MÉMOIRE HABILITATION À DIRIGER DES RECHERCHES Étude ...

Karima Ouadia

Description

• cours - matière potentielle : du temps
• mémoire

MÉMOIRE pour une HABILITATION À DIRIGER DES RECHERCHES Étude numérique et mathématique de quelques modèles de transition de phase, de séparation de phases et de cristaux liquides par Morgan PIERRE Université de Poitiers Soutenue le 6 octobre 2011 devant un jury composé des Professeurs François ALOUGES École Polytechnique Franck BOYER Université Paul Cézanne (Aix-Marseille III) Ralph CHILL Université de Dresde (Allemagne) Arnaud DEBUSSCHE École Normale Supérieure de Cachan Bretagne Alberto FARINA Université de Picardie Jules Verne Alain MIRANVILLE Université de Poitiers au vu des rapports des Professeurs Franck BOYER Université Paul Cézanne (Aix-Marseille III) Charles M. ELLIOTT Université de Warwick (Royaume-Uni) Alberto FARINA Université de Picardie

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Sujets

• Mémoire
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Informations

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• Langue: Français

Extrait

Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines


Habilitation à Diriger des Recherches
Spécialité Informatique

Analyse et extraction de connaissances des
bases de données spatiotemporelles



Mémoire présenté par

Karine Zeitouni

er
Le 1 Décembre 2006

Devant le jury


Rapporteurs Jiawei Han Professeur - Université de l’Illinois
Robert Laurini Professeur - INSA de Lyon
Philippe Rigaux Professeur - Université de Paris Dauphine
Georges Gardarin Professeur - Université de Versailles-Saint-Quentin Examinateurs
Philippe Pucheral Professeur - Université de Versailles-Saint-Quentin
Michel Scholl Professeur - CNAM Paris
Stefano Spaccapietra Professeur - Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne



A Paul et Maria
A la mémoire de Lara
Remerciements

Je tiens en premier lieu à exprimer toute ma gratitude au Professeur Georges Gardarin pour sa
confiance et pour l’autonomie qu’il m’a accordée durant toutes ces années passées au PRISM. Je
le remercie aussi pour sa compétence exemplaire dans son métier, qui nous trace le chemin. J’ai
toujours été fière d’appartenir à l’équipe qu’il a monté au sein du laboratoire qu’il a crée.
J’ai eu la chance de réunir dans mon jury des spécialistes de mon domaine parmi les plus
reconnus sur le plan national et international. Aussi, je tiens à les remercier tout particulièrement
pour m’avoir fait l’honneur de leur participation. Merci au Professeur Michel Scholl pour avoir
présidé mon Jury, aux Professeurs Jiawei Han, Robert Laurini et Philippe Rigaux pour avoir
rapporté sur ce mémoire et aux Professeurs Georges Gardarin, Philippe Pucheral et Stefano
Spaccapietra pour leur enthousiasme à participer à ce jury.
Ce mémoire est le fruit de longues années de travail d’équipe et de collaborations scientifiques et
industrielles. A ce titre, je témoigne du mérite des doctorants que j’ai encadrés dans ce résultat,
nommément Thomas Delpy, Huaizhong Kou, Nadjim Chelghoum, Lionel Savary et Tao Wan. Je
leur souhaite un avenir plein de succès. J'ai eu la chance d'avoir de multiples collaborations
scientifiques et industrielles. Je remercie vivement les Professeurs et chercheurs français et
étrangers, ainsi que les partenaires industriels avec qui j’ai eu le plaisir de travailler.
Au sein du laboratoire PRISM, je n’oublie pas de citer les collègues qui m’ont beaucoup apportée,
que ce soit par leur conseil, leur aide ou tout simplement par leur amitié. Je tiens à remercier en
premier lieu Mokrane Bouzeghoub pour ses précieux conseils ; Philippe Pucheral pour la lecture
avisée de ce mémoire et pour son aide dans tout ce projet ; tous les collègues de l’équipe
Systèmes de Bases de données ainsi que ceux de l’équipe SIAL pour leur volontariat. Je ne puis
oublier nos secrétaires Annick Baffert et Chantal Ducoin pour leur amitié d’abord et pour leur
dévouement. Je remercie collectivement les collègues qui m’ont soutenue, que ce soit au PRISM
ou à l’IUT de Vélizy.
Enfin, sans le soutien et l’aide de mon mari, il aurait été difficile de mener à bien ce travail. Merci
à Paul pour avoir assuré sur le plan familial lorsqu’il fallait que je prolonge une journée de travail
ou que j’assure une mission loin du foyer. Merci à Maria d’être simplement ce qu’elle est, notre
source de bonheur.

Résumé
Ces dernières années ont vu une croissance phénoménale dans la production et la diffusion des données
spatiales de sources aussi variées qu’hétérogènes. Cela a généré des besoins d’intégration dans des
entrepôts de données et des perspectives d’analyse exploratoire et de fouille de données spatiales et
spatiotemporelles. Nos travaux se placent dans ce contexte visant l’analyse et l’extraction des
connaissances depuis les bases de données spatiotemporelles. Ils traitent différents aspects allant de la
modélisation avancée des données spatiales, à la fouille de ces données en passant par leur intégration dans
un entrepôt, l’optimisation des requêtes et l’analyse en ligne. Ainsi, nous décrivons nos approches pour la
modélisation 3D, puis pour la modélisation spatiotemporelle d’objets mobiles. Ensuite, l’intégration de
données spatiales est traitées selon deux aspects : l’intégration de formats et l’intégration de données par
l’appariement géométrique. Une architecture d’entrepôt de données spatiales basée sur les standards XML
et GML est proposée, puis dotée d’une technique d’optimisation de requêtes spatiales basée sur un cache
sémantique. L’exploration des données spatiotemporelles a donné lieu à des solutions originales extension
de l’OLAP. Enfin, différentes approches sont proposées pour la fouille de données spatiales. Nous avons
ouvert le spectre de nos recherches à la fouille d’autres données complexes, telles que les données
séquentielles et textuelles. Ces travaux ainsi que les développements futurs sont exposés dans ce mémoire. 1
Table des matières


Préambule _____________________________________________________3
Chapitre I. Introduction ___________________________________________5
I.1. Problématique de recherche et contributions _________________________________ 5
I.2. Organisation de ce mémoire ______________________________________________ 10
Chapitre II. Modélisation avancée des données spatiales ______________11
II.1. Problématique et limites de l’état de l’art ___________________________________ 11
II.2. Contributions __________________________________________________________ 13
II.3. Conclusion _____________________________________________________________ 17
II.4. Références 18
Chapitre III. Entrepôt de données spatiotemporelles ___________________21
III.1. Problématique 21
III.2. Etat de l'art ____________________________________________________________ 22
III.3. Contributions __________________________________________________________ 27
III.4. Conclusion _____________________________________________________________ 37
III.5. Références 38
Chapitre IV. Analyse en ligne des données spatiotemporelles ___________41
IV.1. Problématique 41
IV.2. Etat de l'art ____________________________________________________________ 42
IV.3. Contributions 43
IV.4. Conclusion _____________________________________________________________ 48
IV.5. Références 48
Chapitre V. Fouille de données spatiales ____________________________51
V.1. Spécificités du problème et approches ______________________________________ 51
V.2. Etat de l’art ____________________________________________________________ 54
V.3. Contributions __________________________________________________________ 59
V.4. Conclusion 71 2
V.5. Références _____________________________________________________________ 73
Chapitre VI. Fouille d’autres données complexes _____________________ 79
VI.1. Fouille de données séquentielles____________________________________________ 80
VI.2. Fouille de données textuelles ______________________________________________ 85
VI.3. Conclusion _____________________________________________________________ 89
VI.4. Références 90
Chapitre VII. Conclusion et perspectives ____________________________ 93
VII.1. Bilan __________________________________________________________________ 93
VII.2. Perspectives ____________________________________________________________ 94
Annexe - Bases de données spatiales ________________________________ 97
VII.3. Notions de base _________________________________________________________ 97
VII.4. L’évolution vers les SGBD spatiaux ________________________________________ 99
VII.5. Problèmes soulevés par les SIG aux bases de données ________________________ 100
VII.6. Références 101