Possibilities and limits of prospective GIS land cover modelling--a compared case study: Garrotxes (France) and Alta Alpujarra Granadina (Spain)

International audienceThis study focuses on the possibilities and the limits of a prospective GIS land cover modelling applied to two case studies (France and Spain). The methodology, based on available GIS tools, consists of using earlier land cover maps and relevant environmental factors (calibration data) to model actual, known land cover to validate the model. The model aggregates Markov chain analysis for time prediction and multi-critera evaluation, multi-objective evaluation and cellular automata to perform spatial contiguity of modelled land cover scores. The first results give an accurate, pixel by pixel prediction rate of approximately 75%. An important issue of this study consists of analysing prediction residues to improve the model

Modelos de simulacion espacio-temporal y teledeteccion : el método de la segmentacion para la cartografia cronologica de usos del suelo

National audienceEl desarrollo de modelos para la simulación de dinámicas ambientales o simulaciones geomáticas, persigue trazar las evoluciones del pasado y actuales, extraer los comportamientos espacio-temporales más característicos y prever los cambios futuros o, al menos, construir los escenarios previsibles a corto y medio plazo. Modelizar dinámicas ambientales contribuye a comprender y prever la evolución futura, y la simulación prospectiva proporciona una herramienta de ayuda a la decisión para la gestión ambiental. Las simulaciones geomáticas se apoyan en bases de datos espacio-temporales en cuyo proceso de elaboración tienen un papel fundamental la Teledetección aérea y de satélite. El método de clasificación por segmentación se está aplicando a ortofotografías aéreas, como método alternativo al clásico de fotointerpretación manual. En este trabajo se muestran los resultados de la construcción de una serie cronológica de usos del suelo en los Pirineos Orientales franceses. Una segmentación puramente espectral ha sido aplicada a la BD Ortho del IGN de 2004 y a la fotografía aérea escaneada y posteriormente ortorectificada más antigua (1980, pancromática). Se explica su puesta en práctica y se discuten los resultados obtenidos. En conclusión, indicamos que la automatización del método permite agilizar la etapa de detección de unidades espaciales homogéneas y su asignación de atributos

Modelos geomaticos aplicados a la simulacion de cambios de usos del suelo. Evaluacion del potencial de cambio

En el marco de un proyecto de investigación, y como continuación de trabajos precedentes, se está llevando a cabo una labor de comparación de modelos de simulación de cambios de uso del suelo, con el objetivo de obtener conclusiones acerca de los principales avances temáticos y metodológicos que pueden extraerse de su utilización. Aquí se presentan los primeros resultados obtenidos en un área-test de la Región de Murcia de aproximadamente 2300 km² de extensión. Para la fase de calibración (t0 y t1) se han utilizado los mapas de usos del suelo del proyecto Corine Land Cover 1990 y 2000, y para la simulación de los resultados (T), el año 2006. Las variables descriptivas y explicativas utilizadas proceden de distintas fuentes y bases de datos oficiales, siendo transformadas como factores o restricciones de las categorías de ocupación del suelo y de las transiciones detectadas en la fase de calibración. Las herramientas TIGs utilizadas (Land Change Modeller, CA_MARKOV) están incluidas en el software IDRISI 16, versión Taïga. El objetivo es poder conocer las ventajas y limitaciones de estos modelos y comparar la especificidad de cada uno en la fase de calibración (estimación y localización de los cambios, métodos para transformación de variables)

Modelizacion prospectiva del paisaje mediante sistemas de informacion geografica

International audienceLos Sistemas de Información Geográfica incluyen entre sus funciones de análisis aquellas destinadas a la modelización espacio-temporal. En este trabajo se presentan los resultados de la aplicación de un método de modelización que combina el análisis de una serie cronológica de usos del suelo (Cadenas de Markov), con la puesta en relación de estos usos y un conjunto de variables explicativas (Evaluación multicriterio), para, por último, asignar a cada píxel una categoría de ocupación del suelo (Evaluación Multiobjetivo) en la fecha proyectada, proceso complementado con un algoritmo de automatismo celular que mide la contigüidad local. La modelización prospectiva de dos áreas de estudio comparables aunque con dinámicas paisajísticas específicas permite evaluar la metodología y precisar sus aportaciones y sus límites

Modélisation géomatique rétrospective des paysages par évaluation multicritères et multiobjectifs

International audienceParmi les fonctions SIG pour la modélisation spatio-temporelle et l'aide à la décision, l'évaluation multicritères et multiobjectifs s'avèrent être particulièrement utile en ce qui concerne la reproductibilité des résultats et le paramétrage de scénarii en termes de prise de risque et de compensation. Ce travail illustre la méthodologie et les résultats obtenus pour la reconstitution probabiliste du paysage historique de la Alta Alpujarra Granadina (Sierra Nevada, Espagne) du 16ème, 18ème et 19ème siècle. L'évaluation multicritères génère des cartes de potentialité - ou d'aptitude - pour chaque usage (objectif), en l'occurrence les différentes catégories d'occupation du sol. Elle se base sur l'hypothèse qu'il existe, pour une date donnée, une série de critères spatialisés pouvant expliquer la variabilité des états de la variable (catégories d'occupation du sol), autrement dit l'aptitude pour un usage. L'évaluation multiobjectifs consiste, en tenant compte des superficies réellement occupées, à intégrer les objectifs concurrents (cartes d'aptitude monothématiques) afin de construire les cartes probabilistes d'occupation du sol historiques pour 1572, 1752 et 1855/61. Les résultats expriment la probabilité de présence d'une occupation du sol à un endroit donné selon les critères inclus dans l'analyse. Leur interprétation permet de se prononcer sur les apports et limites de la méthodologie mise en oeuvre sans pour autant autoriser une validation faute de documents historiques de comparaiso

Éclairer le choix des outils de simulation des changements des modes d'occupation et d'usages des sols. Une approche comparative.

International audienceDurant les dernières décennies, une variété de modèles ont été développés pour simuler les changements futurs des modes d'occupation et d'usage des sols. Dans cette étude, nous avons comparé quatre logiciels de modélisation : CLUE-S, DINAMICA EGO, CA_Markov et Land Change Modeler. Nous avons examiné les différentes méthodes et outils disponibles dans chaque modèle pour reproduire les étapes nécessaires pour une telle approche de modélisation : 1) estimation de la quantité de changement, 2) caractérisation des changements observés par des variables explicatives, 3) allocation spatiale des changements, 4) reproduction des patrons spatiaux, 5) évaluation de la performance du modèle et 6) capacité pour développer des modèles sophistiqués. Pour illustrer cette analyse, les modèles ont été appliqués à des études de cas théoriques très simples. Nous avons comparé les différents résultats issus de cette démarche de modélisation (projection des surfaces de changements futurs, cartes de probabilité de changement, cartes des modes d'occupation et d'usage des sols futurs) afin d'objectiver nos conclusions portant sur la flexibilité et la capacité des modèles pour effectuer les différentes tâches listées. Le but de cette étude vise à éclairer les futurs utilisateurs à faire un choix de modèle approprié suivant leur problématique

Una comparación de diferentes enfoques de modelación de cambios de cobertura/uso del suelo

International audienceDurante las últimas décadas, una gran variedad de modelos fueron desarrollados para predecir la localización de los CUCS. En este estudio, se comparan cuatro programas de modelación: CLUE, DINAMICA EGO, CA_Markov and Land Change Modeler (ambos disponible en IDRISI). En un primer paso, se revisaron los diferentes métodos y herramientas disponibles en cada modelo para llevar a cabo los diferentes pasos de la modelación (estimación de la cantidad de cambio, relación entre las variables explicativas y los cambios, alocación de los cambios, reproducción de los patrones espaciales, evaluación del desempeño del modelo, posibilidad de desarrollar modelos más sofisticados). En un paso siguiente, se aplicaron los modelos a un caso de estudio virtual, basado en un escenario de deforestación sencillo. Esta estrategia nos permitió comparar los modelos en situaciones controladas y desarrollar situaciones retadoras para evaluar el desempeño de cada modelo. Se compararon los diferentes productos de la modelación (mapas de probabilidad de cambio, mapas de coberturas simulados) y se evaluaron los modelos tomando en cuanto su flexibilidad y capacidad para llevar a cabo las diferentes tareas relacionadas con la modelación

Land change modeling: moving beyond projections

International audienceDuring the last decades, there has been an increasing interest from the academic and policy communities to monitor and model changes of the earth surface. Modeling environmental dynamics helps to understand changes that are taking place currently and to anticipate future evolutions. Prospective simulation supports decision-making for environmental management and land planning. This special issue is dedicated to advances in land change modeling. Land Use / Land Cover Change, also called LUCC, is certainly a prominent interface between natural and social dynamics because anthropogenic LUCC has a profound impact on Earth. LUCC impacts a large amount of highly relevant topics such as resource exploitation, climate change, biodiversity loss, etc. Land change modeling can provide transparent, efficient and sustainable decision support to these current and rising environmental problem

Inductive pattern-based land use/cover change models: A comparison of four software packages

International audienceLand use/cover change (LUCC), as an important factor in global change, is a topic that has recently received considerable attention in the prospective modeling domain. There are many approaches and software packages for modeling LUCC, many of them are empirical approaches based on past LUCC such as CLUES , DINAMICA EGO, CA_MARKOV and Land Change Modeler (both available in IDRISI). This study reviews the possibilities and the limits of these four modeling software packages. First, a revision of the methods and tools available for each model was performed, taking into account how the models carry out the different procedures involved in the modeling process: quantity of change estimate, change potential evaluation, spatial allocation of change, reproduction of temporal and spatial patterns, model evaluation and advanced modeling options. Additional considerations, such as flexibility and user friendliness were also taken into account. Then, the four models were applied to a virtual case study to illustrate the previous descriptions with a typical LUCC scenario that consists of four processes of change (conversion of forest to two different types of crops, crop abandonment and urban sprawl) that follow different spatial patterns and are conditioned by different drivers. The outputs were compared to assess the quantity of change estimates, the change potential and the simulated prospective maps. Finally, we discussed some basic criteria to define a " good " model

Various Approaches for Predicting Land Cover in Mountain Areas

Using former maps, geographers intend to study the evolution of the land cover in order to have a prospective approach on the future landscape; predictions of the future land cover, by the use of older maps and environmental variables, are usually done through the GIS (Geographic Information System). We propose here to confront this classical geographical approach with statistical approaches: a linear parametric model (polychotomous regression modeling) and a nonparametric one (multilayer perceptron). These methodologies have been tested on two real areas on which the land cover is known at various dates; this allows us to emphasize the benefit of these two statistical approaches compared to GIS and to discuss the way GIS could be improved by the use of statistical models.Comment: 14 pages; Classifications: Information Theory; Probability Theory & Applications; Statistical Computing; Statistical Theory & Method