Conference and paper abstracts
Devillers, R., Bédard, Y. and Gervais, M., (in press). Indicateurs de qualité pour réduire les risques de mauvaise utilisation des données géospatiales. Revue Internationale de Géomatique.
Les utilisateurs de données géospatiales doivent être conscients de la qualité des données qu’ils manipulent afin de réduire les risques de mauvaises utilisations. L’information décrivant la qualité est variée et peut être représentée à différents niveaux de détail. Les utilisateurs peuvent donc accéder à de grands volumes d’information sur la qualité et se retrouver perdus dans cette abondance d’information. Cet article propose l’utilisation d’indicateurs de qualité pour améliorer la communication des informations relatives à la qualité des données géospatiales. Les concepts de tableau de bord et d’indicateur sont présentés et adaptés au domaine géospatial pour être intégrés dans des SIG. Un aperçu d’un prototype nommé Manuel à l’Usager Multidimensionnel (MUM) communiquant des indicateurs de qualité dans une interface de type SIG est présenté.
Devillers, R., Bédard, Y. and Jeansoulin, R., (in press). Multidimensional management of geospatial data quality information for its dynamic use within GIS. Photogrammetric Engineering and Remote Sensing (PE&RS) Journal.
Today metadata should help users to assess the quality (fitness for use) of geospatial data, then reducing risks of data misuse. However, metadata present limitations and remain largely unused. There still exists a need to provide information to users about data quality in a more meaningful way. This research aims to dynamically communicate quality information to the users in a rapid and intuitive way in order to reduce user meta-uncertainty related to geospatial data quality and then reduce the risks of data misuses. Such a solution requires a data model able to support heterogeneous data quality information at different levels of analysis. Using a multidimensional database approach, this paper propose a conceptual framework named the Quality Information Management Model (QIMM) relying on quality dimensions and measures. This allows a user to easily and rapidly navigate into the quality information using a SOLAP (Spatial On-Line Analytical Processing) client tied to its GIS application. QIMM potential is illustrated by examples and a prototype and ways to communicate data quality to users are then explored.
Dev
Geospatial
data are increasingly being used in various domains such as natural resources,
environment, transportation, urban planning, etc. Expert in geomatics as well as
non-expert users can easily access geospatial data, display them on inexpensive
GIS or free viewers and manipulate them to support decision processes, often
without any knowledge related to the quality of the used data (e.g. precision,
completeness, up-to-date). This frequently leads to misunderstandings about the
possible uses of data and their inherent limits, sometimes resulting in
important social, economical or legal problems.
This
paper presents a project named Multidimensional User Manual (MUM) that aims at
decreasing the risks of data misuse by providing contextual and aggregated
information to geospatial data users regarding different aspects of data quality.
Information about data quality is integrated and structured at different levels
of aggregation within a multidimensional database. It is then communicated to
users via a cartographic interface with contextual indicators providing
information on different aspects of data quality. Users can easily and rapidly
navigate into several types of quality information at different levels of
details using OLAP (On-Line Analytical Processing) operators. Quality
information can also be mapped in order to visualize the spatial heterogeneity
of quality information.
Devillers, R., Bédard, Y., Jeansoulin, R. & Moulin, B., 2003. Le Manuel à l’Usager Multidimensionnel (MUM) Vers des SIG pouvant être utilisés sans risques? CRG symposium, Quebec city, Canada, February 7th.
Le contexte dans lequel les données géospatiales sont utilisées a changé de manière significative dans les dix dernières années. Les usagers ont accès beaucoup plus facilement aux données géospatiales mais ont typiquement moins de connaissance dans le domaine de l’information géographique. Ils ont donc une connaissance limitée des risques reliés à l’utilisation de ce type de données, pouvant mener à de mauvaises prises de décision ayant parfois des conséquences significatives, tant sur le plan légal, social, que économique. Afin de réduire ces risques, les producteurs de données géospatiales fournissent des métadonnées devant aider les usagers à déterminer dans quelle mesure les données qu’ils utilisent répondent à leurs besoins dans le contexte de leur application. Toutefois, l’expérience montre que ces métadonnées possèdent de nombreuses limitations, restent peu utilisées et ne remplissent donc pas leur rôle d’information. Les données géospatiales sont de plus devenues un produit de masse et doivent donc répondre à la législation associée à ce type de produit. Or, les métadonnées telles que définies actuellement ne remplissent pas ces obligations, particulièrement en ce qui concerne la facilité de compréhension de ces informations et les risques potentiels de mauvaise utilisation. Cette communication présente une approche qui a pour objectif de réduire les risques de mauvaise utilisation des bases de données géospatiales en comparant dans un SIG, d’un côté, les spécifications fournies par les producteurs de données et de l’autre les besoins des utilisateurs. Les informations sur la qualité des données sont fournies aux utilisateurs sous la forme d’indicateurs de qualité. Les valeurs de ces indicateurs sont fonction du degré de similitude entre les caractéristiques des données et les besoins des utilisateurs les manipulant, correspondant donc à des niveaux de risque potentiel lors de l’utilisation. Ces indicateurs peuvent être communiqués aux utilisateurs sous la forme d’un tableau de bord intégré dans l’interface SIG ou visualisés sur une base cartographique. Ce système, nommé Manuel à l’Usager Multidimensionnel (MUM), permet la gestion et la communication des informations décrivant la qualité de jeux de données géospatiales en utilisant des indicateurs pouvant être analysés à différents niveaux de détail.
Devillers, R., Gervais, M., Bédard, Y. and Jeansoulin, R., 2001. GI Quality and Decisionmaking: towards a context-sensitive User Manual to support decisionmakers dealing with geographic data. GEOIDE Third Annual Conference, Fredericton (NB), CA, June 21-22nd.
The development of information and communication technologies such as Internet has significantly modified the context within which spatial datasets are used. We now face to an increase of (1) spatial data that may be easily downloaded on the Internet, (2) decision processes based on spatial data and (3) use of spatial datasets by non-expert users. This increases the risk of misuse of these data, potentially leading to faulty decision-making and important social and economical impacts.
In order to reduce these risks, data producers attempts to communicate datasets quality through the diffusion of metadata. However, these metadata remain strongly producer-oriented, being hardly understandable by most users, non-expert as well as experts.
The objective of this project is to provide to the users of geographical information a context-sensitive User Manual to help him evaluate the risk involved when using one or several spatial datasets for a given region.
The user would be informed about spatial data quality via indicators that may be easily understood and presented with a simple to understand semaphore, such as street lights. These data quality indicators will include a hierarchy of detail levels, going from a general value to detailed information. Then, the user would navigate through this hierarchy at different level of aggregation using for instance an OLAP-based system.
These indicators will use either quantitative or qualitative information coming from metadata or other kind of available information such as the experience that other users have, law and court decisions, heuristic rules, etc.
The aim of the project is to lead the user to do a meta-decision, i.e. (1) either to accept the dataset quality based on the provided information, then absorbing the uncertainty and taking some risk in the decision they make, or (2) to attempt to reduce the uncertainty before decision-making by further analyzing the quality of the data.
St-Onge, G., Bilodeau, G., de Vernal, A., Devillers, R., Hillaire-Marcel, C., Leduc, J., Loucheur, V. and Marmen, S., 1999. Geochemical and Micropaleontological tracers of fast sedimentological events and of recent environmental conditions in the Saguenay Fjord, Canada. 33rd symposium of CMOS Environmental Forecasting Montreal.
A 2-m core from the interior bassin of the Saguenay Fjord (48o21.77’N-70o23.72’W; water depth: 270 m; cf. SAG-30) was analysed for its Corg., Cinorg. and N contents, 13C and 15N contents of organic matter as well as for its microflora and microfauna (foraminifera, diatoms, dinocysts, pollen, spores etc.). The studied sequence spans approximatively 330 years. One major objective of this study was to determine the characteristics of exceptional sedimentological layers deposited after earthquakes, floods and landslides. The core was subsampled at 10 cm intervals. Geochimical and micropaleontological data depict an epicontinental environment with prominent terrigenous inputs. δ13C values are lower than -25.7‰ and δ15N values vary between 4.3 and 2.9‰. Organic-walled microfossils primarily include foraminifera linings, pollen grains and Pteridophyte spores and vary between 102 and 103 linings, grains or spores/cm3. However, foraminifera tests are rare (0-3 tests/cm3). The overall abundance of benthic foraminifera linings suggests a significant benthic production, whereas the rarity of their shells provides evidence for diagenetic CaCO3 dissolution. Diatom valves are abundant (106 valves/cm3). Three lithostratigraphic units are defined and likely represent major changes in the sedimentary dynamics. The bottom unit (below 75 cm) shows turbiditic features and reveals high terrigenous inputs caracterised by low δ13C and δ15N values (< -26.5‰ and < 3.5‰, respectively), high C/N ratios (> 20) and the presence of detrital carbonates (~ 3%). It also depicts low marine microfossil concentrations. This unit is tentatively assigned to the 1663 earthquake. The second unit (75-55 cm) is caracterised by high sand contents and increasing marine productivity indicators matching decreasing terrigenous inputs. This unit either represents a mixed layer between the turbiditic sediment below and the overlying unit, or records progressive environmental changes. The upper unit (55-0 cm) consists of hemipelagic sediments with high Corg. contents (up to 2%), high δ13C and δ15N values (~ -26‰ and ~ 4‰, respectively), low C/N ratios (16 to 20) and high marine biogenic inputs. The high diversity of the dinocyst assemblages and the high concentration of diatoms in this unit reveal both autotrophic and heterotrophic planktic productions. Finally, palynological data, from 90 cm to the surface, respond to the progressive anthropic deforestation since the 1663 earthquake.
Devillers, R. and de Vernal, A., 1999. Distribution des kystes de dinoflagellés dans les sédiments de surface de l'Atlantique nord et de ses bassins adjacents en relation avec les nutriments et la productivité primaire. Géographie Physique et Quaternaire session of the ACFAS symposium Session : C-212 Contribution of quaternarists to the study of climatic and environmental changes - Ottawa.
Afin d’examiner les relations liant les concentrations en nutriments des eaux de surface et la productivité primaire avec la distribution des kystes de dinoflagellé à membrane organique (dinokystes), une base de données incluant 371 sites de l’atlantique nord et de ses bassins adjacents a été exploitée. Les concentrations en nutriments ont été extraites de l’Atlas Mondial des Océans (NODC, 1994) et les données de productivité sont basées sur des observations spatiales de la couleur des océans, effectuées par le module CZCS (Coastal Zone Color Scanner) fixé sur le satellite Nimbus 7 (Antoine et al., 1996). Les nutriments incluent les nitrates, phosphates et silicates pour les mois de février et août. La productivité mensuelle et annuelle a été compilée. Les données de dinokystes incluent l’abondance en pourcentage de 27 espèces dans les sédiments de surface (données archivées au GEOTOP). Des analyses statistiques en composantes principales ont été effectuées et montrent des relations entre les assemblages de dinokystes et les concentrations de nitrates et phosphates, principalement pour le mois de février. Les coefficients de corrélation entre les assemblages et les concentrations de nitrates et phosphates s’établissent respectivement à R=-0.68 et R=-0.61. Une relation significative lie également les assemblages et la productivité, principalement annuelle et printanière. Des corrélations canoniques montrent également des liens significatifs entre les assemblages et les éléments nutritifs et la productivité. Toutefois ces paramètres ne sont pas indépendants des autres variables physico-chimiques du milieu (température, salinité, couvert de glace) qui sont tout aussi déterminants. Une base de données plus étendue permettrait éventuellement de distinguer les effets des différents paramètres chimiques, biotiques et physiques sur la distribution des dinokystes. Des fonctions de transfert pour retracer les paléonutriments et la paléoproductivité à partir des assemblages de dinokystes dans les séries sédimentaires marines sont envisageables.
Devillers, R. and de Vernal, A. 1998. Dinocyst assemblages in surface sediment and nutrient (NO3, PO4 and SiO2) distribution in upper water masses from the northern North Atlantic. NTNU Vitensk.mus. Rapp. bot. Ser. 1998-1: 32. International symposium 'DINO6' on living and fossils dinoflagellates Trondheim - Norway.
In order to examine the relationships between the nutrients within surface waters and the distribution of organic-walled dinoflagellate cyst assemblages, we have developed a data base including about 200 stations from diverse locations of the northern North Atlantic and adjacent basins (Baffin Bay, gulf and Estuary of St. Lawrence, North Sea, Norwegian-Greenland Sea). Nutrient data were compiled from the World Ocean Atlas NODC data set (1994 CD-Rom version). They include the concentrations of silicate, phosphate and nitrate, in February and August, within the surface water layer. Dinoflagellate cyst data from the surface sediment samples include the percentages of 27 taxa (cf. Data archived at GEOTOP).
Principal component analyses were performed on the dinocyst data set, showing an opposition between the dominant Peridinioid (Brigantedinium spp., Algidasphaeridium minutum, Peridinium faeroense, Selenopemphix quanta) and most Gonyaulacales. Correlation analysis between the nutrient parameters and the principal components reveals that significant relation links the dinocyst assemblages and the nitrate and phosphate concentrations, especially in February, whereas there is no relation with silicate concentrations. The higher nutrient concentrations correspond to assemblages dominated by Gonyaulacales.
Canonical correlation analysis was also performed. As principal components they reveal a significant relation between the overall dinocyst and nutrient assemblages.
The preliminary results summarized above tend to demonstrate relationships between the nitrate and phosphate availability and the dinoflagellate assemblages. However, such results have to be considered with caution because in our database the distribution of nutrients correlates with the sea-surface temperature and salinity, which play determinant roles on the dinocyst assemblages. Further analyses are underway in order to distinguish the respective effects of temperature, salinity and nutrients on the dinocysts assemblages.
Devillers, R., Loucheur, V., Marmen, S., Bertini, A., Bianchi, A., de Vernal, A., Hillaire-Marcel, C., Bilodeau, G., Leduc, J. and Saint-Onge, G., 1998. Traceurs micropaléontologiques et géochimiques des changements environnementaux récents dans le Fjord du Saguenay. GAC-MAC symposium - Quebec.
Des analyses microfloristiques (diatomées, pollen, dinokystes, etc.), microfaunistiques (foraminifères, thécamoebiens) et géochimiques (carbone organique et inorganique; δ15N et δ 13C de la matière organique) ont été réalisées dans des échantillons de sédiment de surface, ainsi que dans une carotte du bassin supérieur du Saguenay afin de retracer les changements environnementaux. La carotte, prélevée par gravité dans le centre du bassin (MB-97-12TWC; 48º21.76'N-70º23.72'; 270 m; cf. Site Sag-30), comprend une séquence de près de 3 mètres d'épaisseur. De façon générale, dans les sédiments de surface et dans la carotte MB-97-12TWC, les biomarqueurs et traceurs micropaléontologiques illustrent un milieu de dépôt épicontinental dominé par des apports terrestres. Les teneurs en δ 13C de la matière organique sont inférieures à -25.5‰ et les teneurs en δ 15N s'établissent entre 4.4 et 5.5 ‰. Parmi les microfossiles à membrane organique, les grains de pollen et spores de Ptéridophytes dominent en effet largement (105-106/cm3) alors que les microfossiles aquatiques marins (kystes de dinoflagellés et réseaux organiques de foraminifères) sont rares. Des microfossiles marins carbonatés (coccolithes, foraminifères) sont observés de façon occasionnelle. La microfaune est peu abondante (0-3 tests/cm3) et comprend surtout des foraminifères benthiques à test agglutinant. Les diatomées sont très abondantes et leur concentration est de l'ordre de 109 valves/cm3. Dans la carotte MB-97-12TWC, la partie inférieure (en dessous de 80 cm de profondeur) se caractérise par une signature terrigène particulièrement marquée: les teneurs en 13C et en 15N sont inférieures à -26.5‰ et 4.6‰ respectivement, les rapports C/N y sont d'environ 25, les diatomées pennales y sont relativement plus abondantes et les foraminifères sont très rares (<1 test/cm3). Par ailleurs, entre 120 et 80 cm de profondeur, on enregistre un minimum des teneurs en 13C et des concentrations de microfossiles ainsi qu'un degré élevé de fragmentation (>60%) des diatomées, indiquant des apports détritiques élevés, un milieu turbulent ou un remaniement sédimentaire. La base de la carotte, et surtout l'intervalle compris entre 80 et 120 cm, renferme donc des sédiments singuliers. Au vu du contexte stratigraphique régional, il pourrait s'agir des dépôts mis en place à la suite du tremblement de terre de 1663 (cf. Syvitski et Schafer, Sed. Geol. 104: 127-153, 1996).