Organisé en deux parties, ce cours présente les bases théoriques et pratiques des systèmes d’information géographique. - Il propose une introduction aux systèmes d’information géographique qui ne requiert pas de connaissances préalables en informatique - Il donne la possibilité d’acquérir rapidement les notions de base qui vous permettent de créer des bases de données spatiales et de fabriquer des cartes géographiques - Il s’agit d’un cours pratique qui repose sur l’utilisation de logiciels libres, notamment QGIS En somme, si vos études ou votre profession comprennent des activités liées à la gestion de territoires, à l’analyse d’objets distribués dans l’espace géographique (aménagement du territoire, biologie, santé publique, écologie, énergie, etc.), ce cours est fait pour vous! En suivant cette première partie du cours, vous explorerez les principes de base de la numérisation du territoire et du stockage des géodonnées. Vous apprendrez notamment à : - Caractériser des objets et/ou phénomènes spatiaux (modélisation du territoire) du point de vue de leur positionnement dans l’espace (systèmes de coordonnées et projections, relations spatiales) et en fonction de leur nature intrinsèque (mode objet ou vecteur vs. mode image ou raster), - Utiliser les diverses méthodes d’acquisition de données (mesure directe, géoréférencement d’images, digitalisation, source de données existantes, etc.) - Utiliser les divers modes de stockage des géodonnées – Fichiers simples et/ou bases de données relationnelles - Utiliser des outils de modélisation des données pour décrire et implémenter une base de données - Créer des requêtes dans le langage d’interrogation et de manipulation des données La seconde partie du cours portera sur les méthodes d'analyse spatiale et les techniques de représentation des géo-données. Vous apprendrez notamment à: - Analyser les propriétés spatiales de variables discrètes, par exemple en quantifiant l’autocorrélation spatiale - Travailler avec les variables continues (échantillonnage, construction de courbes d’isovaleurs, méthodes d’interpolation) - Utiliser les modèles numériques d'altitude et leurs dérivées (pente, orientation, etc.) - Utiliser les techniques de superposition de géodonnées et d'interaction entre elles - Produire des documents cartographiques selon les règles de la sémiologie graphique - Explorer d’autres formes de représentation spatiale (cartographie interactive sur internet, représentations 3D, etc.) La page https://www.facebook.com/moocsig fournit un forum interactif pour les participants à ce cours.
Etude de cas – Les feux de brousse au Sahel
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En provenance du cours de École Polytechnique Fédérale de Lausanne
Systèmes d’Information Géographique - Partie 1
100 notes
À partir de la leçon
Stockage - SQL spatial et bases de données NoSQL
Alors que les leçons de la semaine précédente traitaient des divers aspects généraux du langage SQL, celles du début de cette dernière semaine couvrent le thème des requêtes SQL spécifiquement liées aux dimensions et relations spatiales caractérisant les géodonnées (requêtes spatiales géométriques et topologiques).Une brève incursion dans le domaine en pleine expansion des bases de données NoSQL et un cas d’étude consacré à la gestion des feux de brousse en Afrique sub-saharienne viennent conclure cette première partie du MOOC d’introduction aux systèmes d’information géographique, qui se termine par un second test de connaissances
Rencontrer les enseignants
Stéphane Joost
Laboratoire de systèmes d'information géographique
Marc Soutter
Laboratoire de Systèmes d'Information Géographique
Fernand Koffi KouaméProfesseur
Centre Universitaire de Recherche et d'Application en Télédétection (CURAT) - Université Félix HOUPHOUET-BOIGNY d'Abidjan-Cocody (Côte d'Ivoire)
Amadou Sall
Département de Géomatique - Centre de Suivi Ecologique (CSE), Sénégal
[MUSIQUE]
[MUSIQUE]
[MUSIQUE]
[MUSIQUE] Bienvenue à ce cours qui porte
sur un cas d'étude dans lequel nous allons présenter les feux de brousse au Sénégal.
Le but de la leçon est de vous amener à comprendre le rôle des
systèmes d'information dans la gestion des feux de brousse,
mais aussi de pouvoir les utiliser dans le monitoring des feux de brousse.
Concernant le plan de cette leçon, voilà comment il se décline: d'abord nous allons
caractériser les feux de brousse, ensuite décliner la mission du CSE et des pouvoirs
publics sénégalais dans la gestion des feux de brousse, dans un troisième temps,
nous allons parler du rôle du système d'information géographique,
de la méthodologie qui a été utilisée,
et enfin terminer par les résultats et faire quelques recommandations.
[MUSIQUE] Dans cette
partie nous allons parler des causes, et de l'extension du phénomène.
D'abord il faut savoir que le sénégal subit chaque année d'énormes dégâts liés
aux feux de brousse qui sont estimés à des centaines de millions de francs CFA.
Pour ce qui est des causes, nous pouvons retenir deux.
D'abord, ce qui est appelé culture sur brûlis et défrichage.
Il faut dire que c'est une pratique ancestrale de la culture itinérante
sur brûlis.
Les paysans ont tendance à étendre leurs champs ou à chercher de nouvelles
terres pour accroitre leur production en utilisant le feu
comme moyen de défrichement.
Ca c'est une cause.
Une deuxième cause c'est toute cette négligence autour des feux
précodes puisque ces feux précoces, s'ils sont réalisés dans les règles,
constituent, disons un moyen de prévention des feux tardifs,
et malheureusement le respect par les populations
des meilleures conditions de leur mise en oeuvre laisse parfois à désirer.
Et par conséquent ces feux, qui étaient perçus comme moyen
de limitation des dégâts, deviennent souvent de véritables incendies.
Pour ce qui est de l'extension, cela,
ce phénomène couvre toute la zone soudano-sahélienne.
Surtout en saison sèche, c'est-à-dire entre octobre
et mai, disons la période qui précède la mise en culture.
Pour ce qui est des conséquences, on peut énumérer un
certain nombre, quatre ou cinq conséquences.
D'abord la première c'est la destruction du patrimoine forestier.
Les resources forestières du Sénégal jouent un rôle important
dans l'amélioration de la sécurité alimentaire, et constituent
une source d'énergie très importante pour les ménages sénégalais.
Il y a aussi comme conséquence l'appauvrissement de la
diversité biologique.
La menace sur les personnes et les établissements humains en est
une autre également, le réchauffement climatique, puisque il y a une production
de gaz à effet de serre, une réduction aussi de capacité de séquestration
du carbone atmosphérique, par destruction de la végétation.
Une dernière conséquence non moins importante,
c'est les dégâts qui sont liés notamment aux ressources foragères
qui constituent la base de l'alimentation du bétail.
[MUSIQUE] [MUSIQUE] [MUSIQUE]
Arrêtons-nous un peu sur la mission
des pouvoirs publics au Sénégal pour ce qui est justement de la gestion des feux.
Ce qu'il faut dire c'est que, il faut savoir que l'Etat du Sénégal a initié
depuis des années des programmes de suivi et de gestion des feux de brousse,
notamment avec la Direction des Eaux et Forêts, Chasse et de la Conservation
des Sols, en mettant en place une stratégie de surveillance.
C'est dans ce cadre également que le Centre de Suivi Écologique, CSE,
depuis 1990, utilise les techniques spatiales
- présentement nous utilisons les données du satellite MODIS- donc utilisent les
techniques spatiales pour le suivi et la cartographie des superficies brûlées.
En ce qui concerne la collecte,
le traitement et la diffusion de l'information sur les feux de brousse,
un système intégré, impliquant les différentes structures
du ministère de l'environnement, et l'Agence Nationale de la Météorologie,
est en œuvre avec une feuille de route et des rôles bien définis afin de
véhiculer une information sur les feux, une information qui soit unique et fiable.
Nous procédons également, toujours dans le cadre de la mission, à une analyse
spatiale, et une représentation cartographique des produits,
en vue, évidemment, de fournir des informations synthétiques,
comme support d'aide à la décision au niveau du Ministère de l'Environnement.
[MUSIQUE] [MUSIQUE]
[MUSIQUE] Pour ce qui est de la
méthodologie et rôle des systèmes d'information géographiques,
il faut distinguer deux choses : la campagne de suivi proprement dite,
et l'élaboration de rapports saisonniers.
Pour ce qui est de la campagne de suivi des feux de brousse,
il y a évidemment le repérage des feux par l'image satellitaire MODIS,
et également la caractérisation des sites identifiés iii.
Ce qu'il faut savoir c'est que
cette campagne de suivi des feux est menée d'octobre à mai.
Durant la saison sèche, elle s'appuie sur l'exploitation de l'imagerie MODIS.
L'utilisation de ces données satellitaires offre des possibilités
de surveillance des feux de brousse,
et l'étude des anomalies termites par le satellite MODIS,
est devenue un outil courant de caractérisation
de la distribution spatiale et temporelle des feux de brousse en se basant
sur l'énergie émise par les incendies.
Ces satellites permettent d'avoir
des données sur les feux actifs deux fois par jour.
La méthode utilisée pour l'étude du régime de feu,
consiste à dénombrer sur une base mensuelle le nombre de pixels brûlés.
Les données collectées sont utilisées pour
construire des courbes d'évolution des feux, pendant la saison sèche.
Dans le rapport saisonnier que nous transmettons
aux décideurs, aux autorités, nous procédons à
l'analyse de la distribution spatiale et temporelle des feux,
à la production de cartes,
essayer de formuler, de faire une évaluation des impacts,
en termes de pertes économiques, et enfin formuler des recommandations.
Mais il faut dire qu'il y a un masque spatio-temporel
qui est défini avec Direction des Eaux et Forêts et les collectivités locales,
un masque qui est appliqué sur les superficies brûlées, afin d'exclure les
feux survenus dans les champs, ou ce qu'on appelle feux de défrichement,
et les feux déclenchés à titre préventif ou feux précoces, pour ne conserver
que ce qui peut être considéré comme feu de brousse.
L'analyse de la distribution temporelle nous permettra
de déterminer le nombre de feux par mois.
Ceci, on va le faire grâce au logiciel QGIS.
Avec QGIS, nous allons aller dans le module Base de données,
et pour prendre l'extension QspatiaLite.
L'extension nous permettra donc de faire la requête SQL
sur la table feux 2014_2015,
ici on va, donc la première chose c'est de prendre SELECT.
Donc c'est le SELECT from where.
dans le SELECT, il faut taper la formule que vous voyez à l'écran,
dans donc SELECT c'est ce qu'il faut taper,
string ftime entre parenthèses etc.
dans le FROM maintenant, vous allez sélectionner la
table Feux_2014_2015, on peut même ajouter un alias f.
L'alias nous permettra de ne pas répéter cette table,
puisque ça va être trop long, Feux table 2014, 2015 mais juste le f.
Donc ce f-là, vous voyez dans SELECT maintenant on a un f, donc SELECT
c'est réglé, le FROM, c'est okay, et on va mettre GROUP by.
Dans le GROUP By,
eh bien nous allons faire la même chose que ce que nous avons fait dans SELECT,
donc et on va revenir sur SELECT pour ajouter le count.
C'est important, puisque ça nous permettra pour chaque mois, comme vous le voyez ici,
pour chaque mois, de donner le nombre de feux que nous avons observés.
Maintenant il faut enregistrer le tout dans une table.
et le charger dans QGIS.
On peut donner un nom à la table,
c'est table temporel puisqu'on fait l'analyse temporelle.
On va donner donc temporel et là, vous voyez, ici on a cette table qui s'affiche.
On peut même ouvrir cette table, et vous allez voir,
nous avons les mois et à côté nous avons le nombre de feux observés.
On va l'enregistrer,
bon sous, si on veut, sous format CSV éventuellement pour
faire des analyses Excel si on veut.
L'objectif c'est de déterminer le nombre de feux par département.
Donc ici, on va faire la même chose, on va charger QSpatiaLite,
et donc la même opération,
on va le faire sauf que ici il ne s'agit pas d'avoir le nombre de feux par mois,
mais le nombre de feux par département administratif du Sénégal.
Donc toujours dans la requête SQL on a le SELECT, le FROM, et le WHERE.
Et dans FROM, c'est
les départements qui vont nous intéresser, et également les feux, la table feux.
Donc on a les deux tables dans le FROM, table Départements, avec l'alias d,
qu'on va appeler d, et Feux_2014_2015 qu'on va appeler f.
Donc dans le SELECT, nous allons mettre,
prendre le champ qui s'appelle nom département de la table,
Départements, et on va ajouter la fonction count,
entre parenthèses le primary key,
la clé primaire de la table Feux_2014_2015,
et dans le WHERE, nous allons prendre
tous les feux qui sont dans les départements.
Donc la formule c'est within, entre parenthèses f point geometry,
c'est-à-dire le feu qui est dans
un département donné, donc sont dans les départements, et on va ajouter Group By,
comme on l'avait toute à l'heure, avec le nom du département.
Voilà le résultat que cela nous donne quand on met on va cliquer sur runsql,
qui va nous donner ce tableau que vous voyez,
avec pour chaque département du Sénégal, le nombre de feux que nous avons observés.
On va aussi créer une,
on va enregistrer cette requête sous forme de
table spatiale, donc on va dans options, choisir,
Create Spatial Table,
et dans Table Name on va mettre spatial.
Chose très importante puisqu'il s'agit de table spatiale,
on va ajouter dans SELECT, l'aspect, l'attribut géométrique.
Donc on va ajouter le d point geometry, et ici dans Geometry field, on
va ajouter également l'aspect géométrique, c'est-à-dire d point geometry.
Et là vous voyez le résultat que ça nous donne,
ce résultat donc vous voyez pour tous les
départements où on a un feu au moins, il y a cette table.
Maintenant on peut faire plus joli, on peut procéder une analyse spatiale,
en allant dans le style de la couche,
en faisant bouton droit Propriétés, et ça nous donne cette fenêtre.
Donc voilà le résultat que nous avons concernant
l'analyse spatiale, comme vous pouvez le constater,
il y a une répartition spatiale des feux de brousse,
au niveau, dans, sur l'étendue du territoire du Sénégal,
avec une concentration des feux dans la partie sud-est.
Précisément dans les départements de Goudiry, de Tambacounda et de Saraya.
[MUSIQUE] [MUSIQUE] [MUSIQUE] Pour ce qui est des résultats,
il faut savoir deux choses.
Les résultats en cours de saison, et
les résulats que nous donnons à l'issue de la saison, c'est-à-dire
après la fin du mois de mai, c'est-à-dire au mois de juin.
Pour ce qui est des résultats, en cours de saison,
c'est généralement les bulletins hebdomadaires,
où nous faisons l'état de la situation, le monitoring des feux.
Maintenant à l'issue de la saison, nous
mettons à la disposition des autorités des cartes de synthèse, donc
qui répertorient tous les feux observés du mois d'octobre jusqu'au mois de mai,
en faisant aussi des analyses ; mais notamment en termes d'impact
économique, et formuler aussi des recommandations.
Je voudrais m'appesantir un peu, juste mettre le curseur sur
l'analyse des impacts économiques.
Il s'agit ici d'identifier et donner une valeur monétaire
aux dommages liés aux feux, de même qu'aux interventions
pour lutter contre ce fléau.
Ce qu'on peut aussi dire, c'est qu'une bonne exploitation de ces données,
peut énormément contribuer à la lutte et mieux à la gestion des feux de brousse.
[MUSIQUE] [MUSIQUE]
[MUSIQUE] En résumé,
nous pouvons dire que le système d'information géographique est un outil
qui nous permet de mieux gérer les feux de brousse.
En ce sens qu'ils nous permettent de connaitre les mois
où nous enregistrons le plus grand nombre de feux, donc les mois à surveiller,
c'est important, deuxième chose également, les systèmes d'information à référence
spatiale nous permettent de déterminer les départements les plus vulnérables.
Et cela permet aux autorités de prendre les mesures
qu'il faut en vue d'une meilleure gestion des feux de brousse.
[MUSIQUE]
[MUSIQUE]
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