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SICADESICADE Systèmes Intégrés de Connaissances pour l’Aide à la Décision en EnvironnementIntegrated Knowledge Systems for Decision Support in Environment
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