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Computer Science Researchin New Caledonia

Gilles Taladoire

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Collaboration UNC-IRD

Axe SICADEde l'US ESPACE

Implantation de Nouméa :LATICAL

US ESPACE

EquipeTIARé/ERIM

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IRD - Institut de Recherche pour le Développement(Intitute of Research for Development)

in the world

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Expertise et SPAtialisationdes Connaissances en Environnement

Expertise and Spatializing ofEnvironmental Knowledge

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Representation and availabilityof environmental knowledge

to help a sustainable development

Develop the ability to acquire, to process and to diffuse remote sensing data.

Develop methods to integrate and to make availablemulti-disciplinary ability for environment.

Implementation of methods to spatialize knowledgeavailable in the decision process.

Organize transfer and educational operations

Capitalization andintegration

of knowledge

Availabilityof knowledge

Education& transfer

Sspatio-temporal multi-scale approachSPATIAL x SPECTRAL x TEMPORAL

System approach Projects with partners

Geodata AcquisitionSpatializing methods

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SpatialTechnologies

80% of future spatial environmental data (space agency)

Adjustment of spatial, spectral and temporal dimension to real problem.

Environmentand usages

Social Sciences, Geology, Oceanography, Botany, Hydrology, ...

Realization of the society, evolution of responsability and issues.

InformationTechnologiesCapitalization &

Interoperabilityusing standard(system maturity)Evolution towardintegration of distributed knowledge

A positioning at the interface of environmental sciences,spatial technologies and information technologies

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1988

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3 main lines/research teams

Environment Monitoring satellite-aided

Surveillance de l’Environnement Assistée par Satellites

OTOTObservation de La terreObservation de La terreEarth Earth ObservationObservation

Contribution of remote sensing in tropical area

Spatio-temporal data

Integration of systems,data and knowledge

SICADESICADESystSystèèmes Intmes Intéégrgréés de s de

Connaissances pour lConnaissances pour l’’Aide Aide àà la Dla Déécision en Environnementcision en Environnement

Integrated knowledgeIntegrated knowledgesystems systems for for decision decision

support in support in environmentenvironment

Representation of complexsystems for decision support

Integration of knowledge

Integrated management of coastal zone

AIMSAIMSApproche intApproche intéégrgréée e

des milieux et des socides milieux et des sociééttééssIntegrated approachIntegrated approach

of of environment and environment and societysociety

Process of soiloccupation and usages

Availability of data

From spatial data to decision process

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In collaboration with :

• Spatial agency : CNES, SPOT-IMAGE, CLS, SCOT, NASA

• Research organizations : UNC, Université d’Orléans, CIRAD, IFREMER, BRGM, CNRS

• Expert firms : BRL-Ingéniérie, A2EP, NetOnWeb

• Public authorities : Province des Îles LOYAUTE, communes de LIFOU, MARE, OUVEA

AGIL 2003-2005AVI 2003-2004

SAGE 2002-2004

A double goal : Answer to social request & Research in spatializing knowledge

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i n g é n i e r i e

AGIL – Aide à la Gestion Intégrée des Littoraux – 2003/2004

Integrated management of coastal zone

Projet RTE (Réseau Terre et Espace), ministère de la Recherche

Project from Earth and Space Network(French ministry of research)

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AGIL prototype

Technical head

Decision makers

Scientists

Public

Aide à la Gestion Intégrée des

Littoraux

Environmental data distributed,

dynamic andstandardizes

Expertise/multi-disciplinary

Knowledge base

Databases

Spatial data

Internet Servers

WEB

Geographic Databases

Information systems

Distributed Modelling

Integratedmanagement of

coastal zone

Access to multi-sources data

Data availabilityIntegration and analysis

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AVI :Antenne Virtuelle Intertropicale

Real Time Real Time accessaccess to data,to data,productsproducts andand servicesservices

AVI I - 2003 AVI II - 2004

Intertropical Virtual AntennaA strategic project for overseas european country and european projects

(GMES)

DynamicDynamic andand distributeddistributed management of management of system system resourcesresources ((disksdisks, CPU, VPN, , CPU, VPN, backback--up)up)

‘L’

‘L’‘X

L’ ‘L’

‘X’ Band SPOT5

Hight résolutionENVISAT

‘L’ BandSPOT4-VEG

AVHRROrbview-2SEASTAR

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SEAS Nouméa

AVI SystemAVI System

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DAVARAutorités coutumières Calédonienne des eaux

Sustainable management of water resource in Loyalty islands

Scientific and technological research for economic development in New Caledonia

Water resource & Economic development

• No surface hydrographic network• A vital and fragile resource• Water is needed for every activity

Fresh water

Salted water• to preserve health of population• to combine economic development and waterresource conservation

Agriculture, farming, fishing, tourism, contructions• to manage a worldwide environmental patrimony

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Systèmes Intégrés de Connaissances pour l'Aide à la Décision en Environnement

Integrated knowledge systemsfor decision support in environment

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Mathematics/Computer sciences and environment ?

• Work on methods for environment, it is problems about :• access to distributed, heterogeneous, multi-source data• integration of geographical data, satellite data, real-time sensor• management of temporal and multi-scale data• management of incomplete data• representation of multi-disciplinary knowledge• decision support• multi-partners applications

• A wide area for research and engineering in mathematics and computer science

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Research directions

• New architecture for Geographic Information Systems :Use of open standard W3C, OpenGIS ConsortiumUse of metadata ISO 19115Evolution to web services

==> interoperable services with data catalog to product, to publish, to search, to use data on the web

• From data and services to knowledge : semantic webmetadata, reasoning, ontology

==> geographic semantic web

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Semantic web

Tim Berners-Lee« Axioms, Architecture and Aspirations »W3C all-working group plenary MeetingFebruary 2001

Unicode URI

XML + NS + XML Schema

RDF + RDF Schema

Ontology Vocabulary

Logic

Proof

Trust

Digital Signature

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Research directions

• Knowledge representation : multi-agents systems, neural networks, bayesian networks, logic, conceptuel graph andsemantic networks, constraint programming, model-checkingfor dynamic system, ...

• Cooperation of distributed applications

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Be realistic !An approach that

• is gradual and innovative• support with applications and projects• is durable

Projects

Distributed and heterogeneous data

Metadata

Ontology

Knowledge

Services

User Interfaces

Environment

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Thank you

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Partager et Mutualiser les données, services et compétencesSe conformer aux normes internationales émergentes

Synchroniser les monde de l’information géographique avec les standards des technologies de l’information

Promouvoir une infrastructure régionale de l’information scientifique

ISISISIS

VisualisationMétadonnées

CataloguesGéo-traitementsMédiationAutres services…

Géo Web ServicesDonnées hétérogènes et distribuées

Infrastructure StandardisInfrastructure Standardiséée pour le pour l’’Information Information SpatialisSpatialisééee Applications sur le WebAcquisition de données

Distribution

Autonomie

Interopérabilité

Hétérogénéité

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Sciences et Technologies de lSciences et Technologies de l’’Information et Information et de la Communicationde la Communication

Web ServicesLa nouvelle révolution logicielle ?

Les logiciels vus comme des servicesAccéder aux applications sur Internet

Créer de nouvelles applications en combinant celles existantes sur le Web

Masquer la complexité des technologies

Unicode URIDonnées standardisées

MétadonnéesOntologiesConnaissancesRaisonnement

ValidationSignatureélectronique

Web SémantiqueLa nouvelle révolution d’Internet ?

• Des langages pour décrire, exploiter et raisonner sur les contenus du Web

• Des connaissances qui s'appuient sur des ontologies et des métadonnées

• Des méthodes d’intégration automatique d'informations provenant de sources hétérogènes

Le futur du WebLe futur du Web

Vers un bouleversement des modes opératoires et

des équilibres économiques

Vers l’intégration de connaissances et du

raisonnement

sur le Web

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Systèmes d’information géographiqueDonnées hétérogènes et répartiesMédiation de donnéesMéta donnéesGéo services…

Applications distribuéesComposants WebWeb Sémantique

Web ServicesInternet

…

Analyse de donnéesStatistique & Probabilité - Gestion spatio-temporelleModélisation de systèmes complexes - Simulation …

• Mutualiser et partager les données, services et compétences

• Concevoir des infrastructures de systèmes interopérables

• Intégrer les connaissances au cœur des systèmes d’information

• Inventer les « Géo Web Services à base de connaissances »

SystSystèèmes Intmes Intéégrgréés de Connaissances pour s de Connaissances pour ll’’Aide Aide àà la Dla Déécision en Environnementcision en Environnement

Concilier recherche scientifique et applications opérationnelles en

en ironnement

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SeasView : Visualisation « temps réel » multi-stations de séries temporelles multi-c

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SeasView : Visualisation « temps réel » multi-stations de séries temporelles multi-capt

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Assessment from previous projects

• Necessity to access data from different sources• Many partners (service company, administrations, research

institute, …)• Different working methods• Differents software• Differents places• Heteroneneous data, format and systems

• A large part of time is used to search, to obtain, to convert andto integrate data

Centralized data

Necessity to general use of standards

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Use of open standards

In the domain of the internet :World Wide Web Consortium (W3C)

Extensible Markup Language (XML)

In the domain of geospatial information : International normalisation : the Technical Comity ISO 211

the standardisation in the field of digital geographicinformation

Industrial standardisation :the OpenGIS consortium

“the definition of specification to define transparentaccess to heterogeneous geodata and geoprocessingresources in a networked environment”

Geographic Markup Language (GML)

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Use of Metadata

• Data about data

• Necessary to know what data exist, their quality, ...

• Use of standard for metadata : ISO 19115

==> to define a catalog of available data