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Article

Markov analysis of land use dynamics - A Case Study in Madagascar

Fabien Campillo ORCID (1), Dominique Hervé (2), Angelo Raherinirina (3), Rivo Rakotozafy (3)
(1) Modelling and Optimisation of the Dynamics of Ecosystems with MICro-organisme
(2) Gouvernance, Risque, Environnement, Développement
(3) Université de Fianarantsoa
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Imported on
January 26, 2014
Published on
August 26, 2014
Last modified on
March 31, 2025
Special issue 17
Volume 17 - 2014 - Special issue CARI'12
DOI
10.46298/arima.1964
License
https://about.hal.science/hal-authorisation-v1
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Markov analysis of land use dynamics - A Case Study in Madagascar

Fabien Campillo ORCID (1), Dominique Hervé (2), Angelo Raherinirina (3), Rivo Rakotozafy (3)
(1) Modelling and Optimisation of the Dynamics of Ecosystems with MICro-organisme
(2) Gouvernance, Risque, Environnement, Développement
(3) Université de Fianarantsoa
Abstract
English
We present a Markov model of a land-use dynamic along a forest corridor of Madagascar. A first approach by the maximum likelihood approach leads to a model with an absorbing state. We study the quasi-stationary distribution law of the model and the law of the hitting time of the absorbing state. According to experts, a transition not present in the data must be added to the model: this is not possible by the maximum likelihood method and we make of the Bayesian approach. We use a Markov chain Monte Carlo method to infer the transition matrix which in this case admits an invariant distribution law. Finally we analyze the two identified dynamics.
French
Nous présentons un modèle de Markov d’une dynamique d’utilisation des sols le long d’uncorridor forestier de Madagascar. Une première approche par maximum de vraisemblance conduit àun modèle avec un état absorbant. Nous étudions la loi de probabilité quasi-stationnaire du modèle etla loi du temps d’atteinte de l’état absorbant. Selon les experts, une transition qui n’est pas présentedans les données doit néanmoins être ajoutée au modèle: ceci n’est pas possible par la méthodedu maximum de vraisemblance et nous devons faire appel à une approche bayésienne. Nous faisonsappel à une technique d’approximation de Monte Carlo par chaîne de Markov pour identifier la matricede transition qui dans ce cas admet une loi de probabilité invariante. Enfin nous analysons les deuxdynamiques ainsi identifiés.
Keywords
English
  • [INFO]Computer Science [cs]
  • [MATH]Mathematics [math]
  • [SDV]Life Sciences [q-bio]
  • Quasi stationary distribution law
  • Markov chain Monte Carlo
  • Markov model
  • Bayesian inference
  • Jeffreys prior
  • Land use dynamics
French
  • Inférence bayésienne
  • loi a priori de Jeffreys
  • dynamique d’usage des sols
  • modèles de Markov
  • Monte Carlo par Chaînes de Markov
  • loi quasi-stationnaire
Mathematics Subject Classification 2020
  • 62F15 - Bayesian inference
  • 62M05 - Markov processes: estimation; hidden Markov models
  • 62M30 - Inference from spatial processes
  • 62P12 - Applications of statistics to environmental and related topics
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