Paysage computationnel, viticulture virtuelle – Histoire d'émergence spatiale – Introduction
Paysage computationnel, viticulture virtuelle – Histoire d'émergence spatiale – Introduction
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gdr_modys_rjc2013
presentation avec revael.js pour les rencontres jeunes chercheurs 2013 du GDR 3359 ModysOn Github ElCep / gdr_modys_rjc2013
Paysage computationnel, viticulture virtuelle.
Histoire d'émergence spatiale
Par Etienne DELAY / laboratoire GEOLAB UMR 6042 CNRSSur twitter : @ElCepGdR 3359 Modélisation des Dynamiques Spatiales / Rencontre jeunes chercheurs 2013 21 - 22 novembre 2013 / Frasne (25)
Oh hey, these are some notes. They'll be hidden in your presentation, but you can see them if you open the speaker notes window (hit 's' on your keyboard).Introduction
Objet d'étude : les paysages viticoles
Comment explorer des comportements passés pour comprendre les formes paysagères actuelles?
Le vignoble de Banyuls-sur-MerEtudier le basculement sur le temps long d'une viticulture de subsistance à une viticulture d'exportation. Quelles sont les conséquences de la compétition spatiale entre différents types d'agriculture et leurs réponses à différents marchés.
Une réponse : la modélisation
“un modèle est une abstraction qui simplifie le système réel étudié [...], pour se focaliser sur les aspects qui intéressent le modélisateur”P. Coquillard et D.R.C. Hill 1997
“un modèle a pour fonction d'être un instrument de facilitation d'une médiation”M.S. Morgan et M. Morrison 1999
Prédire ≠ Expliquer
“La théorisation [...] est liée à la possibilité de plonger le réel dans un virtuel imaginaire, doté de propriétés génératives, qui permettent de faire des prévisions”R. Thom 2009
Posture
“Growing Artificial Societies from Bottom Up”J.M Epstein et R. Axtell 1996
Dans cette lignée nous avons :
- travaillé sur un monde et des sociétés virtuels
- autour d'un individualisme méthodologique
- réduit le système à des interactions essentielles
Les systèmes multi-agents (SMA), définition
“Un agent est une entité physique ou virtuelle
- Capable d'agir dans un environnement
- Mue par un ensemble de tendances (sous forme d'objectifs)
- Capable de percevoir (de manière limitée) son environnement
- Dont le comportement tend à satisfaire ses objectifs”
J. Ferber 1995
crédit photo : Y tambe in wikimedia commons
Matériels et méthodes
En deux mots ... Principes de base
Complexification des hypothèses de Von-Thünen (1826)
inégale fertilité du sol multiplicité des marchés urbains tension de l'infield/outfield crédit photo : AndreasPraefcke in Wikimedia-commons Von Thünen a développé les bases mathématiques de la théorie de la productivité marginale.
- le producteur cherche à maximiser le profit de sa terre
- utilisation optimale des surfaces et des coûts de transport
En deux mots ... Les objets en présence
Les localités- La localité centrale
- Les localités satellites
- la vigne
- les céréales
- sur une fonction linéaire
- sur une fonction logistique
En deux mots ... comment ça fonctionne ?
- n°1 : Extension/rétractation des parcelles pour chaque localité
- n°2 : Mise à jour du capital des localités
- n°3 : Évolution de la population des localités
- n°4 : Mise à jour du prix d'achat et de vente des productions (logistique ou linéaire) de manière généralisée à tout le système
En deux mots ... qu'est-ce qu'on a mis derrière?
Un modèle multi-agents sur Netlogo Une analyse de sensibilité avec OPENMOLE sur CALI Une exploration des résultats avec R Les paramétrisations des simulations sont en annexesRésultats et discussions
Isotropie, anisotropie, espace de compétition
Les agents face au monde
La compétition entre les agents ne varie pas fonction des différents espaces, mais...
Isotropie, anisotropie, espace de compétition
Les parcelles face au monde
...la stratégie change, en particulier pour les céréales (graphe b)
Isotropie, anisotropie, espace de compétition
Discussions
- On constate une compétition similaire entre les agents à l'échelle des localités
- En changeant d'échelle, on se rend compte qu'elle ne se matérialise pas de la même manière en fonction des conditions initiales
- Les agents surmontent le déterminisme géographique
Conséquence de la macro-économie
Marché logistique VS marché linéaire
conséquence sur les parcelles
Conséquence de la macro-économie
Marché logistique VS marché linéaire
conséquence sur l'utilisation du sol
Conséquence de la macro-économie
Discussions
Un marché linéaire :- est plus stable sur le temps long
- permet un meilleur développement viticole
- produit un paysage relativement équilibré entre les cultures
- reflète un modèle où les territoires ont une meilleure anticipation
- fait la part plus belle au déterminisme local
- reflète un modèle taxé par l'extérieur
Conclusion
Des conclusions sur le modèle
- L'espace influence moins la survie des localités que la répartitions des parcelles dans l'espace
- La demande a une conséquence forte sur la structuration des paysages
Les SMA, le temps long et les SHS
Les SMA permettent :
d'accompagner la réflexion du chercheur d'explorer des comportements et des configurations difficilement envisageables de préparer à la réception et à l'identification de comportements réelsUne co-construction entre histoire et géographie
Un travail réalisé avec Laboratoire Archéologie et Territoire de l'UMR 7324 CITERES (Tours)
Deux pistes pour la suite :
affiner la granularité des agents pour explorer les implications des comportements explorer le modèle sous un autre angleMerci de votreattention
réalisé avec reveal.jscrédit photo : Thomas Misnyovszki on Flick'rAnnexes
L'évolution de la population
La population est une valeur attributaire des agents localités, elle est recalculée à chaque itération par :
\[ n_{t+1}=n_{t}+a*n_{t}*\frac{1-n_{t}}{n_{max}} \]a est positif ou négatif en fonction de la pénurie ou de l'abondance en nourriture
retourL'évolution linéaire du marché
S'applique sur le volume total de parcelles
\[ p=\frac{(n_{tot}-n_{c})*100}{n_{tot}} \] retourL'évolution logistique du marché
S'applique que la différence entre les parcelles actuelles et celles du tour précédent
\[ p_{t+1}=p_{t}+b*p_{t}*\frac{1-p_{t}}{p_{max}} \] retourLes simulations
Nous avons cherché à observer :
- l'effet de l'isotropie et anisotropie, et de la position initiale dans l'espace
- l'effet du nombre d'agents "village" sur le comportement du système
- l'effet d'une macro-économie basée sur une fonction linéaire et logistique
Chaque paramétrisation a été testée 30 fois avec un maximum de 300 itérations (soit 470 simulations de 300 itérations). Nous nous sommes intéressés à la surface en céréales et en vigne, à l'utilisation du sol en fonction de la culture et au nombre de villages qui perdurent dans le temps.
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