Création du référentiel hydrographique de Guyane

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1 «Création du référentiel hydrographique de Guyane» MARCHES PUBLICS DE PRESTATIONS INTELLECTUELLES ONEMA Direction Générale Service des Marchés Publics Immeuble "Le Péricentre" 16 Avenue Louison Bobet F Fontenay sous Bois Cedex Tél: Création du référentiel hydrographique de Guyane CAHIER DES CLAUSES TECHNIQUES PARTICULIERES (C.C.T.P) V. 6.2 Date : Représentant local du maître d'ouvrage en Guyane Direction régionale de l environnement - Guyane 33, rue Félix Eboué - B.P. 380 F CAYENNE Cedex Assistants au maître d'ouvrage AgroParisTech - ENGREF Campus agronomique - BP 316 F KOUROU cedex CEMAGREF Maison de la télédétection - 500, rue J.F. Breton. F Montpellier cedex 05 Page 1 sur 48 CCTP

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3 «Création du référentiel hydrographique de Guyane» Historique des versions du document Version Date Auteur Modifications V /03/08 CD Version Initiale. V /03/08 SLi 1er relecture DIREN cellule SIG V /04/08 CD Intégration des corrections DIREN V /04/08 SLi 2e relecture DIREN cellule SIG V3.0 17/04/08 CD Intégration des corrections V /06/08 SLa 1er relecture CEMAGREF V /06/08 CD Intégration des corrections V 3.3 SLa 2e relecture CEMAGREF V /07/08 Sli Intégration des modifications DIREN / CEMAGREF, V /07/08 SLi Intégration des remarques de l'onema. V /07/08 SLi Corrections suite au point DIREN / CEMAGREF du 18/07 V /08/08 Sla / SLi Version finalisée suite au point DIREN / CEMAGREF du 08/08 V /09/08 SLi Version finalisée suite aux remarques de l ONEMA V 6.212/09/08SLiVersion finalisée suite aux dernières remarques de l ONEMA Rédacteur DELAFENETRE Cécile, (CD) AgroParis Tech ENGREF Kourou Tél courriel : cecile,delafenetre@developpement-durable.gouv.fr Conseiller Technique LABBÉ Sylvain, (SLa) CEMAGREF, UMR Tetis Suivi du projet LINARES Sébastien, (SLi) DIREN Guyane, Cellule SIG Tél courriel : sebastien.linares@developement-durable.gouv.fr Page 3 sur 48 CCTP

4 «Création du référentiel hydrographique de Guyane» SOMMAIRE ARTICLE 1 - OBJET DU MARCHE DISPOSITIONS GENERALES Contexte dans lequel s'inscrit le présent marché Objet du marché Dispositions générales Jeux de données pour tests...7 ARTICLE 2 - ETENDUE ET CONTENU DE LA MISSION Présentation générale de la mission Particularités de la Guyane Spécificité du milieu naturel Délimitation des frontières internationales Phasage des opérations Volet 1 : Création de la géométrie Volet 2 : Caractérisation sémantique Etat des données existantes Modèle Numérique d Elévation SRTM Mosaïque Spot Mosaïques LANDSAT Images satellitaires issues des satellites SPOT La gamme des produits IGN Les esquisses photogrammétriques du BRGM Cartes hydrographiques des pays frontaliers Données thématiques vectorielles Spécifications techniques et livrables Phase 1: Pré-traitement des données et extraction du réseau Sous-phase 1 : Qualification du MNE à des fins hydrographiques Sous-phase 2 : Extraction du réseau théorique Sous-phase 3 : Recalage des données Phase 2 : Photo-interprétation Sous-phase 1 : Correction de la géométrie du linéaire Sous-phase 2 : Numérisation du surfacique et des linéaires complexes Sous-phase 3 : Renseignement des tables par photo-interprétation Phase 3 : Création des thèmes BD Carthage - Topologie Hydrographie de surface : Tronçon hydrographique : Noeuds: Zonage hydrographique: Cours d'eau: Hydrographie de texture: Points d'eau isolés: Laisse de mer: Fleuves frontières : Anastomoses : Phase 4 : Renseignement des tables attributaires Les rang de Strahler : Territorialité Navigabilité / gabarit Toponymie Codification Métadonnées...21 ARTICLE 3 CONDITIONS D'EXÉCUTION DE LA MISSION Déroulement du projet...22 Page 4 sur 48 CCTP

5 Pilotage du projet Réunions Contrôle et validation de la prestation Autocontrôle de l entreprise Contrôle du maître d ouvrage...24 Contrôle géométrique Contrôle sémantique Critères généraux Validation de la prestation Calendrier prévisionnel Documents à produire Positionnement planimétrique : Format des données géographiques : Données géographiques : Pièces écrites :...28

6 LISTE DES ANNEXES ANNEXE 1 : Carte de l'emprise des produits IGN en Guyane ANNEXE 2 : Descriptif de contenu BD Carthage version 3.0, mars 2006, IGN, format MIF/MID Consultable sur le site ANNEXE 3 : Descriptif de livraison BD Carthage version 3.0, mars 2006, IGN, Format Shapefile Consultable sur le site ANNEXE 4 : Règles de codification hydrographique du Sandre, version , mai 1996 ANNEXE 5 : Présentation du référentiel hydrographique, version Consultable sur le site ANNEXE 6 : Convention pour la mise à disposition des données support référentielles de l'institut Géographique National ANNEXE 7 : Convention pour la mise à disposition du SRTM level2 de l'etat Major des Armées ANNEXE 8 : Convention de mise à disposition des données du BRGM ANNEXE 9 : Détail du calendrier des prestations ANNEXE 10 : Convention de mise à disposition de jeux de données tests

7 ARTICLE 1 - OBJET DU MARCHE DISPOSITIONS GENERALES 1.1. Contexte dans lequel s'inscrit le présent marché Le département de la Guyane est soumis à une très forte croissance démographique. L eau y est une ressource essentielle dont l utilisation pour les besoins domestiques, industriels, agricoles et miniers est mal contrôlée. L absence d informations précise et homogène sur le réseau hydrographique ne permet pas une gestion satisfaisante de la ressource. Dans l'hexagone et dans les autres Département d Outre Mer (DOM), un produit cartographique a été élaboré par les agences de l'eau et le ministère chargé de l'environnement: la BD Carthage. Ce produit, diffusé par l'institut Géographique National (IGN), est disponible dans l hexagone depuis la fin des années 1990 et dans les DOM insulaires ces deux dernières années mais n'existe pas encore en Guyane. La constitution de la BD Carthage Guyane est une nécessité, tant pour répondre aux exigences réglementaires que pour la gestion de la ressource et l amélioration de la connaissance des milieux. En regard des attentes du Ministère de l'ecologie, de l Energie, du Développement Durable et de l'aménagement du Territoire (MEEDDAT) et des acteurs locaux, le présent marché est lancé dans le but d obtenir un référentiel national public sur le réseau hydrographique : la BD Carthage Guyane complète et utilisable au 1/ e. Il s agira d un référentiel des masses d'eau unique et cohérent couvrant l ensemble du territoire de façon homogène. Il contiendra des données de caractérisation servant de base pour la production d'informations métiers. En concordance avec les normes nationales, la BD Carthage sera le support de référence pour les actions européennes et celles des services en charge de la gestion de l eau en Guyane, afin d appliquer les réglementations environnementales en vigueur Objet du marché Le marché régi par le présent cahier des clauses techniques particulières (CCTP) est un marché de prestations intellectuelles ayant pour objet le développement de la BD Carthage de la Guyane. Le titulaire de ce marché est désigné par la suite «le prestataire» Dispositions générales L'Office National de l'eau et des Milieux Aquatiques (ONEMA), établissement public du MEEDDAT, qui assure la coordination technique et la mise en place du Système d'information sur l'eau (SIE), est maître d ouvrage. Comme dans les autres DOM, la Direction régionale de l'environnement (DIREN) en tant que représentant local de l'onema pilote sur place la création du référentiel hydrographique.

8 1.4 Jeux de données pour tests Pour établir son offre des extraits des données numériques disponibles seront mises à disposition des candidats. Pour accéder à ces données le prestataire doit en faire la demande à la DIREN Guyane. La DIREN Guyane transmet en retour au prestataire un identifiant et un mot de passe permettant d accéder aux jeux de données tests sur un serveur ftp sécurisé. Les candidats devront en accuser réception par retour de l attestation donnée en annexe 13.

9 ARTICLE 2 - ETENDUE ET CONTENU DE LA MISSION 2.1. Présentation générale de la mission Dans l'hexagone, la BD Carthage est une œuvre composite réalisée à partir de la BD Carto de l'institut Géographique National (IGN). L absence d une BD Carto couvrant tout le territoire guyanais a motivé le lancement de la BD Carthage Guyane. Le référentiel guyanais couvrira l'ensemble du territoire hydrographique de la Guyane, comprenant les bassins versants du fleuve Maroni, partie surinamaise et du fleuve Oyapock, partie brésilienne. Il sera réalisé par le titulaire à partir d'un Modèle Numérique d'elevation (MNE) issu de données radar obtenues auprès de l'agence Nationale de Géographie des Etats-Unis d Amérique (NGA). Ce référentiel (MNE et réseau hydrographique) devra comprendre l ensemble des bassins versants situés intégralement ou partiellement dans le département de la Guyane. Pour la partie guyanaise la géométrie du réseau hydrographique extraite du MNE sera corrigée lorsque cela est possible à partir des référentiels géographiques disponibles auprès de la DIREN.. Le réseau hydrographique sera structuré (représentation vecteur, topologie et attributs) en respectant les codifications des entités hydrographique telles que spécifiées dans le document du Secrétariat d'administration Nationale des Données Relatives à l'eau (SANDRE), «Les règles de codification hydrographique» (annexe 4). Les données attributaires seront renseignées, conformément au descriptif de contenu de la BD Carthage v 3.0 révisé en mars 2006 (annexe 2) à partir de données numériques existantes (BD carto et cartographie numériques au 1/ des zones humides du littoral guyanais), des référentiels cartographiques existants (SCAN 25 par exemple), des images satellitaires issues des constellations SPOT et LANDSAT ainsi que de la BD Ortho Particularités de la Guyane Spécificité du milieu naturel L'eau représente un aspect essentiel en Guyane. Le plateau des Guyanes est caractérisé par un réseau hydrographique très riche du fait de sa position dans la zone climatique équatoriale humide : on estime que sur la Guyane, plus de km de cours d'eau irriguent les km² du territoire, soit une densité moyenne supérieure à 1 km de cours d'eau pour 1 km². On dénombre six bassins de grande et moyenne importance, de surface variant entre km 2 pour le Maroni et km 2 pour la Comté, ainsi que de nombreux bassins côtiers de petite taille. La topographie du territoire est marquée par un relief relativement plat sur la frange littorale, s'élevant progressivement vers l'intérieur avec une succession de plusieurs types de reliefs du nord au sud : une zone collinaire (350 mètres en moyenne), une chaîne montagneuse (830 mètres maximum), un massif central (830 mètres maximum), et une pénéplaine méridionale (150 mètres d'altitude maximum). Les limites des bassins versants sont parfois imprécises du fait du manque de ligne de crête, particulièrement aux extrêmes Nord et Sud du territoire. Certains cols peuvent ainsi être

10 occupés par des marécages qui permettent des communications entre bassins. D autre part, le lit de nombreux cours d eau demeure très instable et diffus, notamment dans les zones de plats et les marécages. Aussi, le littoral Guyanais est marqué par un hydrodynamisme et une dynamique sédimentaire très prononcés, dû essentiellement au courant Est-ouest qui disperse les sédiments du fleuve amazone. Le trait de côte et la morphologie des embouchures de fleuves varient très rapidement. Les marées remontent les estuaires jusqu au premier saut, qui se situe souvent à plusieurs dizaines de kilomètres en amont. Les tronçons qui subissent l influence de ces marées ont une largeur qui varie selon la marée. Dans la mesure du possible, les largeurs de cours d eau seront compris comme les lits mineurs, et identifiés à marrée basse. La pluralité des paysages et les caractéristiques topographiques illustrent la complexité physique du département, dont le prestataire devra tenir compte lors du traitement du modèle d'élévation. En effet, le chevelu hydrographique très dense repose sur une topographie localement plane, pouvant causer des difficultés dans la détermination de la géométrie des cours d'eau Délimitation des frontières internationales La frontière entre le Suriname et la Guyane française est délimité par le cours du fleuve Maroni et de son affluent le Lawa. Elle n'a pas fait cependant l'objet d'une délimitation précise qui soit ratifiée. En l'état on considère donc que cette frontière est définie par le bras principal (le plus large) de ces cours d'eau. La frontière entre le Brésil et la Guyane française est constituée par le cours du fleuve Oyapock et une frontière terrestre marquant la ligne de partage des eaux entre le bassin amazonien et le bassin guyanais. La frontière fluviale est reprise à partir des cartes existantes de l'ign. La frontière terrestre est reprise à partir des 7 bornes frontières posées par l IGN en 1956 et Phasage des opérations La prestation est décomposée en quatre grandes phases principales, regroupées en deux volets. Les trois premières phases correspondent au premier volet intitulé «Création de la géométrie». Ces phases seront exécutées dans l'ordre chronologique par le prestataire, de la Phase 1 à la Phase 3. Le deuxième volet intitulé «Caractérisation sémantique» comprend exclusivement la quatrième phase et sera réalisé simultanément au premier volet. Chacune des quatre phases devra être validée par l'onema Volet 1 : Création de la géométrie Phase 1 : pré-traitement des données et extraction du réseau Phase 2 : photo-interprétation Phase 3 : topologie Volet 2 : Caractérisation sémantique Phase 4 : renseignement des tables attributaires

11 2.4. Etat des données existantes La DIREN Guyane fournira au prestataire dans le cadre d'une convention de mise à disposition les référentiels géographiques suivants: Modèle Numérique d Elévation SRTM Le prestataire dispose du SRTM de niveau 2 au format DTED, au pas de résolution d une seconde d arc, acquis en partenariat avec l'etat Major des Armées (EMA), et soumis à une utilisation strictement restreinte au projet. Son utilisation nécessite la signature, par le prestataire, de l'annexe 7 du présent CCTP. Ce jeu de données est géoréférencé en coordonnées géographiques dans le système géodésique WGS 84. Il comprend 34 dalles de 1 degré carré et couvre l intégralité des bassins versants des cours d eau de Guyane dont la partie surinamaise du Maroni et les parties brésiliennes de l Oyapock et des cours d eau du sud du territoire Mosaïque Spot Dans le cadre du protocole de Kyoto, une spatio-carte à haute résolution (20 mètres) de la Guyane française a été produite en Elle a été réalisée à partir d'une mosaïque de scènes issues des capteurs SPOT 2, SPOT 4 et SPOT 5. Elle représente une emprise de 46 scènes qui a nécessité la combinaison de 174 scènes au total pour son désennuagement et qui ont été orthorectifiées à partir du SRTM à 3 secondes d'arc par spatio-triangulation à l'aide du logiciel GeoView de l'ign. Cette mosaïque couvre l ensemble du département guyanais (et ne couvre pas l essentiel des bassins versants non guyanais) Cette donnée peut être utilisée par le prestataire pour effectuer des travaux de photointerprétation ou de recalage géométrique Mosaïques LANDSAT GEOCOVER 2000 Cette mosaïque est composée d'orthoimages issues du satellite Landsat-7 et acquises dans les années 2000 (à plus au moins deux ans). Elle a été produite pas la combinaison des bandes ETM 7, 4 et 2 et présente une résolution spatiale de mètres. Cette donnée est disponible sur l'ensemble de la zone d'étude, Suriname et Brésil compris. Chaque dalle est constituée de 16 à 25 scènes et couvre généralement une pleine zone UTM de 6 degrés par 5 degrés. Elle présente cependant sur certains secteurs un fort taux d'ennuagement. GEOCOVER 1990 Sur le même principe cette mosaïque est composée d'orthoimages issues du satellite Landsat-5 à pleine résolution (sous forme de mosaïques). Elle a été produite par la combinaison des bandes TM 7, 4 et 2 et présente une résolution spatiale de 28 mètres. La couverture est identique ainsi que la taille des dalles.

12 Cette donnée reste complémentaire à la celle de 2000 car son taux d'ennuagement est plus faible. Ces mosaïques permettent notamment de renseigner par photointerprétation les attributs de la BD Carthage sur la partie non guyanaise des bassins versants. En revanche ces mosaïques présentent des décalages de référencement significatifs (quelques dizaines à quelques centaines de mètres) et ne doivent pas être utilisées directement à des fins de correction géométrique du réseau hydrographique Images satellitaires issues des satellites SPOT Via la station de réception SEAS Guyane, la DIREN Guyane peut avoir accès aux données issues de la constellation de satellites SPOT. Plus particulièrement le satellite SPOT 5 offre une résolution de 10 mètres en mode multi-spectral (couleur) sur un large champ d observation (60 km x 60 km). Les scènes sont fournis en mode 2A qui offre une correction radiométrique des distorsions dues aux écarts de sensibilité entre les détecteurs élémentaires de l instrument de prise de vue et une correction géométrique effectuée dans la projection cartographique standard (UTM WGS84) avec une précision de localisation de l'ordre de 30 mètres. Ces données peuvent être utilisées en complément des précédentes mosaïques, selon le besoin La gamme des produits IGN Hormis la BD Ortho, les produits IGN peuvent présenter des incorrections géométriques par rapport à la réalité terrain. Ils seront donc principalement des supports complémentaires pour des renseignements de type qualitatif ou en assistance pour l interprétation de données images. La BD Ortho est découpée selon 834 dalles de 25 km² en couleur, orthorectifiées et désennuagées, datant de 2005 et La campagne IGN, effectuée dans le cadre de sa mission de service public, couvre la bande littorale et les deux fleuves frontières jusqu'à Antécume Pata et Camopi, ainsi que les villages de Ouanary, Saül et Saint Elie (annexe 1). La BD Ortho a une très bonne précision de localisation. Les prises de vue ont des pixels d une résolution moyenne d environ 50 cm sur le littoral et 1 mètre dans les terres. La Bd Ortho est garantie avec un couvert nuageux inférieur à 5% de la surface d un cliché isolé, et inférieur à 1% de la surface totale de la mission. La BD Carto ne couvre que la frange littorale, soit environ 30% du territoire. C est un fond hétérogène dont la majorité est issue de la numérisation des cartes au 1/50 000e datant des années 1990 pour la bande côtière. Ce produit détaillé est valide sur les zones plates, mais les criques du front de mer sont à actualiser, suite à la modification rapide du trait de cote. Le SCAN 25 couvre le littoral de St Laurent du Maroni à la pointe Béhague soit environ 11% du territoire. Le SCAN 25 a été actualisé en 2004 (sur la base des prises de vues de 2001) et livré en Il est composé de 158 dalles de 100 km² chacune. Le SCAN 50 couvre près de la moitié du territoire Guyanais sur un total de. Il est issu de photographies aériennes des années 80 et 90 pour la bande côtière et des années 1950 pour la zone du Sud. Il est composé de 107 dalles de 900 km² chacune.

13 Le SCAN 100 est une œuvre composite mise à jour entre 1994 et 2004 et ne couvre que le nord du département : Cayenne, Kourou, la zone subcôtière à l'est et le fleuve Maroni. Il est composé de 37 dalles de km² chacune. Le SCAN 500 est une issue de la numérisation d'une carte de type touristique qui couvre la totalité du département. La dernière mise à jour date de Il est composé de 18 dalles de km² chacune. Les esquisses photogrammétriques de 1956 à l échelle du 1/ e. Ce fond topographique papier a été scanné et géoréférencé grossièrement (à partir du SCAN 500). Il couvre le Sud de la Guyane à partir de 3 de latitude nord sur près de km². La précision de localisation de ce produit n'a pas été évaluée. L'emprise des produits IGN est cartographiée en annexe 1. La mise à disposition de ces référentiels IGN et leur utilisation est soumise à une utilisation strictement limitée au projet, et nécessite la signature, par le prestataire, d'une convention de mise à disposition (annexe 6) Les esquisses photogrammétriques du BRGM Le Bureau de Recherche et de Géologie Minière dispose d'esquisses photogrammétriques monochromes au 1/50 000e couvrant les deux tiers nord du territoire Guyanais à partir de 3 de latitude nord. Ces données peuvent être complémentaires du SCAN 50 de l'ign. La qualité de numérisation de ces documents est cependant mauvaise, et ils doivent être utilisés à défaut de produits de l'ign disponibles. La précision de localisation est également mauvaise. Il est composé de 92 dalles de 500 km² chacune. La mise à disposition de ces référentiels est soumise également à l'établissement d'une convention avec la DIREN Guyane. Son utilisation nécessite la signature, par le prestataire, de l'annexe 8 du présent CCTP Cartes hydrographiques des pays frontaliers Ces données n ont pas encore été identifiées à ce jour Données thématiques vectorielles Le prestataire aura accès à différentes données thématiques issues des travaux des services de l'etat. Elles pourront lui servir d'appui dans le prétraitement des données de base, ou au niveau de la qualification du produit. Relevé partiel des linéaires de cours d'eau. Ces données sont obtenues à partir de levés par récepteur de positionnement GPS, pendant la navigation sur les cours d'eau. Emprise des zones d'exploitation aurifères. Cette donnée vectorielle issue des travaux de l'onf a été réalisée à partir de scènes Landsat de 2000, de scènes Spot 4 et de traces GPS relevées lors de missions héliportées. La base de données est actualisée actuellement à l'aide de scènes Spot 5.

14 Localisation des sauts (rapides) avec le descriptif de leur hauteur. Ce fichier vectoriel a été réalisé par la collecte des informations disponibles sur les cartes IGN existantes. Il représente une base d'environs 800 enregistrements. Linéaire des routes et pistes. Il s'agit d'une donnée composite regroupant des informations sur le réseau routier classé (DDE), les pistes d'exploitation forestière (ONF) et les pistes d'approvisionnement des chantiers aurifères (ONF et Gendarmerie). Cartographie des zones humides du littoral guyanais. Il s'agit d'une cartographie réalisée par l'institut de Recherche pour le Développement (IRD) en Elle est exploitable au 1/ e et comprend une typologie exhaustive, Elle couvre la bande littorale sur une dizaine de kilomètres dans les terres, depuis le fleuve Maroni jusqu à l Approuague. Le centre littoral est disponible en format vectoriel, et l'ouest guyanais seulement en format raster. La cartographie a été réalisée en utilisant des images satellites Landsat TM de 1988 et Le document pourra être utilisé par le prestataire comme complément pour la caractérisation des entités surfaciques. Seules les données issues de prises de vue aérienne et satellitale sont géométriquement viables pour caractériser le réseau hydrographique. C'est pourquoi il est nécessaire de créer un référentiel à partir de ces données, les autres produits étant à utiliser avec prudence. Si le prestataire juge que ces données sont insuffisantes pour obtenir les résultats attendus il en informera l'onema qui pourra, si nécessaire, commander d'autres scènes des satellites Spot auprès de la station SEAS de Cayenne.

15 2.5. Spécifications techniques et livrables Phase 1: Pré-traitement des données et extraction du réseau La première phase des travaux a pour objectif de corriger les artefacts du jeu de données SRTM, livré au format brut, d'extraire le réseau hydrographique théorique du MNE SRTM, puis de reprojeter le linéaire obtenu dans le système de projection retenu pour la Guyane Sous-phase 1 : Qualification du MNE à des fins hydrographiques a. Mosaïquage des dalles du SRTM : Élaboration d une mosaïque des dalles du SRTM couvrant les bassins versants situés intégralement ou partiellement en Guyane, en vue de les traiter d un bloc et de supprimer les zones de superposition entre les dalles (les dalles contiguës présentent une ligne ou une colonne commune) b. Renseignement des pixels sans valeur par interpolation (livraison d une couche indiquant les données interpolées) Le prestataire complétera les données manquantes par interpolation du MNT ou par extrapolation à partir des autres données disponibles (cartes ou photo-interprétation) de façon à respecter les continuités d écoulement des versants et des cours d eau vis-à-vis de la réalité de terrain c. Identification et comblement par algorithme itératif des incohérences (puits et pics) le prestataire livrera une couche des modifications d altitude réalisées vis-à-vis de la donnée SRTM (interpolations, comblements réalisés, etc.) d. Vérification des élévations artificielles stoppant l'écoulement: ponts, barrages, ceinture de mangrove. Mise en oeuvre des opérations nécessaires pour trouer ces barrières (possibilité de repérage à l'avance par photo-interprétation des cartes et des images) e. Vérification des dépressions d origine anthropique susceptibles de créer des dépressions dans le MNT. Mise en oeuvre des opérations nécessaires pour combler les dépressions qui perturbent le signal le long du réseau hydrographique (routes et pistes, pâturages et zones d'exploitation agricole en zones anthropisées, chantiers d'orpaillage). Possibilité de photo-interprétation des référentiels et cartes de l'ign et des données satellitaires. Livrables: f. Renseignement des métadonnées. MNE raster SRTM corrigé des artefacts (coordonnées géographiques WGS 84, maille d'une seconde d arc) corrigé des artefacts au format export ARCGIS (*.img) et format compatible MAPINFO et métadonnées associées. Descriptif des méthodes utilisées. Le prestataire pourra utiliser toutes autres données disponibles pour améliorer la qualité du MNE en vue d'une extraction du réseau hydrographique.

16 Sous-phase 2 : Extraction du réseau théorique Spécifications techniques: a. Extraction du réseau théorique et des bassins versants: Le prestataire réalisera une extraction du réseau hydrographique dans les meilleures conditions avec le MNE qualifié précédemment et les données raster disponibles. Il informera l ONEMA si ces éléments sont suffisants ou non par rapport aux objectifs demandés. La délimitation du début des réseaux pérennes (cours d'eau d'ordre 1) sera déterminée par un seuil de Surface Drainée Critique (SDC) arbitraire minimum de 0,5 km². Les têtes de bassins versants situées au delà de l'extrême sud du territoire guyanais seront intégrées dans les calculs d extraction du réseau hydrographique. Le réseau sera lissé de façon à ne pas suivre les contours des cellules des MNE (la tolérance de généralisation devra entraîner des déplacements inférieurs à la taille de la cellule) b. Définition d'un réseau principal hiérarchisé : le prestataire définira le réseau hydrographique principal en privilégiant les arcs des bras principaux pour les zones en anastomose, les zones marécageuses et deltaïques. Ce réseau sera ultérieurement utilisé pour les calculs hydrologiques de Strahler. Livrables: Couche vectorielle du réseau hydrographique potentiel (coordonnées géographiques WGS84) et métadonnées associées. Descriptif des méthodes utilisées Sous-phase 3 : Recalage des données Spécification technique: a. Reprojection en UTM 22 Nord (RGFG 95) du MNT élaboré en à la maille de 30 mètres en interpolation bilinéaire b. Reprojection en UTM 22 Nord (RGFG 95) du réseau de drainage théorique c. Vérification de la cohérence géométrique entre données SRTM reprojetées et les produits IGN (BD Ortho, à défaut les référentiels SCAN 25, SCAN 50 et cartes au 1/ du sud guyanais), et la mosaïque SPOT). Cette mesure de cohérence peut s appuyer sur des écarts entre réseau de drainage calculé sur le MNT et réseau observé sur les images ou cartes d. Calcul des pentes et classification des pentes selon un seuil de 2%. Deux classes de pentes seront ainsi élaborées afin de traiter séparément les zones plates où le réseau extrait risque d être imprécis. Livrables: MNE raster géoréférencé dans le système RGFG 95 projection UTM, fuseau 22 N (en export ARCGIS (*.img) compatible avec les référentiels IGN et format compatible MAPINFO. Un tableau indiquant les écarts moyens quadratiques obtenus entre les données SRTM projetées et les référentiels de l'ign (en moyenne un test de positionnement par dalle SRTM).

17 Couche vectorielle du réseau hiérarchique (projection UTM dans le système RGFG 95) Phase 2 : Photo-interprétation Cette phase à pour objectif de vérifier, compléter et corriger par photo-interprétation la géométrie du réseau. Les trois sous-phases décrites ci après seront réalisées en parallèle les unes les autres pour éviter de photo-interpréter plusieurs fois sur les mêmes lieux Sous-phase 1 : Correction de la géométrie du linéaire Vérification et correction de la géométrie des cours d eau par photo-interprétation des orthoimages de la BD Ortho ou à défaut sur les images satellitaires selon la discrimination suivante : 1 - Zone anthropisée du littoral et de l'intérieur guyanais (surface estimée à 1000 km²): Rectification systématique de toutes les lignes du réseau (cf. fichier ZONAGE_LITTORAL) à partir de la BD ortho. 2 - Zone littorales de faible pente identifiées au d. et zones anastomosées (surface estimée à 3500 km²) : Rectification systématique de toutes les lignes du réseau à partir de l'orthoimage la plus fine disponible, soit par ordre décroissant, BD ortho, mosaïque SPOT, mosaiques LANDSAT. 3 - Zone forestière (surface d environ km²): Rectification systématique des cours d eau correspondants à des bassins versants d'une superficie supérieure à 10 km². Territoire de la Guyane française, utilisation de la BD ortho et à défaut de la mosaïque SPOT. Bassin versant guyanais, parties surinamaise et brésilienne, utilisation des mosaïques LANDSAT geocover 1990 et Zone de mangrove ou marécageuse : Pas de correction des lignes du réseau. Traitement en des objets en surfacique avec création d'axes d'écoulement fictifs à partir de la BD ortho et à défaut de la mosaïque SPOT. Une vérification systématique est à prévoir pour toutes les autres zones d'incertitude éventuelles (notamment dès que la pente est inférieure à 2%). Ponctuellement des scènes SPOT 5 avec un très faible taux d'ennuagement pourront être utilisées, en complément des ortho-images proposées, lorsque ces dernières ne seront pas satisfaisantes pour garantir une exploitation correcte. Les lignes du réseau seront corrigées de façon à correspondre à la topologie visible sur les images (élimination de sillons parallèles, ajout de biefs, etc.). Les écarts de plus de 50 mètres vis à vis de la BDOrtho seront systématiquement corrigés, ainsi que les écarts conduisant à des incohérences hydrologiques (traversée incohérentes de zones anthropisées ou de savanes) Les cours d eau modifiés devront conserver le sens d écoulement initial, les lignes ajoutées devront être numérisés de façon à être orientés dans le sens d écoulement en cohérence avec les arcs issus du MNT.

18 Vérification de la cohérence avec les données IGN disponibles (cette vérification peut être menée de pair avec la saisie de la toponymie). Quand une incohérence entre les données disponibles est rencontrée (par exemple entre la BD Carto ou le SCAN 25, et le réseau issu du MNT ou de l image), la préférence sera donnée à la géométrie issue de la BD Ortho lorsque celle ci est présente Sous-phase 2 : Numérisation du surfacique et des linéaires complexes a. Création de la couche «Hydrographie de surface»: numérisation des polygones du lac de Petit Saut et des cours d'eau dont le lit mineur est supérieur à 50 mètres de large et des zones humides Ces objets géographiques seront identifiés par photo-interprétation : 1. Territoire de la Guyane française, utilisation de la BD ortho et à défaut de la mosaïque SPOT. 2. Bassin versant guyanais, parties surinamaise et brésilienne, utilisation des mosaïques LANDSAT geocover 1990 et La cartographie du littoral guyanais de 1999 sera utilisée en données de contrôle b. Identification des drains collecteurs des zones marécageuses par photointerprétation de la mosaïque Spot Chaque création d une zone hydrographique de surface doit entraîner en compensation la transformation en «arcs virtuel» de la partie correspondante du linéaire Sous-phase 3 : Renseignement des tables par photo-interprétation a. Renseignement des sens d'écoulement et de la largeur des criques et des cours d'eau supérieurs à 50 mètres de large. Le champ largeur doit être renseigné pour les axes fictifs selon la largeur de l'entité surfacique le long de l'arc virtuel. Pour cela, trois valeurs seront ajoutées aux attributs du champ «largeur» de la table tronçon hydrographique : 50 à 250 mètres 250 à 1250 mètres Plus de 1250 mètres b. Renseignement et vérification de la hauteur et de l'altitude des sauts. Les sauts sont matérialisés par des nœuds dans la base. Les hauteur et altitude des sauts sont analysées à partir des valeurs du SRTM avant son géoréférencement. Un champ «hauteur» sera créé dans la table des noeuds et décrira la valeur du saut. En première approche les sauts correspondent à des points des cours d eau correspondant à une surface de bassin versant minimale de 10 km² et présentant localement une pente longitudinale supérieure à 30%. Une vérification de la cohérence de l'information de hauteur du saut sera établie. et corrigés à l'aide des points cotés des produits IGN, selon l analyse des résultats les seuils de mise en évidence des sauts sur le MNT SRTM pourront être ajustés pour une meilleure correspondance avec les sauts connus. Livrables : Couche vectorielle du réseau hydrographique réel après correction géométrique (linéaire et surfacique).

19 Renseignement des champs largeur et altitude dans les couches «tronçon hydrographique" et couche ponctuelle «sauts». Il est nécessaire d effectuer un contrôle des connexions des éléments modifiés après photointerprétation pour vérifier que la cohérence de topologie de réseau est maintenue.

20 Phase 3 : Création des thèmes BD Carthage - Topologie La phase 3 à pour objectif la création des thèmes BD Carthage, tel que décrits dans le descriptif de contenu BD Carthage version 3.0, révisé en mars 2006 (annexe 2). Les géométries des thèmes «hydrographie de surface», «tronçon hydrographique», «nœuds» et «zone hydrographique» seront créées les premiers. Ces trois thèmes constituent l'ossature de la base de données puisque les autres thèmes en seront déduits automatiquement à l'aide de leurs codes hydrographiques identiques. La géométrie et les tables des thèmes dérivés des trois principaux thèmes seront créées à l'aide de jointures spatiales et attributaires (annexe 8). La topologie générale de la BD Carthage adoptera une structure de topologie de réseau et le prestataire vérifiera que la cohérence hydrologique soit préservée Hydrographie de surface : Dans une entité hydrographique de surface, représentée par un polygone (lac de petit saut), tous les tronçons réels seront correctement connectés aux limites des eaux de surface et aux arcs virtuels représentant ces surfaces. Lorsque l arc virtuel n est pas présent (numérisation directe de surfaces) un axe fictif pourra être créé pour chacun des tronçons hydrographiques représentés de manière surfacique. Les axes fictifs des entités hydrographiques de surface (estuaires) garantiront la continuité hydrographique des bassins versants vers les exutoires Tronçon hydrographique : Les polylignes devront être tracées dans le sens de l'écoulement afin que les utilisateurs de la base de données puissent connaître le sens du tronçon. La longueur minimale d'un tronçon sera de 200 mètres sur le terrain. Le découpage des tronçons sera effectué selon: Un changement d'attribut dans les champs de la table, Un changement du type de milieu: le tronçon traverse une zone surfacique par exemple, Une modification du faciès morphologique du cours d'eau (bras unique, anastomose), La présence d'un saut (exprimé par une rupture de pente), Ces modifications seront identifiées par photo-interprétation des orthoimages disponibles Noeuds: Les nœuds sont systématiquement fusionnés aux tronçons (i.e. déduits des tronçons et non numérisés à proximité des tronçons). Les sommets de départ et d'arrivée figurent dans la table «tronçon hydrographique» et un noeud hydrographique fait référence à un sommet. Chaque tronçon est construit d'un sommet initial à un sommet final. A un point de connexion donné il n'existe qu'un sommet. Les noeuds hydrographiques sont construits sur des sommets.

21 Zonage hydrographique: Le zonage hydrographique sera réalisé à partir des bassins versants extraits automatiquement du MNE. Il devra être repris dans les zones photo-interprétées (là où le MNE était imprécis et a nécessité une reprise manuelle de géométrie du réseau) pour s'adapter à la zone photointerprétée. Le niveau «région hydrographique» comprendra 5 régions : - le bassin versant du Maroni - le bassin versant de l Oyapock - le bassin versant de la Mana - le bassin versant de l Approuague - les bassins versants des fleuves côtiers du centre littoral Les autres niveaux d'agrégation seront déduits en respectant les spécificités BD Carthage : chaque niveau doit comprendre moins de 10 éléments et chaque «zone hydrographique» doit faire au moins 500 km². Tous les bassins versants de 500 km² seront identifiés selon les lignes de partage des eaux et correspondront aux «zones hydrographiques». Les niveaux d agrégation seront déduits de manière à ce que : un secteur km² un sous secteur km² une zone hydrographique 500 km² Cette agrégation s'appuiera le plus possible sur le zonage des hydroécorégions fourni par la DIREN Cours d'eau: La longueur minimale d'un cours d'eau sera un tronçon (i.e. 200 m) Hydrographie de texture: Il s'agira d'extraire les zones plates identifiées avec le MNT (pentes < 2%) et susceptibles d'être en mangrove ou en marais, et de les photo-interpréter pour voir s'il s'agit de mangrove ou d'un autre type de zone marécageuse. La taille minimale des polygones sera d'au moins 25 hectares. Ces ensembles seront photo-interprétés à partir de la mosaïque Spot pour un souci d'homogénéisation et avec la BD Ortho lorsque c'est nécessaire. L'hydrographie de texture permettra d extraire les zones de mangrove littorale et les mangroves des zones de transition (interface mangrove/savane). Un champ supplémentaire nommé «Nature», de type texte et de longueur 50 sera créé dans la table attributaire. Il correspondra à la nature de la zone de texture (mangrove littorale, mangrove de transition). Dans les zones forestières de l intérieur ce champ pourra prendre la valeur «marais», «flat» ou «zone plate de nature indéterminée» si la photointerprétation et les documents ne permettent pas d identifier le type le type d hydrographie de texture

22 Points d'eau isolés: Les points d eau isolés seront repris à partir de la base de données constituée par la DAF et la DSDS de Guyane. Ils seront fournis par la DIREN selon le standard de la BD Carthage (fichier PT_EAU_ISOLE_01). Ce premier fichier devra être mis en cohérence géométrique avec les autres éléments hydrographiques produits Laisse de mer: La laisse de mer sera constituée à partir de la mosaïque SPOT pour rester en cohérence avec l'hydrographie de texture produite au Fleuves frontières : La limite du référentiel hydrographique pour la Guyane française sera bornée à l'axe fictif du fleuve frontalier Anastomoses : En présence de zone anastomosée sur les cours d eau importants (largeur > 50m), chaque bras sera numérisé et connecté aux autres bras par des nœuds. Les attributs «bief» et «bras principal» seront ajoutés dans le champ «nature» de la couche tronçon hydrographique : Tous les bras des zones anastomosées seront de «nature» bief, sauf l arc correspondant au bras principal. L'intégrité topologique du réseau devra être conservée en enlevant les biefs Les principales zones anastomosées à traiter ont fait l'objet d'une première localisation (On recense ainsi 119 km de linéaire fluviale anastomosé, principalement sur le cours moyen du fleuve Maroni et de son affluent la rivière Tapanahomy). Livrables : A l'issue de la phase 3, le prestataire fournira la géométrie complète des fichiers des thèmes BD Carthage conformément aux spécifications des documents contenus dans les annexes 2 et 3, décomposées dans les 11 fichiers suivants: 1. un fichier des cours d'eau nommé COURS_D_EAU 2. un fichier des tronçons hydrographiques élémentaires nommé TRONCON_HYDRO 3. un fichier des nœuds hydrographiques nommé NOEUD_HYDRO 4. un fichier des points d'eau isolés nommé PT_EAU_ISOLE 5. un fichier des laisses de mer nommé LAISSE 6. un fichier hydrographie de texture nommé HYDRO_TEXTURE 7. un fichier hydrographie surfacique nommé HYDRO_SURFACIQUE 8. un fichier des zones hydrographiques nommé ZONE_HYDRO 9. un fichier des sous-secteurs nommé SOUS_SECTEUR 10. un fichier des secteurs nommé SECTEUR 11. un fichier des régions hydrographiques nommé REGION_HYDRO Phase 4 : Renseignement des tables attributaires Dans la quatrième phase, il s'agit de renseigner les tables attributaires des thèmes précédemment créés selon les champs décrits dans les circulaires Annexes 4 et 5. La structure de la table attributaire de chacun des fichiers sera conforme aux spécifications de

23 la BD Carthage dont les descriptifs de livraison aux formats MapInfo et Shapefile sont décrites respectivement en annexes 2 et 3. Le prestataire devra traiter cette phase 4 en parallèle du volet 1 de «Création géométrique» Les rang de Strahler : Calcul de la totalité des rangs de Strahler à partir du réseau principal créé en phase 1, sousphase 2. Une typologie des cours d'eau sera élaborée selon le nombre de rang de cours d eau obtenus lors de l extraction. La typologie sera soit basée sur le modèle de Strahler mais avec un nombre de rang supérieur à 8, soit identique au modèle (en regroupant des rangs en fonction de la taille réelle des cours d eau pour obtenir 8 rangs). Un champ supplémentaire, nommé «Strahler» et de type entier court sera donc créé dans la table de la couche «Tronçon hydrographique». Il sera renseigné par un numéro qui correspondra à la position du tronçon dans la codification de Strahler Territorialité Création d'un champ supplémentaire nommé «allégeance» dans la table «tronçon hydrographique» et classement des polylignes selon leur situation géographique : - limitrophe, - brésilien - surinamais Ce champ apparaîtra aussi dans la table «cours d eau», et dans «hydrographie surfacique» Navigabilité / gabarit Tous les cours d'eau guyanais sont «non navigables» et donc de «gabarit» sans objet. Ce critère ne sera pas pris en considération pour les cours d'eau surinamais et brésiliens Toponymie La DIREN fournira au prestataire pour chaque document cartographique (documents et cartes scannées) un fichier vecteur mettant en évidence les toponymes (et toponymes candidats) qui devront être intégrés dans les tables de chaque couche de la BD Carthage.

24 Codification La codification des entités hydrographiques devra respecter les spécifications décrites dans le document du SANDRE, «Les règles de la codification hydrographique» (annexe 4). La codification des entités des thèmes «Tronçons hydrographiques», «Nœuds hydrographiques» et «Zones hydrographiques» seront réalisées en premier lieu afin, d'une part, de créer et renseigner les objets géométriques «Cours d'eau», «Secteurs» et «Soussecteurs» de la BD Carthage par fusion des entités qui la composent, et d'autre part, de procéder à la codification automatique de ces thèmes dérivés (annexe 8) Métadonnées Création de deux champs supplémentaires décrivant la généalogie de chaque objet, afin d indiquer les références complètes de la source des données, 1. Le premier dénommé «source_traitement» indiquera la méthode ayant permis de créer l'objet en précisant, extraction automatique du MNE, ou photointerprétation. 2. Le second dénommé «source_donnees» précisera le type de la donnée traitée, (SRTM, BD ortho, mosaïque SPOT ou LANDSAT) et son année de référence. Livrables: L'ensemble des fichiers constituant la BD carthage de référence avec la totalité des champs des tables attributaires dûment renseigné et codifié comme spécifié en annexe 2 à 5. La méthodologie proposée pourra être réalisée de manière différente. Le prestataire détaillera le plus précisément possible les méthodes et algorithmes qu'il compte utiliser pour réaliser les travaux.

25 ARTICLE 3 CONDITIONS D'EXÉCUTION DE LA MISSION 3.1. Déroulement du projet Pilotage du projet Le suivi du projet est assuré par AgroParisTech ENGREF Kourou. Un chargé de projet est missionné à cet effet. Il sera le principal interlocuteur du prestataire pour les échanges techniques. Il a à charge de : Transmettre au prestataire les données de travail ; Organiser les réunions du comité de pilotage et en assurer le secrétariat ; Réceptionner les données produites par le prestataire et en contrôler la qualité ; Associer le comité technique en tant que de besoin, pour examiner les aspects techniques ; Gérer la communication sur le projet ; Suivre le bon déroulement des travaux en général. Le comité de pilotage du Schéma Directeur de Données sur l'eau (SDDE) de Guyane suivra le déroulement du projet et validera les étapes de qualification du produit réalisé. Le comité de pilotage du SDDE est composé, entre autres, de représentants de l'administration (DIREN, DAF, DDE...), des établissements publics (Office de l'eau, Office National des Forêts...), des organismes de recherche (BRGM, IRD...). Un comité technique sous la direction du chargé de projet «BD carthage» d'agroparistech ENGREF sera associé au projet. Il sera composé de personnes qualifiées représentantes des organismes intéressées par la création de la BD carthage Guyane à savoir. 1. Un géomaticien, le chef de la cellule SIG de la DIREN Guyane, 2. Un ingénieur hydrologue du service de l'eau (SEMARD) de la DIREN Guyane, 3. Un ingénieur hydrologue de l'office de l'eau, 4. Un expert du CEMAGREF, 5. Un représentant de l'institut Géographique National, 6. Un représentant du ministère de la Défence, Bureau Géographique Interarmées de l'etat-major des Armées, 7. Le directeur du Système d'information sur l'eau de l'onema, 8. Un représentant des administrateurs de données des Agences de l'eau, 9. Un ingénieur en télédétection représentant de l'ird Cayenne / SEAS Guyane, 10. Un expert de l institut de recherche surinamais, le CELOS, Centre for Agricultural Research in Suriname, 11. Un expert de l institut de recherche brésilien de l Etat d Amapa, l IEPA, Instituto de Pesquisas Cientificas e Tecnológicas do Amapá. Ce comité examinera toutes questions techniques relatives au traitement des données géographiques et à la constitution de la base de données «BD carthage Guyane». Il permettra également des échanges entre ce projet, BD carthage Guyane, et le projet de cartographie menée par le ministère de la défense, afin de mutualiser les moyens et les méthodes.

26 Réunions Différents types de réunions se tiendront : Les réunions du comité de pilotage (voir la composition à l article ci-dessus), au nombre de trois, se répartiront de la façon suivante : 1. Avant le début d'exécution du présent marché, une réunion de cadrage aura lieu, durant laquelle le prestataire prendra connaissance du terrain et des différents paysages, rencontrera le responsable du projet et le comité technique. Ce contact permettra de lever les questions, d'organiser le déroulement et l'organisation du projet et de présenter la méthodologie de travail du prestataire au groupe de pilotage. Le prestataire réalisera une maquette du produit final sur une zone-test qu'il aura envoyé au plus tard en fin de phase 1 aux membres du comité de pilotage afin d'avoir d'éventuelles suggestions. 2. Une réunion intermédiaire de rendu des travaux et de validation de la géométrie 3. Une réunion en phase finale, après validation définitive Le comité de pilotage se réunira à Cayenne, si l'onema ne peut être présente à ces réunions, elle sera représentée par la DIREN Guyane. Les réunions du comité technique (voir la composition à l article ci-dessus) : Le comité de pilotage se réunira au moins deux fois au cours du projet. Les réunions se feront par visioconférence entre Cayenne et l'hexagone. Il pourra être sollicité ponctuellement, au complet ou en partie de ces membres, pour examiner les questions soulevées durant la réalisation du projet, Les réunions entre le prestataire et le responsable du projet : Une réunion par visioconférence est prévue à l'issue de chaque phase dont le compte rendu sera rédigé par le responsable du projet. Les rencontres se dérouleront selon le planning suivant : 1. Réunion I en phase 0 : prise de contact, élaboration d'un premier échéancier (en Guyane) 2. Réunion II en fin de phase 1 : validation du MNT qualifié et de l'extraction du réseau théorique (visioconférence) 3. Réunion III en fin de phase 2 : validation de la géométrie du réseau réel (en Guyane) 4. Réunion IV en fin de phase 3 : validation de la topologie des thèmes BD Carthage et renseignement de certaines tables (visioconférence) 5. Réunion V en fin de phase 4 : validation des tables attributaires (visioconférence) 6. Réunion VI : présentation et clôture du projet (en Guyane) Une réunion téléphonique mensuelle aura lieu suite à la réception du rapport mensuel du prestataire. Cette réunion de chantier aura pour objectif de juger de l'avancement des travaux et de trouver des solutions aux difficultés rencontrées. Les fichiers vectoriels réceptionnés par la DIREN à l'issu de chaque phases seront livrés aux formats Shapefile et MapInfo. A l'issu des travaux, le prestataire fournira à l ONEMA la totalité de la BD Carthage aux formats Shapefile et MapInfo, qu'il aura pris soin de convertir auparavant, et de vérifier qu'il n'y ait pas d'erreurs lors des conversions.

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