MINISTÈRE DE L'ÉDUCATION NATIONALE

Presidence Ephe

Description

Niveau: Supérieur

• mémoire

MINISTÈRE DE L'ÉDUCATION NATIONALE ÉCOLE PRATIQUE DES HAUTES ÉTUDES Sciences de la Vie et de la Terre CONTRIBUTION À LA MISE EN PLACE D'UNE BASE DE DONNEES À RÉFÉRENCE SPATIALE EN BAIE DU MONT SAINT-MICHEL MEMOIRE Présenté par Xiaojun LI Pour l'obtention du diplôme de l'École Pratique des Hautes Études Soutenu le 3, novembre 2005 devant le jury suivant : Président : M. Marc BUI, Directeur d'Etudes, EPHE, Paris Examineurs : Mme Michèle BEGUIN, Maître de Conférences, Université de Paris 1, Paris Mme. Marie-Françoise COUREL, Directeur d'Etudes, EPHE, Paris Mme. Jeannine LE RHUN, Maître de Conférences, EPHE, Paris M. Didier ROBERT, Responsable Géomarketing, Médiapost, Montrouge Rapporteur : M. Bruno DELESALLE, Maître de Conférences, EPHE, Perpignan Laboratoire de Géomorphologie Directeur : et Environnement Littoral Marie Françoise COUREL PRODIG-UMR85856/CNRS 2 Rue Vallete Maître de conférences : 75005 Paris, France Jeannine LE RHUN Résumé EPHE Banque de Monographies SVT 1

• problématique de la zone d'étude…………………………………


• mont saint-michel


• baie du mont saint-michel


• zones naturelles d'interdit ecologique


• direction départementale de l'equipement


• exploitation des données……………………………………


• cartes thématiques

Sujets

• Mémoire
• IFREMER
• Robert
• Mapper
• Université de Paris
• United Nations
• Béguin
• Courel
• Institut national de la statistique

Informations

• Publié par: profil-nechor-2012
• Publié le: 01 novembre 2005
• Nombre de lectures: 70
• Langue: Français

Extrait

MINISTÈRE DE L'ÉDUCATION NATIONALE

ÉCOLE PRATIQUE DES HAUTES ÉTUDES

Sciences de la Vie et de la Terre

CONTRIBUTION À LA MISE EN PLACE D’UNE BASE DE

DONNEES À RÉFÉRENCE SPATIALE EN BAIE DU MONT

SAINT-MICHEL

MEMOIRE

Présenté par

Xiaojun LI

Pour l’obtention du diplôme de l’École Pratique des Hautes Études

Soutenu le 3, novembre 2005 devant le jury suivant :

Président :

M. Marc BUI,

Directeur d’Etudes, EPHE, Paris

Examineurs :

Mme Michèle BEGUIN, Maître de Conférences, Université de Paris 1, Paris

Mme.

Marie-Françoise COUREL, Directeur d’Etudes, EPHE, Paris

Mme. Jeannine LE RHUN, Maître de Conférences, EPHE, Paris

M. Didier ROBERT, Responsable Géomarketing, Médiapost, Montrouge

Rapporteur :

M. Bruno DELESALLE, Maître de Conférences, EPHE, Perpignan

Laboratoire de Géomorphologie

Directeur :

et Environnement Littoral

Marie Françoise COUREL

PRODIG-UMR85856/CNRS

[e-mail]

2 Rue Vallete

Maître de conférences :

75005 Paris, France

Jeannine LE RHUN

[e-mail]

Résumé

EPHE

Banque de Monographies SVT

1

La Baie du Mont Saint-Michel, site très étudié par des chercheurs de différentes disciplines

depuis nombreuses années du fait de ses caractéristiques particulières,

est l’objet actuellement

de deux grands projets : le transfert des installations conchylicoles et le rétablissement du

caractère maritime du Mont Saint-Michel.

Face à ces projets, la mise en place d’un

observatoire des

changements environnementaux apparaît comme une nécessité.

Une base de

données à référence spatiale a été établie à l’aide de l’outil SIG. Les données multi sources et

multi formats, telles que les images satellitaires, les orthophotographies aériennes multi

temporelles, les cartes thématiques, les données altimétriques (bathymétrie et LIDAR), les

données provenant de bases de données diverses, ont été collectées, géoréférencées, traitées,

intégrées dans la base avec différentes méthodes et des procédures spécifiques adaptées à

leurs caractéristiques. Cette

mise en oeuvre de la base offre aux thématiciens des différentes

disciplines concernées de grandes potentialités de recherche afin d’étudier la dynamique et

l’évolution de cet espace très partagé.

Mots- clés

:

Baie du Mont Saint-Michel,

base de données, mise en place, MNT, SIG

TABLE DES MATIERES

Remerciement

I : Introduction

I.1. La zone d’étude ………………………………………….………….……..

1

I.2. Problématique de la zone d’étude………………………………….……..

4

I.2.1. Une conchyliculture sous fortes contraintes……………………….…..

4

I.2.2. Deux projets antagonistes sur la baie………………………………….

7

I.3. Objectif du travail……………………………………………………….…

8

II : La mise en place du système géographique - Méthodologie

II.1. Le Système d’Information Géographique

…………………………..……

11

II.1.1. Définition………………………………………………………………

11

II.1.2. Le Modèle Conceptuel de Données (MCD)………………….….……

11

II.1.3. La démarche méthodologique………………………………………….

14

II.1.4. Matériel informatique et logiciels………………………………………

14

II. 2. Construction d’une base de données cartographiques…………………..

16

II.2.1. L’échelle géographique et le choix du référentiel cartographique……..

16

II.2.2. Les données de type raster……………………………………...…...….

17

1). Les cartés scannées………………………………………………..

17

2). Les données de télédétection et leur traitement………………..….

19

A. Renforcement des contrastes par étalement de la

dynamique……………………………………………...………….

19

EPHE

Banque de Monographies SVT

2

B. Analyse de Composantes principales (ACP)…………………..

22

C. Classification…………………………………………………… 25

3). Le géoréférencement des données par saisie de point

homologues………………………………………………………

26

II.2.3. La vectorisation et les changements de projection…………………....

27

1). Pourquoi vectoriser des données?...................................................

27

2). Choix des méthodes de la vectorisation…………………….…….

28

3). Choix des informations à extraire……………………………..…..

28

4). Saisie des données vectorielles……………………………………

29

A. Vectorisation des données graphiques………………….……..

29

B.

Table attributaire……………………………………………...

33

5). Importation des données vectorielles de l’extérieur ……………...

35

A.

Importation des données sous

Mapinfo®

: exemple de

BDCarto®

de l’

IGN

…………………………………………..

35

B.

Transformation des projections ………………………...…….

35

6). Deux problèmes des données vectorielles……………………..….

36

A. Manque d’exactitude…………………………………….…….

36

B. Problème de réutilisation des données……………………..….

37

II.2.4. Données de terrain……………………………………………….…….

37

1). Données de terrain alphanumériques……………………………....

37

2). Photographies obliques……………………………………..……...

38

II.2.5. Conclusion……………………………………………………..………

38

III : Intégration des données de 3D : Modèle Numérique de Terrain

III.1. Présentation générale du MNT…………………………………………

39

III.1.1. Définition……………………………………………………………

39

III.1.2. Mode de représentation…………………………………………..…

39

III.2. Données disponibles…………………………………………………..…

39

1). Données de type

LIDAR

………………………………………..

40

2). Données bathymétriques ……………………………………….

41

III.3. Schéma de la méthode ………………………………………………...…

41

III.4. Mise en évidence du MNT et procédures…………………………..…..

42

III.4.1. MNT réalisé sous

ArcView

®

3.1…………………………………….

42

1). Préparation dans

ArcView

®

3.1…………………………….……

42

A. Extensions nécessaires……………………………………….

42

B

.

Répertoire du travail……………………………………….…

42

2). Le calcul du MNT à partir des données bathymétriques…….…..

43

A.

Importation……………………………………………….….

43

B.

Méthode d’interpolation………………………………….….

43

3). Le calcul du MNT à partir des données LIDAR…………………

43

III.4.2. Critiques des données et problèmes rencontrés………………………

43

1). Défauts d’enregistrement……………………………………..…..

44

2). Distribution des points……………………………………………

44

3). Projections incohérentes……………………………………….…

44

4). Problème du format…………………………………………….…

44

5). Fichiers volumineux………………………………………………

45

6). Raccord des données……………………………………………...

45

7). Valeur explosée……………………………………………………

47

8). Perte des informations des coordonnées………………………..…

48

9). Décalage après la transformation de Lambert 93 à Lambert II

EPHE

Banque de Monographies SVT

3

étendu…………………………………………………………...…

48

III.4.3. Validation…………………………………………………………..…

49

III.5. Résultats …………………………………………………………………..

50

III.5.1. Les MNT réalisés sous

ArcView

® 3.1……………………………..….

50

1). MNT calculé à partir du LIDAR………………………………......

50

2). MNT calculé à partir des données bathymétriques………….…..…

51

3). MNT de résolution 5 m de la baie Mont Saint-Michel………..…..

52

4). Dérivés du MNT………………………………………..………....

52

III.5.2. Les MNT réalisés sous

ER Mapper

® 6.4 ……………………..…..….

53

1). MNT calculé à partir des données LIDAR………………………..

53

2). MNT calculé à partir des données bathymétriques………………..

53

IV : Application et exploitation de la base de données

IV.1. Présentation du SIG de la baie du Mont Saint Michel…………….……

55

IV.1.1. Le dictionnaire de données ……………………………. ……………

55

IV.1.2. Couches thématiques …………………………………………….…..

60

1). Couche : aménagement……………………………………………

60

2). Couche: benthos……………………………………………...……

65

3). Couche : herbus……………………………………………..…….

66

4). Couche : hydrologie…………………………………………...…..

68

5). Couche : topographie………………………………………..…….

70

6). Couche : sédimentologie………………………………………..…

72

IV.2. Exploitation des données……………………………………..……..…….

76

IV.2.1. Création d’information

1). Exemple d’analyse spatiale……………….…………..……..…….

76

2). Requête attributaire………………………………….…………..…

77

3). Mesure spatiale………………………………………..………...…

77

IV.2.2. Lien dynamique

IV.3. Cartographie des résultats………………………………………..……..…

78

IV.3.1. Carte de l’évolution mytilicole et des cadastres conchylicoles …….…

79

IV.3.2. Suivi l’évolution des récifs d’hermelles…………………………....….

83

IV.3.3. Développement des polders de la baie du Mont Saint-Michel………...

84

Conclusion

……………………………………………………………………………

86

Bibliographie

ANNEXE 1 :

Connaissances biologiques

ANNEXE 2 :

Évolution conchylicole en baie du Mont Saint-Michel

ANNEXE 3 :

Géoréférencement sous

ArcView

® 3.1

ANNEXE 4

:

Comparaison de la fonction du géoréférencement sous

ER Mapper

® 6.4 et sous

ArcView

® 3.1

ANNEXE 5 :

Données vectorielles de l’extérieur

ANNEXE 6 :

Poster : un SIG pour le suivi environnemental de la Baie du Mont Saint-Michel

ANNEXE 7 :

Drapage du MNT sous

ER Mapper

® 6.4

Liste des figures

Liste des photos

EPHE

Banque de Monographies SVT

4

ABRÉVIATION

ACP

:

Analyse de Composantes Principales

CP

:

Composante Principale

DDAM

:

Direction Départementale des Affaires Maritimes

DDE

:

Direction Départementale de l’Equipement

DIREN

:

DIrection Régionale de l’ENvironnement

EPHE

:

Ecole Pratique des Hautes Etudes

ETM

:

Enhanced Thematic Mapper (Anglais)

GCP

:

Ground Control Point (Anglais)

GPS:

Global Positining System (Anglais)

IFREMER

:

Institut Francais de Recherche pour l'Exploitation de la MER

IGN

:

Institut Géographique Nationale

INS

:

Internal Navigation System (Anglais)

INSEE

:

Institut National de la Statistique et des Etudes Economiques

MNHN

:

Muséum National d’Histoire Naturelle

MES :

Matière En Suspension

LIDAR:

LIght Detection And Ranging (Anglais)

MCD

:

Modèle Conceptuel de Données

MNT

:

Modèle Numérique de Terrain

PNEC

:

Programme National Environnement Côtier

SIG

:

Système d’Information Géographique

SPOT

:

Satellites Pour l’Observation de la Terre

TIN

:

Triangulated Irregular Network (Anglais)

TM

:

Thematic Mapper (Anglais)

UNESCO

:

United Nations Educational, Scientific and Cultural Organization (Anglais)

ZICO

:

Zones Importantes pour la Conservation des Oiseaux

ZNIEFF

:

Zones Naturelles d’Interdit Ecologique Florisque et Faunistique

ZPS :

Zone de Protection Spéciale

3D

:

3 Dimensions

Introduction

….

Plusieurs organismes de recherche ont engagé des travaux communs sur ce site dans différentes

disciplines depuis de nombreuses années. Géographes, botanistes, biologistes, géologues,

modélisateurs, économistes sont réunis dans le cadre d’un programme

PNEC

(Programme National

Environnement Côtier) –– Atelier “Baie du Mont Saint-Michel”

lancé en 2002 dans lequel

collaborent notamment l’

IFREMER

, le

MNHN

et l’

EPHE

. Les objectifs de ce programme

interdisciplinaire sont : “premièrement, d’identifier et documenter les bases fondamentales d’une

approche de capacité trophique de bassin dans le cadre des manifestations biologiques naturelles,

conchylicoles et invasives ; deuxièmement, d’anticiper les effets des perturbations majeures,

naturelles ou anthropiques de l’environnement”.

Il était nécessaire de mettre en place un outil fiable servant de support commun

aux différents

scientifiques participant à l’observation et à la compréhension des changements environnementaux en

baie du Mont Saint-Michel.

Ce mémoire s’inscrit dans le cadre de ces recherches interdisciplinaires. L’objectif est d’établir

une base de données à référence spatiale permettant d’intégrer l’archive cartographique, de stocker et

gérer ces données, puis de les réutiliser et valoriser en fonction des problématiques spécifiques aux

EPHE

Banque de Monographies SVT

5

divers champs disciplinaires. Un Système d’Information Géographique (SIG) est essentiel pour

réaliser ces objectifs.

Ce SIG est conçu d’abord comme un outil de gestion d’observation qui pourrait

stocker,

archiver des données existantes, et aussi comme un outil d’exploitation qui sera capable de fournir

une série de cartes thématiques, d’analyser les impacts environnementaux afin d’offrir des références

utiles aux planificateurs et aménageurs. Ce travail porte sur la mise en oeuvre de la base de données

cartographique sur la Baie du Mont Saint-Michel.

Grâce à la coopération tout au long de ce travail, avec les chercheurs, thématiciens et

utilisateurs, diverses données ont été assemblées, rajoutées, traitées au fur et au mesure du

déroulement du programme. Une base de données cartographique abondamment fournie et un SIG

opérationnels de la baie du Mont Saint-Michel sont ainsi établis.

Ce mémoire rappelle les démarches mises au point tout au long du travail et les techniques

développées. Les procédures de certaines étapes importantes sont précisées pour qu’on puisse

connaître et critiquer les faiblesses, les contraintes et la fiabilité des données. Les difficultés, les

problèmes rencontrés, les solutions techniques retenues au cours de l’élaboration de la base sont

détaillées afin que les utilisateurs ultérieurs puissent intégrer ce SIG le plus vite possible, mais surtout

pour qu’ils puissent éviter les mêmes problèmes ou les résoudre le plus rapidement possible, s’ils

veulent augmenter la base par de nouveaux documents présentant des caractéristiques analogues.

Ce mémoire est divisé en 3 parties :

Dans la première partie, nous présentons les méthodes utilisées dans ce travail, et nous nous

attachons à expliquer comment les données, données raster et vecteur, ont été intégrées dans le SIG.

Nous décrivons aussi les problèmes rencontrés et les expériences acquises lors de ce travail.

Ensuite, nous décrivons plus particulièrement la réalisation du Modèle Numérique de Terrain

(MNT) à partir des données LIDAR (Light Detection And Ranging) et des données bathymétriques.

Enfin, la dernière partie présente la base de données réalisée, et donne des exemples

d’utilisation.

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ER Mapper® 6.0

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EPHE

Banque de Monographies SVT

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