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Le Système Expert Imprimer Envoyer
Il correspond à la couche logicielle chargée de déterminer l'appartenance de chacune des ailes envoyées à une classe prédéfinie. Le système est volontairement limité aux deux niveaux classiques, sous-espèce (race) et lignées. Il est possible dans certains cas d'aller plus loin et d'identifier au moins partiellement certains écotypes et certaines populations locales. Mais ces résultats sont difficiles à utiliser en l'état compte tenu des connaissances encore partielles sur les différenciations au sein de la lignée M. La version actuelle ne renverra donc ces deux seuls niveaux de classement. Elle utilise pour cela une base de référence génotypée. Le moteur du système expert est un système statistique qui fait appel à des méthodes de discrimination linéaire et non linéaire. Ces différentes méthodes sont combinées de manière à adapter finement le système expert aux différentes situations possibles et donc de maximiser la qualité des affectations. ApiClass utilise pour tous ses calculs morphométriques et statistiques le langage statistique R.

Le système assure également le prétraitement des mesures par une méthode de superposition dite superposition procuste des coordonnées de chaque aile par rapport au référentiel pre-établi dans la base référence. Cette étape est indispensable quand on traite de coordonnées de points. Les coordonnées, contrairement aux distances, changent avec la position de l'aile dans le champ de l'image. On dit que les coordonnées ne sont pas invariantes aux opérations de translation, de rotation et de mise à l'échelle. Les superpositions ont pour but de replacer l'ensemble des coordonnées dans un repère ou référentiel unique. Mathématiquement, les opérations de superposition correspondent à une mise à l'échelle des ailes et à leur translations, inversions éventuelles et rotations. C'est ce que schématise la figure suivante :

 

 

 

La position finale des ailes - représentées par les 38 coordonnées en X et Y des 19 points-repères - est celle qui minimise la somme des carrés des distances entre chacun des points des ailes étudiées et la référence de la base d'ApiClass.

Après superposition, les ailes sont caractérisées par leurs nouvelles coordonnées replacée dans le référentiel de la base et par un paramètre de taille, puisque cette dernière est calculée et extraite des coordonnées au moment de leur superposition. La rubrique sur les paramètres morphométriques utilisées par ApiClass reprend ces différents points et en particulier celui de taille.

Le système teste ensuite la validité des mesures : il exclue automatiquement les ailes dont les coordonnées ne peuvent pas appartenir à la base de référence. Ces ailes peuvent correspondre à des erreurs de mesure, à des mesures entachées de bruit provenant d'images inadaptées, d'ailes déformées (montage incorrect, déformations ou anomalies ailes ...) ou d'images ne répondant pas au caractéristiques rappelées ici. Elles peuvent également correspondre à des lignées, sous-espèces ou castes (sexués) absentes de la base. Le paramètre rho renvoyé (en dessous du tableau des affectations) mesure l'excentricité de chacune des ailes par rapport au référentiel morphométrique. Une valeur élevée correspond potentiellement à une aile appartenant à un des cas précités. Ce paramètre rho est compris entre 0 (aile confondue avec l'aile de référence et située au centre de l'espace morphométrique) et 1,57 qui correspond à une position totalement marginale. ApiClass fixe le seuil de validité des mesures à la valeur 0,3.

Les mesures qui ont passé avec succès cette étape sont traitées ensuite par les algorithmes du système expert qui renvoie les trois affectations les plus probables par ordre décroissant de probabilité a posteriori. Les affectations dont les probabilités sont très proches de zéro ne doivent pas être interprétées. Les seuls cas qui doivent être examinés sont ceux pour lesquels deux ou plusieurs affectations apparaissent équiprobables ou très voisines et non nulles. Ces cas peuvent correspondre à des cas d'introgressions ou correspondre à des ailes difficiles à déterminer en raison de leurs formes intermédiaires. Il importe dans ce cas de vérifier que les préparations, les images et les clics de l'opérateur ne sont pas en cause.

 

Paramètres utilisés par le système expert

Le système expert utilise les mesures des coordonnées qui lui sont renvoyées par le système de mesure après les avoir superposées. Dans le paragraphe précédent on a vu que les superpositions procustes ramènent toutes les ailes à la même taille. La morphométrie géométrique utilise de fait les ratios des coordonnées avec comme dénominateur la taille individuelle qui sont appelés paramètres de conformations. La taille est appelée taille centroïde dans le jargon de la morphométrie géométrique. Elle est calculée à partir des distances entre le centre de gravité des ailes et chacun de leurs points. Avec les images numérisées des ailes, cette taille dépend de la taille de l'image, pas seulement de la taille des ailes. Ce n'est donc pas une mesure absolue.

Pour obtenir une valeur absolue de la taille - ou une valeur ramenée à une mesure absolue commune) il faudrait que soit les utilisateurs fournissent soit une échelle exprimée en millimètres par exemple, soit utilisent des systèmes optiques et de numérisation identiques. La deuxième alternative est bien entendu irréalisable. La première exigerait la mesure physique d'une longueur standard sur chacune des ailes avec un dispositif de mesure suffisamment fiable. La longueur entre les deux premiers points cliqués dans l'interface d'ApiClass pourrait constituer un bon estimateur puisque le système calcule automatiquement sa valeur en pixels. Le problème est que tous les essais réalisés ont clairement montré que l'erreur de mesure associée à cette estimation est tellement importante quelle invalide son utilisation avec le système expert. On retrouve ici un semblant d'effet opérateur en plus des erreurs liées à des matériels de mesures plus ou moins précis.

Le système expert en conséquences n'utilise pas le paramètre de taille centroïde qui n'a aucun sens en l'absence d'échèlle absolue. Il utilise uniquement les coordonnées après superpositions procustes, c'est à dire les seuls paramètres de conformations. Négliger la taille (absolue) des ailes n'a pas une importance considérable dans le contexte d'ApiClass. Principalement car la taille ne varie pas seulement en fonction de l'origine génétique des populations, mais également en fonction de paramètres climatiques et plus généralement environnementaux, voire parasitaires. Dans toutes nos analyses, la taille n'a pas permis d'améliorer les discriminations (et donc les affectations) d'une manière globale significative. Par contre elle permet lorsqu'elle est connue de lever quelques ambiguités entre certaines populations des lignées M et A notamment d'altitude. Afin de lever les ambiguités qui pourraient apparaître dans ces cas précis, le système expert d'ApiClass utilise en parallèle plusieurs analyses complémentaires mettant en jeu des données localisées et des méthodes de discrimination non-linéaires.

Mise à jour le Samedi, 20 Décembre 2008 13:50
 
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