Prédiction d'indicateurs démographiques à partir d'images satellites - INED - Institut National Etudes Démographiques
Thèse Année : 2024

Prediction of demographic indicators from remote sensing images

Prédiction d'indicateurs démographiques à partir d'images satellites

Résumé

In Sub-Saharan Africa, research on the link between population and the environment is often constrained by the availability of data in these two areas, which are frequently scarce, fragmented, and outdated. Remote sensing data, on the other hand, offer a valuable opportunity to precisely characterize the environment due to their high resolution and frequent updates. This environmental information can then be integrated with demographic data, enabling a more comprehensive and up-to-date analysis of population dynamics while considering environmental factors. However, processing these data requires suitable methods, such as deep learning, to address the spatial and temporal constraints imposed by the use of specific demographic surveys. This research addresses two levels of analysis: a city and a country. Each study is divided into two main parts. First, a domain adaptation method using deep learning for the classification of Local Climate Zones (LCZ) is developed to precisely characterize the environment of the study area. Then, this characterization is used to analyze population data while taking into account socio-economic factors, ensuring that the observed phenomena result from an environmental effect rather than from the demographic data itself. The first case study focuses on mortality in Antananarivo, the capital of Madagascar. The adaptation method uses the physical and geometric definitions of LCZ as a universal basis. We then establish links between various environmental characteristics, including LCZ, and cause-specific mortality estimated in different neighborhoods of the city. The second case study tackles malaria in Burkina Faso. The domain adaptation method for LCZ here considers seasonal variations to extract relevant information from satellite images and classify LCZ. We highlight a significant link between certain areas classified according to their LCZ characterization and the prevalence of malaria among children in households. These results highlight the importance of fine environmental characterization for analyzing population data. They suggest that this approach could enhance demographic data modeling and allow for the estimation of certain indicators.
En Afrique subsaharienne, les recherches sur le lien entre la population et l'environnement sont souvent limitées par la disponibilité des données dans ces deux domaines, qui sont souvent rares, parcellaires et datées. Les données satellites, en revanche, offrent une opportunité précieuse pour caractériser précisément l'environnement grâce à leur haute résolution et à leur fréquence de mise à jour. Ces informations environnementales peuvent ensuite être intégrées aux données démographiques, permettant ainsi une analyse plus complète et actualisée des dynamiques de population en tenant compte des facteurs environnementaux. Cependant, le traitement de ces données nécessite des méthodes adaptées, telles que l'apprentissage profond, pour répondre aux contraintes spatiales et temporelles qu'imposent l'exploitation d'enquêtes démographiques spécifiques. Cette recherche aborde deux échelles d'analyse : celle d'une ville et celle d'un pays. Chaque étude se divise en deux parties principales. D'abord, une méthode d'adaptation de domaine utilisant l'apprentissage profond pour la classification des Local Climate Zones (LCZ) est développée, afin de caractériser précisément l'environnement de la zone d'étude. Ensuite, cette caractérisation est utilisée pour analyser les données de population tout en tenant compte des facteurs socio-économiques, afin de garantir que les phénomènes observés résultent d'un effet de l'environnement et non des données de population elles-mêmes. Le premier cas d'étude concerne la mortalité à Antananarivo la capitale de Madagascar. La méthode d'adaptation utilise les définitions physiques et géométriques des LCZ comme base universelle. Nous établissons ensuite des liens entre plusieurs caractéristiques environnementales, dont les LCZ, et la mortalité par cause estimée dans les différents quartiers de la ville. Le deuxième cas d'étude porte sur le paludisme au Burkina Faso. La méthode d'adaptation de domaine des LCZ prend ici en compte des variations saisonnières pour extraire les informations pertinentes des images satellites et classifier les LCZ. Nous mettons en évidence un lien significatif entre certains profils de zones classés selon les LCZ qui les composent et la présence de paludisme parmi les enfants au sein des ménages. Ces résultats soulignent l'intérêt d'une caractérisation fine de l'environnement pour l'analyse des données de population. Ils suggèrent que cette approche pourrait améliorer la modélisation des données démographiques et permettre l'estimation de certains indicateurs.
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Dates et versions

tel-04832026 , version 1 (11-12-2024)

Identifiants

  • HAL Id : tel-04832026 , version 1

Citer

Basile Rousse. Prédiction d'indicateurs démographiques à partir d'images satellites. Sciences de l'Homme et Société. Laboratoire d'Informatique Paris Descartes (LIPADE) - Université Paris Cité, 2024. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-04832026⟩
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