Projet d'analyse spatiale appliquée

Durée

15h Th, 15h Pr

Nombre de crédits

Enseignant

Yves Cornet

Langue(s) de l'unité d'enseignement

Langue française

Organisation et évaluation

Enseignement au premier quadrimestre, examen en janvier

Horaire

Horaire en ligne

Unités d'enseignement prérequises et corequises

Les unités prérequises ou corequises sont présentées au sein de chaque programme

Contenus de l'unité d'enseignement

Le cours expose une série de thèmes relevant des méthodes quantitatives de la géographie et, plus spécifiquement, de la géomorphométrie. Certains de ces thèmes doivent être choisis par les étudiants en fonction de leur domaine de recherche dans le cadre de leur mémoire. A chaque thème correspond un certain nombre d'heures de cours et d'exercices.
Le nombre total d'heures choisi ne doit pas dépasser le volume horaire officiel de ce cours. L'estimation de la durée de la formation pour chaque thème est minimale. En début de formation, la durée effective des exercices peut être 2 fois plus longue que celle signalée.
La liste des thèmes est la suivante :
- Thème 1: Segmentation d'image (~4 h.)
- Thème 2: Squelettisation et vectorisation (~2 h.)
- Thème 3: Extraction des caractéristiques du réseau hydrographique à partir de MNE (MNT et MNS) et vectorisation (~6 h.)
- Thème 4: Calcul d'indice d'asymétrie de bassins versants à partir d'un MNE (~3 h.)
- Thème 5: Calcul de la densité linéaire de drainage à partir d'un MNE (~2 h.)
- Thème 6: Surface enveloppe and carte des sommets à partir d'un MNE (~2 h.)
- Thème 7: Calcul d'indices morphométriques sur MNE et classification morphologique (~4 h.)
- Thème 8: Calcul d'un indice de confinement  topoclimatologique (~1 h.)
- Thème 9: Modélisation climatique exploitant des facteurs physiographiques (~3 h.)
Les deux derniers sujets sont spécialement destinés aux étudiants en climatologie qui choisissent ce cours en option.

Acquis d'apprentissage (objectifs d'apprentissage) de l'unité d'enseignement

L'objectif principal de ce cours est de permettre, notemment dans le cadre des mémoires de géomorphologie, l'exploitation de différents outils logiciels (Erdas Imagine, ArcGIS & ArcGis, QGIS et SAGA, R et programmation sous Matlab et Octave ...). Ce cours doit favoriser la mise en pratique de connaissances théoriques acquises lors de divers cours des précédentes années d'étude de Bac et de Master (télédétection, analyse spatiale, analyse numérique, statistiques et mathématiques, cartographie , programmation; géomorphologie ...).
Au terme des séances, l'étudiant aura atteint un niveau d'autonomie suffisant dans l'exploitation de ces outils pour développer ses propres méthodes de recherche et d'expérimentation numérique en découvrant par lui-même les potentialités offertes par ces outils professionnels. Lors des séances, ces potentialités sont illustrées par une série d'applications relevant de la modélisation spatiale et de la métrologie dans différents domaines de la géomorphologie.
Lors du cours, une attention particulière sera accordée à la complémentarité des outils et l'interopérabilité. Quels outils choisir et combiner pour solutionner un problème spécifique ? Comment assurer, entre ces différents outils, le flux des données et résultats de chaque traitement.
Les étudiants devront dès lors être en mesure d'élargir par eux-mêmes et en exploitant les aides en ligne et les forums de discussions sur les logiciels leur panel de fonctionnalités pour répondre à de nouvelles questions de recherche.

Savoirs et compétences prérequis

Le cours exploite essentiellement des notions et des outils logiciels expliqués pendant les cours de cartographie, télédétection et analyse spatiale. Il exploite aussi  quelques types de traitements étudiés dans le cadre des cours de statistiques. En outre, il fait fréquemment référence aux notions de mathématique. Les notions spécifiques relevant de ces cours sont brièvement rappelées pendant les séances y faisant appel.
Par ailleurs, le mode de réflexion et la rigueur d'analyse acquis lors de ces cours et aussi de la plupart des autres cours à caractère scientifiques (physique, méthodes numériques, géodésie, programmation ...) de Bac et de Master constitue un atout incontestable pour atteindre le niveau de performance et d'autonomie visé.

Activités d'apprentissage prévues et méthodes d'enseignement

Certains protocoles standards et algorithmes sont expliqués par l'enseignant mais l'étudiant doit approfondir, par lui-même, ses connaissances sur ces méthodes en exploitant les aides en ligne, les forums de discussion et les articles et livres de référence scientifiques, si nécessaire.
D'une part, l'étudiant applique, en autonomie contrôlée, ces protocoles et algorithmes à l'aide des outils logiciels mis à sa disposition. Les sets de données lui sont également fournis ou bien il doit les downloader sur le web et les prétraiter (SRTM p. ex.).
D'autre part, l'étudiant devra réaliser, en autonomie complète, un exercice non expliqué aux séances en exploitant les outils disponibles et en trouvant d'autres si nécessaire. Cet exercice pourra, par exemple, porter sur un des aspects du voyage didactique de géomorphologie réalisé en Master. Il fera l'objet de l'évaluation certificative.
Par ailleurs, les étudiants ont accès gratuitement à la licence Idrisi et à d'autres logiciels via le VPN de l'ULg. Pour obtenir l'information sur l'accès à ces logiciels, ils peuvent consulter l'adresse web suivante : http://www.gitan.ulg.ac.be/cms.
Ce site fournit aussi le calendrier d'utilisation des salles de cours du bâtiment B5a. S'ils désirent en profiter pour s'exercer ou avancer dans leur projet de travaux pratiques, ils peuvent prendre contact avec le staff de l'Unité de Géomatique.

Mode d'enseignement (présentiel ; enseignement à distance)

Les séances sont dispensées à l'Institut de Physique (B5a/2/35, B5a/2/42 ou B5a/4/18). L'horaire est fixé chaque année par le pool de secrétaires du Département de Géographie (http://www.facsc.ulg.ac.be/cms/c_253095/fr/horaires).
Une brève introduction théorique est faite en début de chaque exercice. Elle est de type ex cathedra. L'exercice est ensuite réalisé par les étudiants en autonomie contrôlée. Les exercices ne nécessitant pas l'assistance de la part du professeur peuvent être effectués en dehors des plages horaires prévues au programme.

Lectures recommandées ou obligatoires et notes de cours

Le support de cours et des travaux dirigés est constitué par une collection de diapositives numériques, de documents Word et d'extraits de publications et livres ainsi que de sets de données. Un set de données sur les thématiques du voyage didactique de géomorphologie est notamment mis à la disposition des étudiants.
Nous leur recommandons néanmoins de consulter la littérature scientifique accessible via les outils mis à leur disposition grâce à leur inscription à l'ULg ainsi que la littérature grise du web et les aides et forums de discussion de logiciels exploités.
Nous recommandons aussi la consultation de l'ouvrage suivant : Zhilin Li, Qing Zhu & Christopher Gold, 2005. Digital Terrain Modeling. Principles and methodology. CRC Press, 323 p.
Les exercices destinés aux étudiants en climatologie sont inspirés de la thèse de doctorat de R. Van De Kekhove (2012) de l'UGent qui pourra être consultée dans mon bureau.

Modalités d'évaluation et critères

Une auto-évaluation non-certificative permanente est assurée pendant les séances d'exercices par une interaction forte avec leur enseignant.
L'exercice évalué de façon certificative consiste en l'analyse d'un problème particulier provenant des thématiques abordées lors du voyage didactique de géomorphologie ou de leur mémoire et en la formulation d'une solution faisant appel à une série de fonctionnalités des outils logiciels utilisés ou non durant les séances de cours. Cette analyse et la solution proposée feront l'objet d'un rapport qui servira de base à un exposé et une interrogation orale. Le travail sera réalisé individuellement.
Nous nous réservons néanmoins la possibilité de changer la procédure d'évaluation. Ces changements seront bien entendu réalisés en accord avec les étudiants qui en seront donc tenus au courant.
Les critères d'évaluation sont les suivants : clarté, cohérence, logique, rigueur, précision, exhaustivité, concision, pertinence, transversalité (au sein du cours et entre cours), qualité des interprétations mathématiques (signification mathématique des différents coefficients des équations p. ex.), physiques (dimensions et unités, ordre de grandeur - scaling, p. ex.) et géographiques (interaction spatio-temporelle mono et multivariées et nature - type - et signification des variables p. ex.). Le sens critique vis-à-vis des données utilisées (qualification, nature, signification, représentativité, normalisation ...) et des choix méthodologiques (justification des choix  des méthodes, de seuils adaptés, ...) sera également pris en considération lors de l'évaluation. Par ailleurs, les réponses seront aussi évaluées sur base de la qualité et l'originalité des illustrations graphiques car l'expression graphique constitue la spécificité du scientifique. Elle permet de démontrer la bonne compréhension du phénomène. Enfin, tout enrichissement d'une réponse par une culture scientifique personnelle riche constituera aussi un facteur d'évaluation de l'excellence.

Stage(s)

Néant

Remarques organisationnelles

Néant

Contacts

Yves CORNET, Chargé de Cours
Unité de Géomatique, Allée du 6 Août, 17 (B5a), 4000 Liège
Tél. 04 3665371
Mail : ycornet@ulg.ac.be
Web: http://139.165.44.35/cms/index.php

Notes en ligne