Présentation des géostatistiques

Disponible avec une licence Geostatistical Analyst.

Les géostatistiques sont une classe de statistiques qui permettent d’analyser et de prévoir les valeurs associées à des phénomènes spatiaux ou spatiotemporels. Elles intègrent les coordonnées spatiales (et dans certains cas, temporelles) des données dans les analyses. De nombreux outils géostatistiques ont été initialement développés comme des moyens pratiques de décrire des modèles spatiaux et d’interpoler des valeurs aux localisations non échantillonnées. Ces outils et méthodes ont évolué depuis et fournissent non seulement des valeurs interpolées, mais aussi des mesures de l’incertitude de ces valeurs. La mesure de l’incertitude est essentielle pour prendre des décisions éclairées car elle fournit des informations sur les valeurs possibles (résultats) à chaque localisation et non uniquement une valeur interpolée. L’analyse géostatistique a également évolué en passant du mode univarié au mode multivarié et offre des mécanismes qui permettent d’intégrer des jeux de données secondaires qui complètent une variable d’intérêt principale (possiblement faible), permettant ainsi la construction de modèles d’interpolation et d’incertitude plus précis.

Les géostatistiques sont largement utilisées dans de nombreux domaines scientifiques et industriels, par exemple :

• L’industrie minière utilise les géostatistiques pour plusieurs aspects d’un projet : tout d’abord pour quantifier les ressources en minerai et évaluer la faisabilité économique du projet, puis quotidiennement pour décider quel matériau acheminer à l’usine et lequel jeter, à l’aide d’informations actualisées dès leur mise à disposition.
• Dans le domaine des sciences environnementales, les géostatistiques sont utilisées pour estimer les niveaux de polluants et permettre de décider s’ils constituent une menace pour la santé environnementale ou humaine et trouver une solution.
• Des applications relativement récentes dans le domaine de la science géologique se concentrent sur les niveaux nutritifs du sol (azote, phosphore, potassium, etc.) et d’autres indicateurs (comme la conductivité électrique) afin d’étudier leur impact sur le rendement des récoltes et de prescrire des quantités précises de fertilisants pour chaque localisation du champ.
• Les applications météorologiques sont notamment la prévision des températures, des précipitations et des variables associées (par exemple, les pluies acides).
• Plus récemment, plusieurs applications de géostatistiques dans le domaine de la santé publique, par exemple, la prévision des niveaux de contamination environnementale et leur relation par rapport aux taux d’incidence du cancer.

Dans tous ces exemples, le contexte général est la survenance d’un certain phénomène d’intérêt dans le paysage (le niveau de contamination des sols, de l’eau ou de l’air par un produit polluant, la teneur en or ou d’un autre métal dans une mine, etc.). Les études exhaustives sont chères et prennent du temps. Le phénomène est donc généralement caractérisé par le prélèvement d’échantillons à différentes localisations. Les géostatistiques sont ensuite utilisées pour réaliser des prévisions (et les mesures d’incertitude associées aux prévisions) aux localisations non échantillonnées. Un processus généralisé des études géostatistiques est présenté dans la rubrique Processus géostatistique.