Plantes, Peuplements et Paysages Modèles et Méthodes Changements d'Échelles

Plantes, Peuplements et Paysages Modèles et Méthodes - Changements d'Échelles Daniel Auclair, INRA EFPA – UMR AMAP F. Houllier, C. Meredieu, P. Dreyfus, JF Dhôte (INRA - EFPA) F. Boudon ( Cirad, INRIA Virtual Plants) F. Goreaud, B. Courbaud (Cemagref) et al. Sur la base de travaux de … P. de Reffye, P.H. Cournède (INRIA Digiplante, ECP, Cirad) P. Couteron (IRD), F. de Coligny (INRA), H. de Foresta (IRD), C. Gaucherel (INRA), S. Griffon (CIRAD), P. Heuret (INRA), M. Jaeger (INRIA et CIRAD), M. Laurans (CIRAD), R. Lecoustre (CIRAD), J.F. Molino (IRD), F. Munoz (UM2), R. Pélissier (IRD), C.Proisy (IRD), D. Sabatier (IRD), A. Stokes (INRA), G. Vincent (IRD) ODPP

Introduction: modèles pour la gestion forestière Pourquoi s'intéresser à l'architecture Densité des peuplements – Plasticité Volume de données – Simplification Couplage de modèles dendrométrie – architecture Paysages Conclusion Plantes, Peuplements et Paysages Modèles et Méthodes - Changements d'Échelles Introduction – Architecture– Densité– Simplification– Couplage– Paysages – Conclusion

Introduction – Architecture – Densité – Simplification – Couplage – Paysages – Conclusion Hauteur H Diamètre D, surface terrière G Nombre d'arbres N Volume V Gestion forestière Modèles pour le sylviculteur simples (simplistes)

Modèles pour le sylviculteur lnd g,r N r V = f x d 2 x H Introduction – Architecture – Densité – Simplification – Couplage – Paysages – Conclusion

Gestion forestière … forêts hétérogènes Introduction – Architecture – Densité – Simplification – Couplage – Paysages – Conclusion

(x,y) Gestion forestière … forêts hétérogènes Introduction – Architecture – Densité – Simplification – Couplage – Paysages – Conclusion F. Goreaud

Introduction – Architecture – Densité – Simplification – Couplage – Paysages – Conclusion Qualité du bois

Introduction – Architecture – Densité – Simplification – Couplage – Paysages – Conclusion prendre en compte l'architecture

Peuplements "virtuels" Introduction – Architecture – Densité – Simplification – Couplage – Paysages – Conclusion E. Costes, A. Polo

Rayon de densité = Prise en compte de la densité Introduction – Architecture – Densité – Simplification – Couplage – Paysages – Conclusion

Coudurier et al 1994, Barczi et al 1997 Godin et al 2002 Volume de données - simplifications Introduction – Architecture – Densité – Simplification – Couplage – Paysages – Conclusion

Boudon et al. Fractals 2006 Volume de données - simplifications Volumes englobants - enveloppes convexes Introduction – Architecture – Densité – Simplification – Couplage – Paysages – Conclusion

Exemples de simplification multi-échelle dune couronne de noyer branches axes couronne pousses n = 474 n = 398 n = 50 n = 1 Parveaud, Boudon Volume de données - simplifications Introduction – Architecture – Densité – Simplification – Couplage – Paysages – Conclusion

Boudon et al. Eurographics 2003 Volume de données - simplifications enveloppes asymétriques REFIG 2007 Introduction – Architecture – Densité – Simplification – Couplage – Paysages – Conclusion

S1 S4 S3 S2 Le temps mis pour simuler la plante est seulement proportionnel aux âges chronologiques et physiologiques. Volume de données - simplifications Introduction – Architecture – Densité – Simplification – Couplage – Paysages – Conclusion Organogénèse : factorisation par sous- structures grâce aux âges physiologiques

Différentes échelles danalyse et de représentation de la plante : biomasses agrégées par compartiments à différents niveaux. 0: Plante Cumulée -Masse du compartiment feuille -Masse du compartiment entre- noeud -Masse du compartiment fruit (ou fleur) -Masse du compartiment cernes (éventuellement) Feuilles Fruits Entre- noeuds Cernes 1: Plante Sucette -Le tronc est détaillé par UC -Les axes sont tous regroupés (PA) 2: Plante Hochet -Le tronc est détaillé par UC -Les axes sont regroupés par zone branchée (PA) 3: Plante Complète - Les compartiments de biomasse sont détaillés au niveau de lorgane. Volume de données - simplifications Introduction – Architecture – Densité – Simplification – Couplage – Paysages – Conclusion

Pp3 sous Capsis AMAPsim C. Meredieu et al Introduction – Architecture – Densité – Simplification – Couplage – Paysages – Conclusion Couplage de modèles dendro-archi

4 4. Compute AMAPsim trees 3 3. Adjust AMAPsim simulations from Capsis parameters AMAPsim Capsis 1 1. Simulation in Capsis module 2. Stand size constraints and stand/tree properties 2 5. Provide Capsis with Architectural and tree size measurements 5 Synthetic description of the connections C. Meredieu et al Introduction – Architecture – Densité – Simplification – Couplage – Paysages – Conclusion

3 3. Adjust AMAPsim simulations from Capsis parameters AMAPsim Managing the constraints under AMAPsim C. Meredieu et al Introduction – Architecture – Densité – Simplification – Couplage – Paysages – Conclusion Total stem height G&Y = site fertility 3D Architecture = combining number of internodes and length of internodes Diameter at breast height G&Y = site fertility, density 3D Architecture = number of leaves via number of internodes combined with diffusion coefficient Crown size G&Y = stand density 3D Architecture = branches not longer than the ray cylinder

Preliminary results: Maritime Pine First step of validation of 3D simulated trees C. Meredieu et al Introduction – Architecture – Densité – Simplification – Couplage – Paysages – Conclusion

Gestion forestière … autres aspects

Introduction – Architecture – Densité – Simplification – Couplage – Paysages – Conclusion Gestion forestière … autres aspects

Modélisation des paysages Introduction – Architecture – Densité – Simplification – Couplage – Paysages – Conclusion Scenario B: B: Clim Ch Visualisation - landscape change

BREP – LOD - Multirésolution Modélisation des paysages Visualisation - simplification Introduction – Architecture – Densité – Simplification – Couplage – Paysages – Conclusion Feuillage : fusion / décimation X.P. Zhang et al., 2006 Branches : Modèle analytique multirésolution X.P. Zhang, M. Jaeger, 2006

Plongement de plantes simulées dans un espace discret régulier (voxel) avec un label, et des attributs (biomasse, diamètre, couleur…) Modélisation des paysages Visualisation - simplification M. Jaeger, J. Teng, 2003 Introduction – Architecture – Densité – Simplification – Couplage – Paysages – Conclusion

Modélisation des paysages Simulation de paysage "fonctionnel" Introduction – Architecture – Densité – Simplification – Couplage – Paysages – Conclusion Basé sur les équations du modèle Greenlab (cycle de l'eau, temps thermique)

M. Jaeger et al. Introduction – Architecture – Densité – Simplification – Couplage – Paysages – Conclusion

Télédétection, changement d'échelle Optique Laser Radar Echantillonnage Stratification Interprétation Paramétrage Prédiction Validation Paramétrage Mesures de terrain, bases de données Architecture Cartes et mesures Inventaires Analyses, modèles et tests d'hypothèses Structure 3-D Relation perturbation diversité -diversité Changements d'échelles Introduction – Architecture – Densité – Simplification – Couplage – Paysages – Conclusion