WOW !! MUCH LOVE ! SO WORLD PEACE !
Fond bitcoin pour l'amélioration du site: 1memzGeKS7CB3ECNkzSn2qHwxU6NZoJ8o
  Dogecoin (tips/pourboires): DCLoo9Dd4qECqpMLurdgGnaoqbftj16Nvp


Home | Publier un mémoire | Une page au hasard

 > 

Recherche d'un processus d'historisation de base de données d'occupation des sols appliqué au référentiel géographique forestier de l'IGN

( Télécharger le fichier original )
par Romain Louvet
Université Paris Diderot - Paris 7 - M1 Géographie et Sciences des territoires 2013
  

précédent sommaire suivant

Abstract

Time in GIS is a complex question and is still scarcely studied by producers of geographic databases. Yet, this aspect is particularly important to meet the users' needs, especially with respect to land cover data. This master's dissertation addresses the problem of integrating time in the updating of the forest geographic frame of reference involved in the production of a new large scale land cover database at the French National Institute of Geographic and Forest Information. It provides a summary analysis of the various theoretical aspects of spatiotemporal databases and a case study of three geographic databases that integrate time. This work suggests a solution for the implementation of land cover change monitoring, based on an object-oriented model with a typology of events.

Key words : time, GIS, data base, land cover, changes monitoring.

7

8

Table des matières

Remerciements 5

Résumé 6

Abstract 6

Table des matières 8

Table des figures 13

Index des tableaux 13

Index des acronymes 15

Introduction 17

Contexte 17

Demande de la structure d'accueil 18

Cadre du sujet 19

Problématique 19

Méthodologie, moyens 21

CHAPITRE I - Caractéristiques techniques et besoins spécifiques du RGFor quant à l'intégration de la

dimension temporelle 23

I.A - Présentation 23

I.B - Contenu 24

I.C - Production 26

I.C.1 - Préparation des données 27

I.C.2 - Saisie des zones arborées 28

I.C.3 - Préparation des données pour le RGFor 30

I.C.4 - Saisie du milieu forestier 31

I.C.5 - Archivage 31

I.D - Besoins et principaux utilisateurs 31

I.D.1 - Un outil d'aide aux politiques environnementales, d'aménagement et de gestion 32

I.D.2 - Utilisateurs 33

I.D.3 - Utilisations internes à l'IGN 34

I.D.4 - Demandes des utilisateurs sur le temps 35

I.E - Évolutions de la forêt dans le temps 35

I.E.1 - Tendances générales 36

I.E.2 - Événements 38

I.E.3 - Prospective 39

I.E.4 - Fausses évolutions 39

9

I.F - Conclusion 39

CHAPITRE II - État de l'art : le temps dans les SIG 41

II.A - Définir le temps 41

II.A.1 - Temps et espace : union et différence 41

II.A.2 - Une définition multiple du temps 43

II.A.3 - Temps géographique 44

II.A.4 - Temps géomatique 46

II.B - Notions de modélisation des données temporelles 48

II.B.1 - Formalisme : modèle, entité, objet, relation, cardinalité 48

II.B.2 - Sémantique temporelle : granularité, intervalle, événement, changement 49

II.B.3 - Typologie du temps : transaction et validité 52

II.C - Approche quantitative du temps 53

II.C.1 - Modèles de base de données en fonction du temps 53

II.C.2 - Modèles de base de données en fonction de la mise à jour 54

II.D - Approche qualitative du temps : modèles de base de données spatio-temporelle 57

II.D.1 - Capacités qualitatives des modèles de mises à jour 57

II.D.2 - L'espace fixe 58

II.D.3 - Le paradigme identitaire, ou modèle orienté-objet 60

II.D.4 - Modèle orienté-objet avec modélisation des événements 61

II.E - Illustration des différents modèles de base de données spatio-temporelle à l'aide d'un

exemple de synthèse 63

II.E.1 - Archivage 64

II.E.2 - Versionnement par ligne 65

II.E.3 - Journalisation 66

II.E.4 - PPDC spatial vectoriel 67

II.E.5 - PPDC spatial matriciel 68

II.E.6 - Orienté objet 69

II.E.7 - Orienté objet et modélisation des événements 70

II.F - Conclusion 71

CHAPITRE III - Analyse de l'existant 73

III.A - BdOCS CIGAL 73

III.A.1 - Présentation 73

III.A.2 - Contenu 74

III.A.3 - Mise à jour 74

10

III.A.4 - Avantages et inconvénients du modèle 74

III.B - MOS IAU IDF 75

III.B.1 - Présentation 75

III.B.2 - Contenu 75

III.B.3 - Mise à jour 76

III.B.4 - Avantages et inconvénients du modèle 79

III.C - BD Uni IGN 80

III.C.1 - Présentation 80

III.C.2 - Contenu 81

III.C.3 - Mise à jour 82

III.C.4 - Avantages et inconvénients du modèle 86

III.D - Normes concernant les données d'occupation des sols et l'intégration du temps 88

III.D.1 - INSPIRE 88

III.D.2 - Norme ISO 8601 91

III.D.3 - Pratiques préconisées par Esri 91

III.D.4 - Outils temporels d'ArcGis 92

III.E - Conclusion 92

CHAPITRE IV - Préconisations 93

IV.A - Adaptabilité des modèles existants au RGFor 93

IV.A.1 - BdOCS : l'archivage 93

IV.A.2 - MOS : le PPDC spatial vectoriel 93

IV.A.3 - BDUni : Orienté-objet avec modélisation d'événements 94

IV.A.4 - Choix du modèle orienté-objet avec événements 95

IV.A.5 - Test du modèle 96

IV.B - Modèle conceptuel 97

IV.B.1 - Schéma conceptuel 97

IV.B.2 - Définition des entités géographiques 97

IV.B.3 - Définition des événements 98

IV.C - Modèle logique 99

IV.C.1 - Tables 99

IV.C.2 - Relations 102

IV.C.3 - Versionnement 102

IV.C.4 - Règles d'identité 102

IV.C.5 - Règles d'événements 103

11

IV.C.6 - Règles topologiques 104

IV.D - Test des traitements : méthodologie de la création du fichier « test_rgfor65.gdb » 105

IV.D.1 - Contenu du dossier « test_histoRGFOR_OCS » 105

IV.D.2 - Table des actualités : classe d'entités « RGFOR65_test », classe d'entités

« AVANT2010 » et « APRES2010 » 106

IV.D.3 - Table d'historique : classe d'entités « RGOFOR65H_test » 107

IV.D.4 - Table des événements : table « evenements », 108

IV.D.5 - Table des réconciliations : table « reconciliations » 108

IV.D.6 - Tables extraites par date de mise à jour : classe d'entités et topologies « ext2006 »,

« ext2010 » 108

IV.D.7 - Table des évolutions : classe d'entités « matrice_eve » 108

IV.D.8 - Relations 109

IV.E - Exemples de requêtes, capacités de la base 110

V - Conclusion 112

Bibliographie 114

Annexes 118

12

13

Table des figures

Figure 1 : Structure du mémoire d'après un schéma de construction d'une base de données 20

Figure 2 : Extrait de la BD Forêt® version 2, centré sur Baud dans le département du Morbihan. 23

Figure 3 : Exemple de coupe rase et de peupleraie. 26

Figure 4 : Exemple d'images IRC et en couleur naturelle extraites de la BD Ortho 2008. 27

Figure 5 : Segmentation de niveau 1 à gauche, de niveau 3 à droite. 28

Figure 6 : Exemple de saisie d'un linéaire. 29

Figure 7 : Résultat de la première photo-interprétation. 30

Figure 8 : Résultat du lissage, à l'aide de generalisation.exe. 30

Figure 9 : Résultat de la vectorisation, à l'aide de contour.exe et découpage selon les réseaux. 31

Figure 10 : Taux d'accroissement annuel moyen de superficie forestière de 1981 à 2009. 36

Figure 11 : Exemple d'évolution, au sud de la commune de Solférino dans les Landes. 38

Figure 12 : Représentation du temps comme une dimension géométrique à l'aide d'un tesseract, ou

hypercube. 42

Figure 13 : Définition du temps selon deux axes : absolu/relatif et discret/continu. 44

Figure 14 : « Carte figurative des pertes successives en hommes de l'armée française dans la

campagne de Russie 1812-1813 », Minard. 45

Figure 15 : Parcours spatio-temporels de femmes afro-américaines à Portland en 1994-1995. 45

Figure 16 : Carte animée de la population mondiale de 1960 à 2011. 46

Figure 17 : Schéma de la modélisation 48

Figure 18 : Illustration des principaux concepts de modélisation temporelle. 49

Figure 19 : Différents niveaux de résolution temporelle et spatiale. 50

Figure 20 : Exemple probable d'évolution de l'occupation des sols à la carrière de granulats de

Guernes (78). 77

Figure 21 : Exemple de saisie d'une correction de limite (a) et d'un changement réel (b). 78

Figure 22 : Schéma d'une base de données 82

Figure 23 : Exemple d'une mise à jour du réseau routier à l'aide d'une zone de réconciliation 83

Figure 24 : Schéma conceptuel entité-relation de l'historisation dans la BDUni 84

Figure 25 : Schéma de structure logique de l'historisation dans la BDUni 85

Figure 26 : Cas d'une mise à jour illustrant deux résultats différents en fonction de la saisie 87

Figure 27 : Le temps dans INSPIRE 91

Figure 28 : Outil Time slider d'ArcGis version 10 92

Figure 29 : Intégration du temps réel et maintien de la cohérence des données spatiales 94

Figure 30 : Schéma conceptuel du modèle proposé. 97

Figure 31 : Relations et cardinalités entre les tables 102

Figure 32 : Contenu du fichier de géodatabase affiché dans ArcCatalog 105

Index des tableaux

Tableau 1 : Matrice d'évolution de l'occupation des sols entre 2000 et 2006 en ha, niveau 1 de la

nomenclature CLC 37

Tableau 2 : Tableau de synthèse de la définition du temps selon différents penseurs 43

Tableau 3 : Topologie temporelle selon l'algèbre d'Allen 51

Tableau 4 : Événements de vie et territoriaux. 51

Tableau 5 : Événements de vie et événements territoriaux 63

Tableau 6 : Typologie des événements 98

14

15

Index des acronymes

BDUni : Base de Données Unifiée

CarHab : Cartographie des Habitats

CERTU : Centre d'Études sur les Réseaux, les Transports, l'Urbanisme et les constructions publiques

CIGAL : Coopération pour l'Information Géographique en Alsace

CLC : Corine Land Cover

CMPFE : Conférence Ministérielle pour la Protection des Forêts en Europe

CNUED : Conférence des Nations Unies sur l'Environnement et le Développement

COGIT : Conception Objet et Généralisation de l'Information Topographique

CRPF : Centre Régionaux de la Propriété Forestière

CRPF : Centres Régionaux de la Propriété Forestière

DDT : Direction Départementale des Territoires

DGALN : Direction Générale de l'Aménagement, du Logement et de la Nature

DRAAF : Direction Régionale de l'Alimentation, de l'Agriculture et de la Forêt

HELM : Harmonised European Land Monitoring (gestion territoriale européenne harmonisée)

IFN : Inventaire Forestier National

IGN : Institut national de l'information géographique et forestière (anciennement Institut Géographique

National)

INRA : Institut National de Recherche Agronomique

INSPIRE : Infrastructure for Spatial Information in the European Community (infrastructure pour l'information

spatiale dans la Communauté européenne)

IRC : Infra-Rouge Couleur

IRIS : Îlots Regroupés pour l'Information Statistique

IRSTEA : Institut national de Recherche en Sciences et Technologies pour l'Environnement et l'Agriculture

MATIS : Méthodes d'Analyses et de Traitement d'Images pour la Stéréo-restitution

MOS : Mode d'Occupation du Sol

OCS GE : Occupation du Sol à Grande Échelle

OCSOL PACA : Occupation du Sol Provence Alpes Côtes d'Azur

ONF : Office National des Forêts

PLU : Plan Local d'Urbanisme

PSG : Plan Simple de Gestion

PVA : Prise de Vue Aérienne

RGE : Référentiel à Grande Échelle

RGFor : Référentiel Géographique Forestier

SBV : Service des Bases Vecteurs

SCoT : Schéma de Cohérence Territorial

SGBD : Système de Gestion des Bases de Données

SIF : Service de l'Inventaire Forestier

SIG : Système d'Information Géographique

SIGALE : Système d'Information Géographique et d'Analyse de L'Environnement

SIGS : Service Informations Géographiques et Statistiques

SOeS : Service de l'Observation et des Statistiques

SQL : Standard Query Language (langage standard de requête)

SRGS : Schémas Régionaux de Gestion Sylvicole

16

17

précédent sommaire suivant