazialen VorstoB von Gentilly in Vergindung gebracht werden; Einheit Nr.7: Kustensedimente aus wenig tiefem Wasser des Goldwaith-Meeres. Die marine post-glaziale Episode hat seit 9800-9400 Jahren v.u.Z., d.h. seit dem GoIdwaith III, dem Relief der lnsel einen groBen Teil seines heutigen Aussehens gegeben. Eine Reihe von Radiodatierungen 14C wird vorgestellt. Die Pollenalayse und die Analyse der Kieselalgen. aus Proben der Schichteneinheiten Nr. 2 und 4, geben lnformationen, die es ermôglichen, ihre Vorzeitumgebungen genauer zu definieren. Die môglichen Korrelationen mit den Shichtungseinheiten des Quaternàr im Tiefland des Sankt Lorenz-Stroms und des Gebiets um Québec werden diskutiert

Lithic industries, territory and mobility in the western Linear Pottery Culture

Territory is a complex notion whose definition varies depending on the discipline in which it is applied. Research on the notion of territory has often focused on the Palaeolithic. Studies in this field are mainly based on comparisons between archaeological assemblages and ethnographic data, an approach originating from the work of L.R. Binford, who introduced the concept of mobility, leading to various models of spatial occupation. How have researchers approached the notion of territory with regard to the first mixed farming populations of the Linear Pottery Culture in the Seine Basin and neighbouring regions? Can lithic industries contribute to our understanding of how these first sedentary populations perceived their territory? In this paper, we show that these first Neolithic communities likely obtained their siliceous materials via direct procurement strategies across a territory that they knew well and regularly frequented. In our study area, centred around the Rhine-Meuse region and the Seine Basin, two distinct litho-spaces are comprised of: 1) small numbers of minor territories with local resources, and 2) vast territories requiring greater mobility among the groups that occupied them. Furthermore, the procurement strategies of the occupants of the regions with few siliceous resources seem to have been based on long-distance relationships and networks. In this case, a high degree of mobility and ensuing social relations would have contributed to the attractivity of villages.Le territoire est une notion encore complexe qui recouvre des définitions polymorphes selon les disciplines. Les travaux sur la notion de territoire se sont particulièrement développés sur le Paléolithique (Delvigne 2016). Ils se fondent principalement sur des comparaisons entre les assemblages archéologiques et les données ethnographiques, issues notamment des travaux de Binford qui introduit le concept de mobilité, à l’origine de différents modèles d’occupation de l’espace (Binford 1982). Comment la notion de territoire a-t-elle été explorée pour les premières populations agro-pastorales ? L’industrie lithique peut-elle apporter des éléments sur la compréhension de la perception du territoire des premières populations sédentaires ? L’espace parcouru par ces premières communautés néolithiques pour acquérir leur matériau siliceux, selon des modalités d’acquisition directe, pourrait être entendu comme un territoire connu et traversé de manière relativement régulière. Pour notre zone d’étude, deux formes de litho-espaces se distinguent alors individualisant des petits territoires, finalement peu nombreux, où les ressources sont proches et de vastes territoires impliquant une plus forte mobilité des groupes qui les occupaient. Nous émettrons le principe que cette situation, pour les habitants de des régions pauvres en ressources, a nécessité le développement de liens et de réseaux à plus grande échelle que pour les habitats bien pourvus en ressources locales. La mobilité serait dans ce cas particulièrement régulière et avec des liens sociaux étendus, favorisant l’attractivité des villages

Anisotropy expectations for ultra-high-energy cosmic rays with future high statistics experiments

UHECRs have attracted a lot of attention due to their challengingly high energies and their potential value to constrain physical processes and astrophysical parameters in the most energetic sources of the universe. Current detectors have failed to detect significant anisotropies which had been expected to allow source identification. Some indications about the UHECR composition, which may become heavier at the highest energies, has even put into question the possibility that such a goal could be achieved soon. We investigate the potential value of a new-generation detector, with 10 times larger exposure, to overcome the current situation and make significant progress in the detection of anisotropies and thus in the study of UHECRs. We take as an example the expected performances of the JEM-EUSO, assuming a uniform full-sky coverage with a total exposure of 300,000 km2 sr yr. We simulate realistic UHECR sky maps for a wide range of possible astrophysical scenarios allowed by the current constraints, taking into account the energy losses and photo-dissociation of the UHECRs, as well as their deflections by magnetic fields. These sky maps, built for the expected statistics of JEM-EUSO as well as for the current Auger statistics, as a reference, are analyzed from the point of view of their intrinsic anisotropies, using the two-point correlation function. A statistical study of the resulting anisotropies is performed for each astrophysical scenario, varying the UHECR source composition and spectrum as well as the source density. We find that significant anisotropies are expected to be detected by a next-generation UHECR detector, for essentially all the astrophysical scenarios studied, and give precise, quantitative meaning to this statement. Our results show that a gain of one order of magnitude in exposure would make a significant difference compared to the existing detectors.Comment: 26 pages, 28 figure

Modularity for Large Virtual Reality Applications

International audienceThis paper focuses on the design of high performance VR applications. These applications usually involve various I/O devices and complex simulations. A parallel architecture or grid infrastructure is required to provide the necessary I/O and processing capabilities. Developing such applications faces several difficulties, two important ones being software engineering and performance issues. We argue that application modularity is a key concept to help the developer handle the complexity of these applications. We discuss how various approaches borrowed from other existing works can be combined to significantly improve the modularity of VR applications. This led to the development of the FlowVR middleware that associates a data-flow model with a hierarchical component model. Different case studies are presented to discuss the benefits of the approach proposed