MISE EN PLACE D'UN SIG POUR LA GESTION DE LA BIODIVERSITE

Yassi

Description

REPUBLIQUE DE COTE-D’IVOIRE UNION-DISCIPLINE-TRAVAIL MINISTERE DE L’ENSEIGNEMENT SUPERIEUR ET DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE Ecole Supérieure d’Agronomie (ESA) Cycle des Ingénieurs Agronomes mEmOIRE DE FIN D’ETUDES Pour l’obtention du DIPLOME D’AGRONOMIE APPROFONDIE (DAA) Option : Eaux et Forêts THEME : MISE EN PLACE D’UN SYSTEME D’INFORMATION GEOGRAPHIQUE (SIG) POUR LA GESTION DE LA BIODIVERSITE : Cas de la réserve scientifique de Lamto Période : du 01 juillet au 31 décembre 2013 Présenté par : Franck-Boris Yassi YASSI Elève-ingénieur des Eaux et Forêts ème (43 promotion ENSA) Mémoire soutenu le 26 Mars 2014 à l’ESA devant le Jury composé de : Dr Chantal KOFFI, Enseignant-Chercheur au Département FOREN/INP-HB (Président du jury) Cdt Daniel KOUA N’Zi, Enseignant-Chercheur au Département FOREN/INP-HB (Encadreur pédagogique) Cdt Daniel KOUA N’Zi Cne Dede AZANI, Responsable du SIG et Suivi Ecologique (Maître de stage) Col Emile Mamadou DOUMBIA, Enseignant-Chercheur au Département FOREN/INP-HB (Assesseur) Mars 2014 TABLE DES MATIERES RESUME .................................................................................................................................... I ABSTRACT ............................. II AVANT-PROPOS ET REMERCIEMENTS ...... III LISTE DES SIGLES ET ABRÉVIATIONS ......... V LISTE DES FIGURES ...............................................................................................

Informations

• Publié par: FBYASD43
• Publié le: 27 juin 2014
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Extrait

TABLE DES MATIERES

RESUME....................................................................................................................................I ABSTRACT ............................................................................................................................. II AVANTPROPOS ET REMERCIEMENTS...................................................................... III LISTE DES SIGLES ET ABRÉVIATIONS......................................................................... V LISTE DES FIGURES...........................................................................................................VI LISTE DES TABLEAUX.................................................................................................... VII INTRODUCTION .................................................................................................................... 1 CHAPITRE I : GENERALITES............................................................................................ 2 1.1 PRESENTATION DE LA DIRECTION DE ZONE CENTRE DE L’OIPR........... 2 1.1.1 Missions.................................................................................................................... 2 1.1.2 Présentation des Aires Protégées ...........................................................................4

1.1.2.1 Parc national de la Marahoué............................................................................. 4 1.1.2.2 Réserve de faune du haut Bandama ...................................................................4 1.1.2.3 Réserve de faune d’Abokouamékro................................................................... 4 1.1.2.4 Réserve scientifique de Lamto ...........................................................................5 1.1.3 Organisation ............................................................................................................5

1.1.3.1 Services ..............................................................................................................5 1.1.3.2 Secteur Lamto ....................................................................................................6 1.2 UTILISATION DES SIG DANS LA GESTION DES AIRES PROTEGEES ......... 8 1.2.1 Généralités sur les SIG ...........................................................................................8 1.2.2 Composition d’un SIG............................................................................................ 8 1.2.3 Utilisation des SIG dans la gestion de la biodiversité ..........................................9

1.2.3.1 Sources de données du SIG et leur mode de fonctionnement ............................9 1.2.3.2 Apports des SIG dans la gestion des aires protégées .........................................9 ............... CHAPITRE II : MATERIEL ET METHODES.................................................. 11 2.1 MATERIEL.................................................................................................................. 11 2.1.1 Données géographiques.........................................................................................11

2.1.1.1 Modèle Numérique de Terrain .........................................................................11 2.1.1.2 Données satellitaires.........................................................................................11 2.1.1.3 Données cartographiques .................................................................................11 2.1.2 Matériel technique...................................................................................... ........... 11

2.1.2.1 Questionnaire............................................................................................... 11 2.1.2.2 GPS Garmin 62 ................................................................................................12 2.1.3 Logiciels..................................................................................................................12

2.2 METHODES................................................................................................................. 14 2.2.1 Entretien et administration du questionnaire ....................................................14 2.2.2 Etude de l’occupation du sol................................................................................ 14

2.2.2.1 Calcul d’indice de végétation........................................................................... 14 2.2.2.2 Sortie de terrain ................................................................................................15 2.2.2.3 Cartographie évolutive par télédétection..........................................................17 2.2.2.4 Calcul d’indice pluviométrique standardisé..................................................... 17 2.2.3 Mise en place du SIG ............................................................................................18

2.2.3.1 Conception de la base de données par la méthode Merise............................... 19 2.2.3.2 Solution mixte MySQL–ACCESS ................................................................. 19 2.2.3.3 Connexion ODBC et principe de la jointure des tables....................................20 2.2.3.4 KML et Google Earth.......................................................................................20 2.2.3.5 Cartographie et les analyses spatiales avec le logiciel R..................................20 2.2.3.6 Identification des acteurs..................................................................................21 2.2.4 Test des performances du système SIGLAMTO................................................21 CHAPITRE III : RESULTATS ET DISCUSSION ............................................................22 3.1 RESULTATS................................................................................................................ 22 3.1.1 Résultats des entretiens.........................................................................................22

3.1.1.1 Missions ...........................................................................................................22 3.1.1.2 Gestion des données propres au service........................................................... 22 3.1.1.3 Matériel ............................................................................................................22 3.1 .1.4 Appréhension de la mise en place du SIG........................................................22 3.1.2 Occupation du sol.................................................................................................. 23

3.1.2.1 Utilisation de l’indice de végétation23................................................................. 3.1.2.2 Carte de l’altitude de la réserve de Lamto........................................................ 23 3.1.2.3 Etudes statistiques et modélisations de l’occupation du sol.............................24 3.1.2.4 Modélisation numérique des interactions climatvégétations.............. ....27 ........ 3.1.3 Présentation du SIGLAMTO............................................................................... 27

3.1.3.1 Base de données Access................................................................................... 27 3.1.3.2 Solution mixte MySQLACCESS....................................................................31 3.1.3.3 Applications sur QGIS 1.8 ...............................................................................33 3.1.3.4 Applications sur Google Earth .........................................................................37 3.1.3.5 Applications sur le logiciel R........................................................................... 38 3.1.4 Résultats du test de performance du SIGLAMTO ............................................38

3.1.4.1 Implémentation de la base de données Access.................................................38 3.1.4.2 Application de MySQL à QGIS....................................................................... 40 3.1.4.3 Application sur la toile (site web) ....................................................................42

3.2 DISCUSSION ............................................................................................................... 43 3.2.1 Entretiens et questionnaire...................................................................................43 3.2.2 Occupation du sol.................................................................................................. 43 3.2.3 Mise en place du SIGLAMTO .............................................................................44 3.2.4 Performance du SIGLAMTO ..............................................................................45 CONCLUSION....................................................................................................................... 47 REFERENCES BIBLIOGARPHIQUES............................................................................. 48 WEBOGR APHIE ................................................................................................................... 50 ANNEXES............................................................................................................................... 51

RESUME

Les Systèmesd’Information Géographique (SIG) apparaissent de nos jours comme des outils de gestion, de planification, d'aide à la décision et de suivi des politiques. Actuellement à l’Office Ivoirien des Parcs et Réserves (OIPR) de Yamoussoukro, aucune base de données n’est installée et chacun travaille sur son poste, sans réelle mise en commun. La résolution de ce problèmea inspiré l’élaboration du présent mémoire.

Le travail réalisé a donc consisté à se baser sur les solutions existantes en matière de conception et de réalisation de SIG et d’en dégager une architecture fonctionnelle pouvant répondre aux besoins des utilisateurs. Dans ce mémoire, les différentes étapes de la construction d’un SIG sont rapportées:l’analyse et évaluation de l’existant, la conceptualisationet la mise en place d’unebase de données, l’étude statistique etde modélisation, et la mise en place du SIG en passant par le développementd’un site internet. Ces phases ont pu être réalisées grâce au logiciel SIG QGIS et GRASS, aux systèmes de gestion de bases de données Access et MySQL. Les applications sur Excel ont permis de connaitre l’évolutionnumériquede l’occupation du sol et lestendances climatiques de la réserve scientifique de Lamto. Nous avons développé une interface de communication avec les bases de données et utilisé des langages de programmation pour la récupération des données saisies à partir des formulaires et leur transfert dans la base de données.

Le prototype développé permet de faire la saisie, le traitement, l’analyse et la mise à jour des données, et offre la possibilité d’interroger la base de données par des thématiques cartographiques. Le SIGLAMTO créé se révèleêtre un outil indispensable à l’élaboration du diagnostic des aires protégées.

Motsclés: Système d’information géographique, base de données, modélisation, biodiversité, réserve scientifique de Lamto

I

ABSTRACT

The Systems of Geographic Information (SIG) appear these days as tools of management, of planning, of assistance to the decision and of policies control.Currently at the Ivorian Office of Parks and Reservations (OIPR) of Yamoussoukro, no data basis is installed and everyone works on his post, with no real pooling. The resolution of this problem inspired the elaboration of this dissertation.

This work has therefore consisted in basing ourselves on the existing solutions in conception and realization of SIG and in then finding out a functional architecture adapted to users’ needs. In this dissertation, the different steps of the construction of a SIG are reported: the analysis and evaluation of the existing, the conceptualization and setting up of a data basis, the statistical and modeling study, and the setting up of the SIG through the development of a website. These phases have been achieved through the software’s GIS QGIS and GRASS, the systems of database management Access and MySQL. The Excel applications allowed knowing the numerical evolution of land occupation and climatic trends of the scientific reservation of Lamto. We developed a communication interface with the data bases and used programming languages for the recuperation of the seized data from the forms and their transfer in the data bases.

The developed prototype allows doing the keyboarding, the treatment, the analysis and updated of data, and offers the possibility to question the data base by cartographic thematics. The created SIGLAMTO was revealed to be an essential tool for the elaboration of the diagnosis of the protected areas.

Keywords:Systems of Geographic Information, data base, modeling, biodiversity, Scientific Reservation of Lamto II

AVANTPROPOS ET REMERCIEMENTS La structure d’accueil pour le déroulement de ce stagede six mois est le service suivi écologique et SIG del’Office Ivoirien des Parcs et Réserves (OIPR) de la direction zone centre, localisée à Yamoussoukro. Le thème de notre étude estlaMise en place d’un SIG pour la gestion de la biodiversité : Cas de la réserve scientifique de Lamto.

L’élaboration du présent travail a requis le soutien de nombreuses personnes sans lesquelles l’accès aux ressources nécessaires n’aurait pas été possible. Par conséquent, nous avons eu recours à un soutien énorme. Pour cette raison, nous tenions à remercier tous ceux qui de près ou de loin se sont impliqués dans la réalisation de ce rapport. Ce sont entre autres : le Lieutenant/Colonel AdamaTONDOSSAMA, Directeur Général de l’OIPR, qui a bien voulu nous accorder ce stage dans sa structure ; le Commandant Rémy Kouassi KOUADIO, Directeur de Zone Centre de l’OIPR,pour nous avoir accueillis au sein de sa direction pendant ces six mois ; mon maître de stage Capitaine Dede AZANIde l’OIPR, Responsable du Suivi Ecologique et SIG à la Direction de Zone Centre, pour son encadrement, ses conseils, sa totale disponibilité et pour la transmission de son savoir professionnel tout au long de ce stage ; l’ensemble du personnel de l’OIPR de la Zone Centre pour leur accueil. A l’écoute et désireux de me montrer toutes les facettes de leur métier, ils m’ont permis d’évaluer quelques aspects relatifs au domaine de l’environnement et de la gestion forestière. Plus particulièrement, je remercie le Capitaine Albert Kouassi YAO pour la bonne ambiancequ’il a amenélors de ma présence à la direction ; le Capitaine Joseph Gninnakan TOURE, pour saspontanéité, l’équipe de la Brigade mobile pour nous avoir accueillis lors de nos déplacements à Lamto ; le Commandant DanielKOUA N’Zi, notre encadreur pédagogique, pour le sérieux qu’il s’emploie à nous inculquer, les efforts consentis pour nous assurerune formation de qualité et aussi pour avoir accepté de suivre ce travail ; pour nous avoir suscité ces précieusesle Professeur Narcisse Eboua WANDAN, connaissances dans les sciences de l’information géographique;

III

tout le corps enseignant du département Eaux, Forêt et Environnement (FOREN) de l’INPHB de Yamoussoukro pour la qualité de leurs enseignements et leurs accueils chaleureux ; mes correspondants pédagogiques, M. Pascal HAMEURY: responsable Pôle Export AFRIQUE (ESRI France); M. Amadou IBRAHIM: Géographe cartographe spécialiste en SIG au Mali; M. Alain CABANETTES et Mme Sylvie LADET: Ingénieurs géomaticiens INRA de Toulouse ; pour leurs écoutes et conseils avisés ; la cellule de recherche de stage établie par la direction de L’Ecole Supérieure d’Agronomie (ESA)pour nous avoir trouvé ce stage. les membres de jury pour avoir accepté d’affecter un temps à ce modeste travail et de l'attribuer des remarques et des corrections très intéressantes. Jen’oublie pas de souligner le rôle prépondérant deM. Victor Yassi YASSI et de Mme Apo Mélanie BOTCHI mes géniteurs, et la gratitude que je leur dévoue à ce titre.

IV

LISTE DES SIGLES ET ABRÉVIATIONS

CRAN :RéseauComplet d'Archives sur le logiciel R DZ :Directeur deZone DZC :Direction deZoneCentre GDEM :GlobalDigitalElevationMap GPS :GlobalPositioningSystem GNU :Gnu isNotUnix IPS :IndicePluviométriqueStandardisé KML :KeyholeMarkupLangage MCD :ModèleConceptuel desDonnées MLD :ModèleLogique desDonnées MNT :ModèleNumérique deTerrain MPD :ModèlePhysique desDonnées NDVI :NormalisedDifferenceVegetationIndex ODBC :OpenDataBaseConnectivity OGC :OpenGeospatialConsortium OIPR :OfficeIvoirien desParcs etRéserves SGBDR :Système deGestion deBases deDonnéesRelationnelles SIG :Système d’InformationGéographique SQL :StructuredQueryLanguage UICN :UnionInternationale pour laConservation de laNature USGS :UnitedStatesGeologicalSurvey WCS :WarehouseControlSystem WFS :WorldwideFlightServices WGS :WorldGeodeticSystem

V

LISTE DES FIGURES

Figure 1:Carte de répartition des Parcs Nationaux et Réserves de Côte d’Ivoire................... 3

Figure 2: Diagrammes ombrothermiques de la Réserve scientifique de Lamto ......................7

Figure 3:Les composants d’un SIG......................................................................................... 8

Figure 4: Méthodologie pour la mise en place de la cartographie diachronique de l’occupation du sol sur la réserve de Lamto.............................................................................61

Figure 5: Architecture du système SIG LAMTO................................................................... 18

Figure 623: Modèle Numérique de Terrain de la réserve de Lamto ...........................................

Figure 7: Graphique des résultats du taux de changement dans la période 19882000 .........24

Figure 8: Graphique des résultats du taux de changement dans la période 20002006 .........25

Figure 925: Graphique des résultats du taux de changement dans la période 19882006. ........

Figure 1026: Cartographie de l'occupation du sol sur la réserve de Lamto ...............................

Figure 11: Anomalies des précipitations annuelles................................................................ 27

Figure 12 :28Modèle conceptuel de données du SIG LAMTO .................................................

Figure 13 :Tableau de bord et formulaire issu de la base de données....................................31

Figure 14: Conversion des tables ACCESS à MYSQL ..........................................................31

Figure 15: Résultats de la conversion d’ACCESS à MYSQL sous phpMyAdmin...............2.3.

Figure 16: Connections ACCESS et MYSQL via ODBC ......................................................33

Figure 17: Interface du serveur OWS sur QGIS ....................................................................34

Figure 18: Interface de l’outil e35vis sur QGIS........................................................................ VI

Figure 19: Interface de l’exportation du projet SIG Lamto en .map sur Mapserver.............. 35

Figure 20: Interface de connexion QGIS Cloud.....................................................................37

Exemple d’utilisation de RStudio pour la cartographie Figure 2138: ........................................

Figure 22: Présentation de l’implémentation des données dans Access 2007....................... 39

Figure 2339: Présentation de la requête sur les données dans Access 2007 ..............................

Figure 24: Les applications de MySQL à QGIS ....................................................................41

Figure 25: Cartes de répartition de la faune et des activités illégales au niveau de la réserve de Lamto...................................................................................................................................42 LISTE DES TABLEAUX

Tableau I:Liste exhaustive des packages pour l’étude de la biodiversité........................... 20

Tableau II:Changement d’occupation du sol entre 1988 à 2006......................................... 23

Tableau III :29Modèle logique des données du SIGLAMTO...................................................

VII