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Formation SIG et Santé 14. La modélisation spatiale des phénomènes de santé. Marc SOURIS. La modélisation des phénomènes de santé. La modélisation des phénomènes de santé met en jeu de nombreuses données localisées, souvent schématisées à des échelles différentes. - PowerPoint PPT Presentation
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Formation SIG et SantéFormation SIG et Santé
14. La modélisation spatiale des 14. La modélisation spatiale des phénomènes de santéphénomènes de santé
Marc SOURISMarc SOURIS
La modélisation des phénomènes de santé met en jeu de La modélisation des phénomènes de santé met en jeu de nombreuses données localisées, souvent schématisées à des nombreuses données localisées, souvent schématisées à des échelles différentes.échelles différentes.
Si la plupart des paramètres biologiques d’un modèle concernent Si la plupart des paramètres biologiques d’un modèle concernent les individus et les pathogènes, et les données environnementales les individus et les pathogènes, et les données environnementales et contextuelles proviennent d’autres objets, localisés de façon et contextuelles proviennent d’autres objets, localisés de façon indépendante, à des échelles très diverses.indépendante, à des échelles très diverses.
L’espace intervient non pas comme facteur explicatif direct, mais L’espace intervient non pas comme facteur explicatif direct, mais en permettant de modéliser des en permettant de modéliser des variations de valeursvariations de valeurs en fonction en fonction dede caractères géométriques ou topologiques entre les agentscaractères géométriques ou topologiques entre les agents : : proximité, voisinage et contiguïté, continuité, distances, proximité, voisinage et contiguïté, continuité, distances, concentration, dans le temps comme dans l’espace.concentration, dans le temps comme dans l’espace.
La modélisation des phénomènes de santéLa modélisation des phénomènes de santé
Deux grands techniques de modélisation :Deux grands techniques de modélisation :
La macro-modélisation, plutôt déterministe, à partir d’équations La macro-modélisation, plutôt déterministe, à partir d’équations analytiques (souvent différentielles), et traitant de populationsanalytiques (souvent différentielles), et traitant de populations
La micro-modélisation, avec résolution numérique par pas de La micro-modélisation, avec résolution numérique par pas de temps fini, utilisant des lois de comportement, traitant d’objets qui temps fini, utilisant des lois de comportement, traitant d’objets qui sont à l’échelle des prises de décision (individus, ménages, sont à l’échelle des prises de décision (individus, ménages, vecteurs…) et non des populations, et utilisant une démarche vecteurs…) et non des populations, et utilisant une démarche stochastique sur ces individus pour résoudre le hasard des stochastique sur ces individus pour résoudre le hasard des comportements.comportements.
La modélisation des phénomènes de santéLa modélisation des phénomènes de santé
La prise en compte de la localisation est difficile dans les modèles La prise en compte de la localisation est difficile dans les modèles basés sur des lois de comportement de populations. On s’expose basés sur des lois de comportement de populations. On s’expose à l’erreur écologique. Pour intégrer des variables à l’erreur écologique. Pour intégrer des variables environnementales, il faut faire coïncider espace et population, ou environnementales, il faut faire coïncider espace et population, ou faire des hypothèses d’homogénéité souvent peu réalistes.faire des hypothèses d’homogénéité souvent peu réalistes.
Elle est par contre plus facile dans les modèles IBM (Elle est par contre plus facile dans les modèles IBM (Individual Individual Based ModelBased Model) car, à chaque pas de temps, les agents peuvent ) car, à chaque pas de temps, les agents peuvent connaître leur environnement (horizontal et vertical).connaître leur environnement (horizontal et vertical).
Les modèles IBM permettent également de détecter les Les modèles IBM permettent également de détecter les évènements rares ou chaotiques.évènements rares ou chaotiques.
La modélisation des phénomènes de santéLa modélisation des phénomènes de santé
Mettre en œuvre un modèle IBM dans un SIG permet de bénéficier Mettre en œuvre un modèle IBM dans un SIG permet de bénéficier d’opérations de transfert d’échelle à chaque pas de la simulation. d’opérations de transfert d’échelle à chaque pas de la simulation. Cela impose néanmoins de Cela impose néanmoins de grosses ressources de calculgrosses ressources de calcul, de , de manière à pouvoir résoudre à chaque pas de temps l’ensemble manière à pouvoir résoudre à chaque pas de temps l’ensemble des transferts nécessaires (en général par appartenance) et des des transferts nécessaires (en général par appartenance) et des autres relations spatiales entre objets.autres relations spatiales entre objets.
Dans tous les cas, il convient d’énoncer clairement les Dans tous les cas, il convient d’énoncer clairement les hypothèseshypothèses formulées dans des lois de comportement ou de décision, et de formulées dans des lois de comportement ou de décision, et de s’assurer que la résolution des transferts d’échelle est compatible s’assurer que la résolution des transferts d’échelle est compatible avec ces hypothèses (en terme de précision notamment).avec ces hypothèses (en terme de précision notamment).
La modélisation des phénomènes de santéLa modélisation des phénomènes de santé
La modélisation de la dengue fait intervenir un système complexe La modélisation de la dengue fait intervenir un système complexe homme-vecteur-pathogène-environnement, de type SEIR.homme-vecteur-pathogène-environnement, de type SEIR.
Principaux paramètres :Principaux paramètres :
HommeHomme : état immunitaire, conditions de vie, âge, activité, etc. : état immunitaire, conditions de vie, âge, activité, etc.
AedesAedes : tous les paramètres biologiques et environnementaux : tous les paramètres biologiques et environnementaux permettant de modéliser la densité de moustiquespermettant de modéliser la densité de moustiques
EnvironnementEnvironnement : météo et climat, altitude, usage du sol, etc. : météo et climat, altitude, usage du sol, etc.
Exemple : la modélisation de la dengueExemple : la modélisation de la dengue
La modélisation de la densité de moustique utilise le La modélisation de la densité de moustique utilise le comportement individuel du moustique (automate à états finis) comportement individuel du moustique (automate à états finis)
Exemple : la modélisation de la dengueExemple : la modélisation de la dengue
La densité de moustique et la probabilité de piqûre sont calculées La densité de moustique et la probabilité de piqûre sont calculées à chaque pas de temps par agrégation spatiale. L’influence de à chaque pas de temps par agrégation spatiale. L’influence de l’environnement intervient au niveau du comportement individuel l’environnement intervient au niveau du comportement individuel du moustique.du moustique.
Exemple : la modélisation de la dengueExemple : la modélisation de la dengue
Aedes Aegyptii femelleAedes Aegyptii femelle
FinMarc Souris, septembre 2006
