(a)
Construction et exploration de modèle de simulation
UMR IDEES Rouen / 28 novembre 2016
(b)
Support à la formation et la recherche
Sébastien Rey-Coyrehourcq
---
Ingénieur de recherche BAP E informatique
sebastien.rey-coyrehourcq@univ-rouen.fr
slides @ https://slides.com/sebastienreycoyrehourcq/
Une plateforme intégrée pour la construction et l'évaluation de modèles de simulation en géographie
(Thèse janvier 2010 - novembre 2015)
Sous la direction de Denise Pumain
et la co-direction d'Anne Ruas
http://these.sebastienreycoyrehourcq.fr
Trajectoire 2004 - 2015
Maitrise informatique
(UPPA)
Master 2 Géomatique
(Paris 1, Paris 7, ENSG)
Modèles
Simpop
Thèse de géographie (Paris 1)
OpenMOLE
GeoDiverCity
SimPuzzle
SimFamilly
Modèle
SimpopLocal
Simulation en géographie ?
1950
1980
Hägerstrand, Marble, Pitts, etc.
Pumain, Sanders, etc.
Guermond, Langlois, etc.
Chamussy, Le Berre, Uvietta, etc.
Forrester
Pionniers
Charnières
1970
Wilson
Batty
Ackerman, Chorley, Hagget, Berry, etc .
Prigogine, Allen,
Sanglier, Haken, etc..
conceptuel
technique
1990
Couclelis,
Tobler,etc.
Epstein, Doran, etc.
Influences multiples et répétées du projet systémique (Von Bertallanfy et cie.)
systèmes ouverts, rétro-action, auto-organisation, équifinalité, bifurcation, etc.
[Pouvreau 2013]
plateforme
autonome
~ 1980 en France
Contexte scientifique
Mathématique des
SD non linéaires
Automates cellulaires
Analyses statistiques
Système d'Information Géographique
Systèmes
multi-agents
Visualisation
" Boite à outils "
... pourtant sur certains aspects liés à l'exploration des simulations ...
SOCLE
Contexte scientifique
Campagnes d'explorations modèles
manuelles
Analyse de
sensibilité
Calibrage
Plan d'expériences
automatisation
Géographie Cité 1980 - 2010
+fiabilité
-temps
-erreurs
Quelles ressources informatiques ?
écart
Pourquoi ?
- accès aux ressources de calculs ?
- cloisonnement disciplinaire ?
- arrivée de la micro informatique ?
- niveau informatique des géographes ?
- résultat décevants et/ou ressources insuffisantes ?
- etc.
[REY 2015 p 222 travail en cours ...]
constat qui touche (encore)
toute la géographie (et les SHS)
Le projet de plateforme
Une plateforme intégrée
pour la construction et l'évaluation de modèles de simulation
en géographie
1993 - 2010
plateforme
autonome
Cas d'utilisation?
Ressources informatiques ?
Consolider ce SOCLE avec
Un contexte doublement favorable
Collaboration Geographie-cités et Institut des Systèmes Complexes Paris Ile de France
ERC "GeoDiverCity"
accès aux ressources ISC-PIF
investissement UMR
openMOLE
infra. calcul
carte-blanche projets sur temps long
accélérateur de connaissances
interdisciplinarité
co-constructions, innovations
OpenMOLE
Créer des "chaînes de traitements"
parallélisables, reproductibles, simples (ou complexes) sans
aucune connaissance des technologies HPC
val i = Val[Double]
val res = Val[Double]
val exploration =
ExplorationTask(i in (0.0 to 100.0 by 1.0))
val model =
ScalaTask("val res = i * 2") set (
inputs += i,
outputs += (i, res)
)
val env = LocalEnvironment(4)
exploration -< (model on env hook ToStringHook())
Support plusieurs types de plan d'expériences : Plan complet, LSH, Analyse de sensibilités, Algorithmes Evolutionnaires, etc.
Support de multiples tâches différentes !
Support de multiples technologies HPC : Cluster, grille de calcul, etc.
Langage de scripts (DSL) simple et flexible pour composer les workflow
www.openmole.org
OpenMOLE
www.openmole.org
Résultats (2013)
Half a billion simulations: evolutionary algorithms and distributed computing for calibrating the SimpopLocal geographical mode
EPB 2015
ouvre la voie à de
nouvelles méthodes d'exploration
(Algorithmes Evo.)
réconcilie construction et exploration systématique
Clara Schmitt,
Sébastien Rey-Coyrehourcq,
Romain Reuillon,
Denise Pumain
accessible aux géographes
méthode/outils générique
totalement reproductible
https://openmole/openmole-market
- 500 Millions de simulations cumulées, 2000 processeurs sur 5 jours, 25 ans de calculs -
Un "MUR" épistémologique
Une approche uniquement technique et méthodologique de l'évaluation ?
[ Rey 2015, p11 - 184 ]
1960's - 2016
! Impossible !
Dragon de la Validation
Equifinality & self-organisation
[Bertalanffy 1950]
[Ashby 1947]
[Prigogine 1969]
[Foerster 1960]
L "Observational Dilemma"
La "Nature" des simulations ?
[Batty 1976]
[Morgan 2005]
[Phan 2008, 2010]
[Winsberg 2009]
[Guala 2008]
[Varenne 2001, 2013]
[Bulle 2005]
équifinalité et
auto-organisation
modèle
(mécanismes, paramètres)
données et faits stylisés
choix
choix
écart
Sortir de la " logique de preuve"
2) illustre la dimension sociale de la "Validation"
[Pumain 2005]
cumulativité des connaissances en SHS
Eléments de bilan épistémologique
[Rouchier 2013]
1) Multiplicité des points de vue sur un phénomène
= connaissances
durée vie des hypothèses,
[Besse 2000]
qualité dépendante du contexte
Sortir de la logique de preuve
logique de progression de sens (abduction)
variabilité hyp. implicite à la construction
1
2
3
4
1
2
3
pt vue géographe(s)
pt vue archéologue(s)
[Besse 2000]
Quels moyens alors pour discuter, comparer
les modèles concurrents proposés ?
montrer, rejouer, analyser, comparer les raisonnements / modèles (valides ou pas) avancés ?
Eléments de bilan épistémologique
v1
v1a
v1b
v2a
v2b
v2c
v2ab
v2aa
déroulé du raisonnement,
complexification modèle
introduction des critères d'évaluation
macro
temps
pop
temps
forme
trajectoire
dialogue
micro
Schéma construction actuel inadapté
biaisé
choix
temps
trop linéaire, abbatis-brûlis !
Encadrer et Automatiser
des "variation de structure" dans les futurs
modèles de simulation
Le retour du Multi-Modelling en géographie ?
LE MM, pas si vieux ?
Ecologie
Geographie
2016
2036
1996
1976
1956
Levins
Hermann
Grimm al.
Openshaw
GeoDiver
City
Massive parrallelism era
?
Batty, Torrens
Theory and conceptual framework
Application
Vector processor era
HPC
slides @ http://goo.gl/gpJTtd
/ bibliographie @ http://goo.gl/gRfGvG
Growing Models from the Bottom Up. An Evaluation-Based Incremental Modelling Method (EBIMM) Applied to the Simulation of Systems of Cities
JASSS 18 (4) 9 - 2015
Clémentine Cottineau,
Romain Reuillon,
Paul Chapron
Denise Pumain
modèle from scratch,
plannification combinatoire mécanismes,
prise en compte des versions
plannification des critères
[Cottineau 2014]
confrontation
(2013 - 2015) modèle MARIUS
MM opérationel !
"This project aims at tackling equifinality in systems dynamics by confronting different mechanisms with similar evaluation criteria [...] and by scanning automatically the parameter space along with the space of model structures (as combinations of modelled dynamics)."
Recherche et support à la recherche
Continuer à abaisser le coût d'accès aux HPC pour les géographes
1 PROJETS / RÉSEAUX
2 FORMATIONS
3 SUPPORT
Valoriser et péréniser l'histoire et le matériel scientifique en géoComputation
Accompagner la construction et l'exploration de modèle, mais pas que ...
Veille méthodologique / technique / épistémologique
(IA, Géomatique, GeoSimulation)
Support / Organisation
equipe-liaison-rouen
@listes.univ-rouen.fr
Equipe liaison
Action pédagogique
Action terrain
- Sécurité
- Stratégies de sauvegardes
- Initiation aux services :
- Cnrs : MyCore
- Univ : X:// Y:// Z://
- Calculs
- Pérénisation,Valorisation
- Gestion du parc : achats, inventaires, déploiement des machines...
- Déploiement de services (forge logicielle, etc.)
Action réseaux
- Partenariats
- Communication
- site
- mailling liste
Formations
Internes
Réseaux interdisciplinaires
Universitaires
~ 40 à 60 heures / an depuis 2010
programmation
modélisation
...
OpenMOLE
Geographie cités
IDEES
GAMA
MGO
SimulaTour
MicMac
ANR PUR
ANR TransmonDyn
ERC GeoDivercity
ANR Escape
GRR Pulsation Urbaine
Denfree
h24
ISC-PIF
Saint Cesaire
exploration modele
construction modele
collecte / analyse / visualisation
interface
en cours
prévu
fini
GRR Geocaching
ANR Gen*
autres developpements
Réseaux / Projets
interface
Conseil Général IDEES 28 nov
By sebastien rey coyrehourcq
Conseil Général IDEES 28 nov
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