Développement et utilisation d un système d information sur les séquences de culture : analyse du RPG

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1 Développement et utilisation d un système d information sur les séquences de culture : analyse du RPG UMR AGIR - Toulouse Agroécologies, Innovations, Territoires Equipe MAGELLAN Olivier Therond Séminaire utilisation des données spatiales pour la gestion des AAC 3 décembre PARIS

2 Enjeux du développement d un SIG sur les systèmes de culture pour la gestion de l eau Au sein d un territoire, analyse des relations entre distribution spatiale (actuelle, future, possible) des usages du sol et : disponibilité et qualité de l eau risque d érosion performances des systèmes de production Méthodes d analyse : représentation des territoires étudiés : sol, climat, systèmes de culture (SdC), système de production, ressource en eau évaluation d indicateurs, simulation de modèles de culture et d exploitation, système multi-agent... Mais un déficit de données disponibles sur les systèmes de culture et de production!

3 Le potentiel du RPG Le RPG : une base de données géoréférencées, annuelle, sur l occupation du sol agricole ~6 millions d îlots (~27 millions d hectares) déclarés annuellement par ~ agriculteurs par digit sur orthophoto 1/5.000

4 Caractéristiques du RPG Possibilité d estimer les séquences de culture au sein des îlots - Version recherche : anonymisée tous les ans (ID îlot et ID exploitation changent tous les ans) - Informations et traitements des informations par l ASP qui évoluent (système de projection, classe de culture, anonymisation, irrigation )! Structure des informations attributaires : Niveau exploitation Niveau «parcelle» Séminaire utilisation des données spatiales pour la gestion des AAC 3 décembre PARIS

5 Le RPG sous l ODR De très nombreuses fonctionnalités (tableau, graphique, carte, fiche thématique) d analyse (et d exportation) : - à différentes résolutions spatiales (ex. Natura 2000, AAC) des - assolements - caractéristiques des exploitations agricoles - par classe d exploitations : taille, statut, type d assolement (nombre de culture)... - par classe et par résolution spatiale Séminaire utilisation des données spatiales pour la gestion des AAC 3 décembre PARIS

6 Reconstitution des séquences de culture Hypothèses : - surface d une classe de culture dans un îlot = surface d une parcelle culturale - les limites d îlots formant des polygones non réguliers : surfaces de parcelles différentes au sein des îlots très très peu d îlots avec surfaces parcelles similaires à 5% Taille moyenne des îlots par commune (ha) Etapes d estimation des séquences : 1. Reconstitution de la filiation des îlots 2. Reconstitution des séquences 3. Interpolation

7 1- Traitement spatial : filiation des îlots Reconstitution de la «filiation» des îlots entre année (relation entre ID îlots) Taux de reconstitution moyen de 94% à 98% des surfaces suivant les périodes

8 2- Reconstitution des séquences Application de traitements successifs pour chaque îlot de l année de référence et sa filiation : (moy. surface; ) 1- Une culture par îlot/an (36%; 11%) 2- Surface égale entre les années (16 % ; 7%) 3- Agrégation/désagrégation surf. égale (10% ; 3%) ************************************************************************************************************************************************************************************************************** 4- Surface similaire à 5% (13% ; 4%) 5- Agrégation/désagrégation surf. égale (0,1 %) 6- Agrégation/désagrégation surf. similaire à 5 % (10 % ; 2%) 7- Une culture par îlot/an (1 %) Réalisés itérativement sur profondeur temporel (PT), puis PT-1, jusqu à 2 ans Total (85 % ; 9%) * Application du seuil 5% : ( i.e. s(i+1) Є [ s(i)* 0.95 ; s(i)* 1.05]) * Une règle générale : si plusieurs solutions E possibles N V I R O N N E M alors E N T non reconstitution

9 Traitement agrégation-désagrégation de parcelle culturale Exemple simple :

10 Exemples de séquences reconstituées sur ID Ilot Séquence Surface gelbe_gelbe_gelbe_gelbe 1, cereale_pois_cereale_tour 2, orge_soja_cereale_cereale 5, cereale_pois_cereale_soja 5, gelbe_gelbe_gelbe_gelbe 3, orge_mais_mais_mais 3, mais_mais_mais_mais 19, mais_mais_mais_mais 2, mais_mais_mais_mais 2, mais_blet_cereale_cereale 1, gelbe_mais_mais_mais 0, gelbe_mais_mais_mais 0, mais_mais_mais_mais 20, gelbe_mais_mais_mais 3, gelbe_gelbe_gelbe_gelbe 1, gelbe_gelbe_gelbe_gelbe 2, mais_mais_mais_mais 4, gelbe_gelbe_mais_mais 2, gelbe_gelbe_mais_mais 3, blet_pois_mais_mais 2, gelbe_gelbe_gelbe_gelbe 0, mais_mais_mais_mais 7, gelbe_gelbe_gelbe_gelbe 0, gelbe_gelbe_mais_mais 6, mais_mais_blet_mais 14, mais_blet_mais_mais 5, i i i i 105

11 Pourcentage de surfaces reconstituées et profondeur temporelle

12 3- Interpolation des séquences reconstituées Pour chaque îlot non ou partiellement reconstitué A l échelle du segment ARVALIS (séquences reconstituée) Procédure d interpolation par îlot : Tirage dans la liste de combinaisons possibles suivant poids des séquences dans le segment Soustraction des surfaces correspondantes Recalcule des combinaisons Itération jusqu à surface restante = 0 ou plus de séquence correspondante dans le segment Répétition des 4 étapes précédentes et sélection de la solution minimisant la surface non reconstituée

13 Pourcentage de surfaces reconstituées & interpolées par profondeur temporelle Pourcentage de reconstitution des surfaces des îlots

14 Classification des séquences de culture Une très grande diversité de séquences de culture reconstituées : difficilement manipulable directement Développement de typologies de séquences de culture (tests) Deux entrées de typologies : - Regroupement de classes de culture - Niv. 1 : regroupement des «Gels» - Niv. 2 : regroupement des (i) Céréales à Paille et (ii) Prairies - Niv. 3 : regroupement des autres cultures (non céréales) - Estimation des rotations (traitement liste circulaire) - En fonction de patrons de rotation simples et génériques à dire d experts Exemple : BT-TO-BT-TO & TO-BT-TO-BT BT-TO* - Avec ou sans prise en compte de temps de retour conseillé

15 12 niveaux de typologies

16 Nbre mini. de Séquences brutes ou classées pour représenter 50, 75 ou 100 % du département sur Effets de la classification des séquences Région Dep Brute Classée Brute Classée Brute Classée Brute Classée 50% 50% 75% 75% 90% 90% 100% 100% MP "065" "031" "009" "032" "082" "081" "012" "046" AL "067" "068" PI "080" "002" "060" CE "028" "045" "041" "037" "036" "018" BO "089" "021" "058" "071"

17 Exemple d analyse des séquences de culture Patrons % de la population d'îlots reconstitués % de la SAU reconstituée Motifs les plus représentés du patron étudié 4 cultures différentes Maïs blé tendre orge autre culture associée 3 cultures différentes dont 1 en alternée blé tendre maïs blé tendre colza blé tendre maïs blé tendre orge blé tendre maïs blé tendre cultures industrielles 3 cultures différentes dont 1 sur deux années consécutives Maïs maïs blé tendre autre culture associée Maïs maïs cultures industrielles blé tendre Maïs maïs blé tendre Orge 2 cultures différentes dont 1 sur trois années consécutives Maïs maïs maïs blé tendre Maïs maïs maïs cultures industrielles Maïs maïs maïs légumes/fleurs 2 cultures différentes en rotation courte Maïs blétendre Maïs Colza Maïs cultures industrielles Monoculture Maïs Séquences de surfaces en herbe Prairies permanentes, temporaires A L Gel I M sans E N Tproduction A T I O N Autres

18 Choix technologiques - Une base de données PostGre/PostGIS - Un package de traitements SQL et Java applicables automatiquement tous les ans & une documentation des traitements - Une logique de mise à disposition via l ODR pour accéder, à différentes résolutions spatiales à l information, - sur les séquences de culture - aux fichiers géographiques (sous conditions)

19 Les séquences de culture sous l ODR - Nombreuses statistiques suivant les différents niveaux de typologies : - Pour une séquence choisie (fixe ou ré-organisable) - Pour une séquence observée - Les principales séquences - Les successions (précédent suivant ; en cours) -...

20 COMMISSARIAT GÉNÉRAL AU DÉVELOPPEMENT DURABLE Service de l économie, de l évaluation et de l intégration du développement durable Exemples d utilisation des données issues du RPG - Recherche : - Distribution spatiale de système de culture permettant de réduire l occurrence de crise de gestion quantitative de l eau (UMR AGIR) - Impact des centres de formation agricole sur les systèmes de cultures (CESAER) - Hétérogénéité de la mosaïque agricole et (i) contrôle biologique des ravageurs (SAD PAYSAGE, DYNAFOR) & (ii) biodiversité aviaire (SAD-APT- CETIOM) Études & documents Diversification des cultures n XXX dans l agriculture française Mai état des lieux et dispositifs Modélisation multi-agent MAELIA (UMR AGIR) d accompagnement Etudes en partenariat - Analyse (i) de la diversité des cultures et séquences dans les exploitations et territoires, et (ii) de la dynamique des prairies en France (AGIR, MEDDTL, ODR) - Indicateurs agro-environnementaux à l échelle des masses d eau (Agence de l eau Adour- Garonne) Autres utilisations - Evaluation ex-ante des impacts de systèmes de culture innovants (ARVALIS) - - Evaluation du risque inondation (Syndicat Mixte A L I du M E Viaur) N T A T I O N Evaluation de l effet des systèmes de A G culture R I C U L Tsur U R l eau E (CACG, Eaucea) -... ÉCONOMI E ET ÉVALUATION

21 Développement en cours et perspectives - Enrichissement du RPG avec : - données sols, pente, altitude, orientation (en cours) - données sur les ressources en eau (IGN, BRGM, en cours) - données sur prélèvements en eau (en cours) - la télédétection : - date de semis, état du couvert, irrigation, (en cours) - Infrastructures agroécologiques... - données socio-économiques - RA 2010, RICA, MSA : respect de la réglementation sur les données individuelles - Extrapolation des informations sur les pratiques culturales (projet) un SIG des systèmes de culture - Evaluation d indicateurs agro-environnementaux et de configuration spatiale : exploitation, zonage, territoire disponibles et en cours sous l ODR

22 Merci pour votre attention