Modélisation des déplacements d'animaux dans un espace géographique : analyse et simulation

Modelling animal movements on a geographical space : analyses and simulation

• Auteur / Autrice : Laurence Jolivet
• Direction : Anne Ruas
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Geographie
• Date : Soutenance le 20/05/2014
• Etablissement(s) : Paris 1
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale de Géographie de Paris. Espace, sociétés, aménagement (Paris ; 2000-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Géographie-cités (Paris ; 1998-....)
• Jury : Président / Présidente : Philippe Clergeau
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Anne Ruas, Marianne Cohen, Sonia Saïd, Danielle Marceau
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Jean-Christophe Foltête, Didier Josselin

Mots clés

Mots clés contrôlés

Animaux -- Distribution géographique

Territorialité (zoologie)

Mots clés libres

Bases de données géographiques

Localisation GPS et VHF

Faune

Déplacement

Préférence spatiale

Obstacle

Simulation agent

Aménagement du territoire

Geographical databases

GPS et VHF localizations

Fauna

Movement

Spatial preference

Obstacle

Agent-based simulation

Planning

Résumé

Une des préoccupations de la société est de trouver un compromis entre le développement des territoires et la protection de la faune sauvage. La prise en compte des déplacements des animaux lors de projets d’aménagement nécessite de connaître les comportements des différentes espèces et de définir ce qui a une influence sur leur localisation et sur la sélection de leur lieu de vie. Notre objectif est de pouvoir représenter les déplacements d’animaux sur un espace géographique précisément décrit afin ensuite de simuler et d’évaluer les conséquences des aménagements.Nous avons commencé par analyser l’influence des éléments du paysage sur les déplacements à partir de localisations connues d’animaux comme des traces GPS (suivis menés par l’ELIZ, l’ANSES, l’ONCFS, l’INRA)et de données de description de l’espace notamment la BD TOPO®. Les cas d’étude correspondent à des milieux différents et à trois espèces : renard, chevreuil et cerf. Nous avons pu confirmer le rôle de certains caractères de l’espace selon les cas d’étude. Par exemple les préférences spatiales lors des déplacements des renards en milieu périurbain semblent se porter sur la végétation arborée et des lieux peu occupés par les hommes pendant certaines parties de la journée (parcs, zones d’activités, le long des voies ferrées). Concernant les cervidés en milieu forestier, la pente et le type de peuplement paraissent avoir le plus d’influence sur les déplacements.À l’aide des connaissances extraites par les analyses et de la littérature, nous avons défini et implémenté dans la plateforme GeOxygene un modèle de simulation de déplacements d’animaux. Les trajectoires sont construites par une approche agent reprenant le comportement spatial selon l’espèce et l’influence des éléments du paysage favorables ou faisant obstacle. Nous effectuons une analyse critique de notre modèle puis nous proposons des pistes d’enrichissement à l’aide de la comparaison avec les observations et le retour des écologues. Enfin des scénarios d’aménagement sont testés dans le but de mettre en évidence leur impact et leur efficacité.

Finding compromises between human development and wildlife protection is one concern of society.Taking into account animal movements in planning projects requires some knowledge on species behaviours and on what determines their localizations and their habitat places. Our goal is to be able to represent animal movements on an accurate geographical space in order to simulate and to evaluate the consequences of planning decisions. We first analysed how the features of the landscape influence movements from collected localizations on animals, for example GPS tracks (studies of ELIZ, ANSES, ONCFS, INRA) and from data describing spacesuch as BD TOPO®. The studied cases are about several types of environment and three species: red fox,roe deer and red deer. We found some results that confirm the role played by the spatial features,depending on the studied cases. For instance in a periurban environment, foxes seem to be more inwooded patches and in places with few human activities during some parts of the day (squares, areas with industrial or commercial activities, sides of railways). In a forested environment, deers are more likely to be influenced by slope and forest stands. Thanks to knowledge from data analyses and to literature, we defined a simulation model for animalmovements. We implemented it in the GeOxygene platform. The trajectories are built with an agent approach by taking into account the spatial behaviour of the species and the influence of elements that favour or hinder movements. We proposed a critical view of the modelling choices and some improvements from the comparison with observations and experts advices. Then, scenarios within frastructures are defined so that to identify their impact and their efficiency.