LISDQS : un nouveau logiciel d’interpolation de données quantitatives et spatiales

Développé au sein de l’équipe "Paysage et cadre de vie", ce logiciel permet de rassembler, gérer et traiter l’ensemble des informations nécessaires au fonctionnement des interpolations.

En climatologie, comme d’en bien d’autres domaines, l’information n’est disponible qu’en un nombre réduit de points de mesure souvent très éloignés les uns des autres. Aussi la restitution de champs spatiaux continus par interpolation pose-t-elle de grosses difficultés que, de tout temps, météorologistes et climatologues se sont efforcés de dépasser et qui explique l’abondante littérature scientifique qui s’y rapporte. Ce problème trouve sa solution grâce au recours à des méthodes empruntées à la statistique (splines, modèles de régression, modèles polynomiaux) ou à la géostatistique (krigeage, krigeage avec dérive externe). La plupart des logiciels de statistique proposent ces méthodes. Toutefois, aucun ne fournit l’ensemble des informations nécessaires au déroulement aisé de l’interpolation.

Le logiciel LISDQS (logiciel d’interpolation de données quantitatives et spatiales) permet de créer toutes les données utiles à une interpolation ; il assure un transfert fluide et l’organisation de l’information spatiale en la hiérarchisant au sein de répertoires distincts ; et, surtout, il facilite le traitement de cette dernière. Le logiciel gère l’ensemble des opérations :

  • depuis la prise en charge des informations initiales (données résultant de l’observation caractérisées par une localisation en X et Y, valeurs à modéliser, données géographiques telles que le modèle numérique de terrain (MNT) et l’occupation du sol issue de la télédétection, etc.),
  • jusqu’à l’établissement des modèles destinés à la cartographie,
  • en passant par la création du système d’information géographique sous-jacent (création et gestion des couches d’informations nécessaires aux calculs), à l’analyse statistique et à l’interpolation elle-même. Toutes ces fonctionnalités sont rassemblées dans un projet original.

Ainsi, les différentes phases de calcul et d’interpolation sont-elles gérées automatiquement, avec un nombre aussi réduit que possible d’interventions. Le logiciel est tout à la fois un SIG aux sens « programme » et base de données. Il permet le traitement automatisé et en un temps réduit, de plusieurs centaines de situations.

Fonctionnement du logiciel LISDQS

Il enchaîne deux étapes.

  • 1/ analyse des corrélations linéaires entre la variable à interpoler et des variables des explicatives relatives à l’environnement physico-géographique de chaque point du territoire (altitude, pente, orientation, indice de végétation, distance à tel ou tel objet, etc.). Le principe général de cette première étape est d’identifier les meilleurs estimateurs (variables explicatives) de la variable à interpoler, puis de les croiser dans le cadre de régressions multiples en retenant les variables locales les plus significatives. Les coefficients de la régression multiple sont considérés comme des opérateurs cartographiques qui permettent de restituer le champ continu.
  • 2/ amélioration de l’estimation en krigeant les résidus obtenus à l’issue de la première étape. Le modèle final résulte de la somme des températures issues des deux étapes. Le logiciel tourne pour l’instant en interne dans le cadre d’une dizaine d’applications de recherche (en liaison avec des physiciens, des économistes, des botanistes, …). Des droits d’utilisation ont par ailleurs été cédés à un organisme de gestion des espaces agricoles en PACA ; des discussions avec d’autres organismes sont en cours.

L’architecture et les fonctions de base ont été écrites par Daniel JOLY en C++ ; le projet a été repris et interfacé sous Java par Gilles VUIDEL afin de permettre sa diffusion. Précisons enfin que cette opération a bénéficié de l’aide de la cellule de valorisation de l’Université de Franche-Comté.


Mis à jour : mardi 10 décembre 2013 09:43