Système Expert d'Information Géographique Orienté Objet (SEIGO2) : application à l'écoulement de l'eau sur les terrains

= Oriented-Object and Geographical Information Expert System : Application to Soil Water Flows

• Auteur / Autrice : El-Yamine El-Mahdi Kettal
• Direction : Robert Laurini
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Ingénierie Informatique
• Date : Soutenance en 1996
• Etablissement(s) : Lyon, INSA
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole doctorale Informatique et Information Pour La Societe. 1992-2009 (Lyon ; 1992-2009)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : LISI - Laboratoire d'Ingénierie des Systèmes d'Information (Lyon, INSA)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Simulation par ordinateur

Inondations

Système d'information géographique

Analyse spatiale

Conception orientée objets (informatique)

Hydrologie

Résumé

Afin d'aider les aménageurs dans leur choix de politique d'aménagement il serait intéressant de les doter d'un outil informatique de simulation des phénomènes d'inondation et de visualisation animée des résultats. Le travail porte seulement sur le premier aspect, à savoir la modélisation des écoulements sur différents types de terrains. L'écoulement est modélisé à partir d'équations différentielles numérisées appliquées à un terrain lui-même modélisé par une triangulation de Delaunay. Les modèles géométriques sont construits suivant une structure hiérarchique par génération de relations existantes entre les phénomènes naturels. De plus, la base de données spatiales est bâtie suivant l'approche orientée objet. Deux types de modèles, issus de l'hydrologie et de l'hydraulique, sont utilisés. Les modèles d'hydrologie et d'hydraulique sont appliqués sur des objets géographiques tels que les bassins versants, les réseaux de drainage et les rivières. Pour cela, une nouvelle méthode d'extraction des objets géographiques a été implémentée pour les extraire, éventuellement de n'importe quel terrain naturel. Ces modèles sont applicables que sous certaines conditions (caractéristiques morphologiques et typologiques du sol par exemple) et possèdent des paramètres qui évoluent d'une situation à une autre. Pour cela, nous utilisons un moteur d'inférence qui permet au système, pour chaque bassin versant ou pour chaque tronçon de rivière de choisir une équation avec des paramètres adéquats. Ce système expert est développé sur le système CIA, un interpréteur de symboles. Un système informatique baptisé SEIGO2 (Système Expert d'Information Géographique Orienté Objet), regroupant ces fonctionnalités décrites ci-dessus, est implémenté sur station SUN. En regroupant les fonctionnalités des SIG d'Information Géographique) et celles des systèmes experts, cela permet d’avoir un ensemble de requêtes et de raisonnements sur les données plus riches. Et il pourra être appliqué à d'autres domaines que celui de l'écoulement de l'eau: la diffusion des feux de forêts, le monitoring des régions écologiques, etc.

In order to help managers in their choice between environmental planning actions, it would be interesting to build a decision support system against flood phenomena with animated visualisation for results. The flow is modelled by numeric differential equations applied to a digital terrain model which is modelled by a Delaunay triangulation. The followed approach for terrain modelling allows the system to have complete geometric models constructed with a hierarchical structure by existing generated relations between natural phenomena. In addition, a spatial database is built with an object oriented approach. Two kinds of models are used in the system (one for hydrology and the other for hydraulics). In both models, hydrology and hydraulics, there exist some models which are solved by finite differences or by iterative programs of numerical analysis. Hydrologic and hydraulic models need to be applied on geographic objects such as watershed, drainage networks and rivers. Thus, a new method for the extraction of geographic objects from any digital terrain model (DTM) has been implemented. Moreover, these models are applied only under some conditions (morphologic characteristics and soil typologies for example) and they have parameters which evolve from a situation to another. For this reason, we use an inference engine which allows the system to choose an equation with its adequate parameters. The expert system is based on the first order logic with rule production and it is developed with a symbol interpreter named the CIA system. Our system, called SEIGO2, integrates these above mentioned functionalities, and it is implemented on a SUN station. Connecting together GIS (Geographical Information System) functionalities and those of the expert system allows the user to have a set of queries and reasonings on richer data. This system could be used for domains other than water flowing: forest fire diffusion, monitoring ecologic regions, etc.