Transcript SIG 2010

SYstème Relationnel d’Audit sur
l’Hydro-morphologie des Cours
d’Eau
SYRAH – CE
L. Valette, L. Frilleux & W. Guérin
SIG 2010
29-30 septembre 2010
Pourquoi le projet SYRAH ?
Commande Ministère Environnement et ONEMA
Dans le cadre de la DCE sur l’eau (2000) qui impose
l’atteinte du bon état écologique pour tous les
cours d’eau
Proposer un système d’évaluation
de la qualité physique des milieux aquatiques
de 250 000 Km de cours d’eau
Objectif principal : préparer les actions de
restauration
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N°2
Pourquoi le projet SYRAH ?
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Méthode nationale, pour évaluer les altérations
de processus physiques, en ciblant les impacts
sur l’état écologique
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N°3
Approche large échelle
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N°4
Intérêt de l’approche tronçon
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Objectifs : renforcer la précision de l’Atlas large
échelle
 Surtout pour l’aspect « morphologie »
 En utilisant des données standardisées, homogènes
et faciles à mobiliser

Principes :
 Sectorisation du réseau hydrographique en tronçons
homogènes (BD Carthage®)
 Acquisitions de données dans des buffers des
dimensions adaptées aux processus physiques
concernés
 base d’une interprétation (f(caractéristiques
tronçons)), évolutive en fonction de l’amélioration des
connaissances
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N°5
Analyse niveau tronçon : méthode
Zones tampons autour de ces USRA pour
collecter les informations d’aménagements
Rang
1
2
3
4
5
6
lit mineur (m)
4
6
10
15
30
55
Largeur Buffer lit majeur (m)
48
72
120
180
360
660
Buffer total lit mineur(m) 12
18
30
45
90
165
Buffers ripisylve (10 et 30m de la berge)
Buffer urbanisation (100m de la berge)
7
95
1140
285
Surface en eau
Buffer total lit mineur (3*largeurs)
Buffer total lit majeur (12*largeurs)
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N°6
8
170
2040
510
Analyse niveau tronçon : acquisition des pressions
voies de communication
ripisylve
orographie
digues, talus
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 Cultures intensives
 Barrages
 Extraction de granulats
 Imperméabilisation
 Stockage
 Prélèvement
 Dérivation
 Digues
 Suppression de
ripisylve
 Stabilisation
 Rectification du tracé
 Recalibrage
 Seuils
N°7
Exemple d’indicateur : contraintes latérales lit mineur
Voies de communication à proximité
L_vcom / L_usra
Indicateur des contraintes
latérales proches
(km/km)
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N°8
Analyse tronçon : attentes
Paramètres de pressions en valeur brute
(ne dépend pas du fonctionnement naturel)
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Niveau d’utilisation possible :
 immédiat : par comparaison spatiale,
validation/compléments d’autres méthodes
 à terme, par croisement avec caractéristiques de
fonctionnements des tronçons (Typologie Cemagref
sur BD Carthage®) : niveau de risque par groupe
d’altérations
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Marché sur 230 000 km confié à Ginger-Stratégis
Typologie de fonctionnement en cours d’élaboration
Guide d’interprétation des valeurs de pression
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N°9
Contenu du marché pour 230 000 km CE
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Simplification et nettoyage du réseau hydrographique et
des données brutes BDTOPO®
Report de la sectorisation Cemagref (BD Carthage®) sur
ce réseau
Découpage en sous-tronçons
Création des buffers
Extraction et stockage des données par sous-tronçons
Calcul des paramètres et indicateurs
Intégration des légendes
Mise à disposition des méthodologies et outils
développés pour une reproduction aisée du processus
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N°10
Le volet SIG
de l’étude
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N° 11
Les données manipulées
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Le réseau de base structuré par le Cemagref
 Linéaire simplifié de la BDCarthage®
 Limites des tronçons géomorphologiques


Le réseau hydrographique de la BDTopo®
Les données thématiques de la BDTopo®
•
•
•
•
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Voie de communication (routes, chemin de fer)
Orographie (digues)
Plan d’eau
Végétation
Le Référentiel des Obstacles à l’Ecoulement (base
ROE de l’ONEMA)
Corine Land Cover (niveau 1 de la nomenclature
territoires artificialisés)
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N°12
Les outils utilisés
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Un des objectifs de l’étude est de pouvoir mettre à
jour la base de données par les différents
utilisateurs
Utilisation des outils de la gamme ArcGis©
 90 % des outils fonctionne avec Arcview©
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•
Utilisation d’un outil Ginger Strategis HRH®
Création de Tool box spécifiques
 Création avec Model Builder
 Déploiement en Python
Utilisation de programmes VBA
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N°13
La préparation des données
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Un volume de données très important
 100 000 tronçons
 230 000 Km de réseau
 2 millions d’objets au départ dans le réseau BDTopo®
 10 millions pour les routes
 12 GO pour la végétation
 80 géodatabases
 600 jeu de classes d’entités
 Environ 30 000 classes d’entités et tables
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N°14
La préparation des données
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Nécessité un découpage géographique
 Le premier niveau est celui des agences de l’eau puis
 Utilisation des secteurs hydrographiques de la
BDCarthage®
 Découpage du territoire en 183 zones
 Inscription du code du secteur dans chaque classe
d’entité
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N°15
Méthodologie de l’étude
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3 phases
 Construction du réseau hydrographique de travail
• Transfert de la codification BDCarthage® vers le linéaire de
la BDTopo®.
 Extraction des données
• Utilisation de différents buffers en liaison avec les rangs de
Strahler et les thématiques de travail.
• Découpage des données BDTopo®, ROE, CLC
 Calcul des paramètres
• Application des formules définies par le Cemagref
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N°16
La construction du réseau hydrographique de
travail

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BDCarthage® Simplifiée du Cemagref
Réseau brut BDTopo®
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N°17
La construction du réseau hydrographique de
travail
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Méthode semi automatique basée sur de la
concordance toponymique et de l’analyse spatiale
Difficultés sur :
 les écarts de tracés parfois important entre les 2 bases
 La finesse des objets de la BDTopo® (tronçon de
quelques centimètres)
 La gestion des bras et des confluences
 Environ 100 jours de travail,
• nettoyage des artéfacts
• Affectation des codes manquants via le mappage du
transfert d’attributs
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N°18
La construction du réseau hydrographique de
travail

Résultats
 Le réseau BDTopo® à reçu le code CGENELIN
 Contrôle topologiques
 Contrôle de la codification effectué avec l’outil de
Hiérarchisation du Réseau Hydrographique
 Conservation de l’ID tronçon du Cemagref
 Conservation du rang de Strahler initial
 Travail en 11 étapes
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La continuité du réseau n’a pas été assurée
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N°19
La construction du réseau hydrographique de
travail

Transformation du réseau en Unité Spatiale de
Recueil d’Analyse
 Chaque cours d’eau a été découpé selon le
positionnement des limites de tronçons
 Utilisation d’un programme en VBA pour le découpage
par les points
 Utilisation de la segmentation dynamique pour découper
les USRA en longueur égale
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N°20
Préparation et extraction des données

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Découpage des couches de la BDTopo® par
secteurs hydrographiques
Assemblage par départements puis découpage
selon la logique hydrographique
Temps de calculs très longs
Nettoyage des géométries obligatoire
Création de différents buffers dont la taille varie en
fonction du rang de Strahler
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N°21
Le calcul des 15 paramètres
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Taux de végétation ripisylve (30m) rideau d’arbres
(10 m) et lit majeur
Taux de voie de communication dans le lit mineur
et majeur
Taux de digues dans le lit mineur et majeur
Taux d’urbanisation
Densité de ponts
Densité de seuils
Taux de biefs
Taux de plans d’eau connectés et déconnectés
Taux de surlargeur
Taux de tracé rectiligne
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N°22
Le calcul des 15 paramètres
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Les outils sont élaborés avec Model builder
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N°23
Le calcul des 15 paramètres
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Leur exécution s’effectue en python pour :
 Faciliter le traitement en lot.
 Faciliter l’exécution pour les utilisateurs finaux
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N°24
Résultats
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Cartographie de tous les paramètres
Exemple : végétation dans le lit majeur
Indicateur de la végétation
dans le lit majeur
Végétation en lit majeur
S_veg / S_buf
(%)
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N°25
Difficultés rencontrées
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Gestion de la masse d’informations
Temps de calculs
Opération de géotraitements délicates
 Contrôles et nettoyage des géométries
• Sur les données de base (végétation)
• Après génération des buffers
 Intersection délicate en géodatabase
• Nécessité d’une transformation au format shape
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Problème de découpage d’objets multi-parties
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N°26
Perspectives
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Finalisation des derniers secteurs (juin 2010)
Couplage des données SYRAH avec la
sectorisation Cemagref (automne 2010)
Diffusion aux gestionnaires en tant qu’outil
d’aide à la décision et formation des futurs
utilisateurs (2011)
Récupération de données d’altération et de
pressions complémentaires et intégration à la
BD SYRAH :
Protocole en cours de test avec un outil SIG nomade
(ArcPad©)
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N°27
Un opérateur sur le
terrain, équipé d’un GPS
avec un outil SIG intégré
(Trimble Juno avec
ArcPad©)
Une évaluation des
pressions locales
(curage, recalibrage,
digues, protection de
berges, incision,…)
Un aperçu des
altérations : rapport
largeur/profondeur et
alternance de faciès
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N°28
Syrah à l’échelle du
bassin Artois Picardie
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N° 29
Les outils de connaissance en hydromorphologie
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Le Seq Physique
L’atlas à large échelle
Le Syrah
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N°30
Merci de votre attention
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N°29