Construction de réseaux spatio-temporels à partir de données de trajectoires – Application à l’inférence de réseaux troposphériques

Samuel Soubeyrand
INRAE
https://biosp.mathnum.inrae.fr/homepage-samuel-soubeyrand

Date(s) : 28/03/2022   iCal
14 h 00 min - 15 h 00 min

Les mouvements troposphériques peuvent être représentés par des trajectoires tridimensionnelles de masses d’air reliant des régions distantes à la surface du globe. Inférer les connections ainsi générées est essentiel pour comprendre et prédire la dispersion des entités que les masses d’air peuvent transporter, par ex. les cendres volcaniques, la poussière, les éléments radioactifs ainsi que les petits- et micro-organismes biologiques. Nous avons proposé un formalisme mathématique pour construire des réseaux spatiaux et spatio-temporels où les nœuds représentent des sous-ensembles d’une zone géographique et les liens entre les nœuds sont déduits des trajectoires de masses d’air traversant la zone géographique en question. Nous avons proposé différents estimateurs de l’intensité des liens, reposant sur différentes hypothèses biophysiques et couvrant des périodes de temps ajustables. Cette construction conduit à une nouvelle définition des réseaux spatio-temporels caractérisés par des matrices d’adjacence donnant, par exemple, la probabilité de connexion entre des zones distantes pendant une période de temps spécifiée. Une fois le réseau inféré, ses propriétés peuvent être dérivées, il peut être utilisé pour conditionner des modèles de propagation d’agents pathogènes aéroportés, ou il peut être utilisé comme variable explicative dans des modèles de régression ou de classification. Au-delà de l’inférence de réseaux troposphériques, notre approche pourrait être appliquée à d’autres types de trajectoires, telles que les trajectoires d’animaux, afin de caractériser la connectivité entre différentes composantes du paysage accueillant les populations animales en question.

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