Calcul de zones d interdiction d épandage avec Quantum GIS

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1 Calcul de zones d interdiction d épandage avec Quantum GIS Ce document fait partie d une série de tutoriels destinés au logiciel Quantum GIS dans sa version 1.8 Lisboa. Il ne remplace pas le manuel utilisateur du logiciel, il est donc conseillé de s y référer pour plus de détails sur les fonctionnalités. Auteurs : Marie SILVESTRE marie.silvestre@upmc.fr et Paul PASSY - paul.passy@upmc.fr CNRS FR3020 FIRE Fédération Ile-de-France de Recherche sur l Environnement UPMC UMR 7619 Sisyphe Ce document est sous la licence CC BY-SA 3.0 : Creative Commons Paternité Partage des conditions initiales à l identique. Pour suivre ce document d une manière pratique, lorsque des actions sont demandées aux lecteurs, les paragraphes d instructions sont signalés par une barre verticale. Notions abordées : Analyses spatiales sur des couches vecteur : intersections, fusion, tampons, Analyses spatiales sur des couches raster : calcul de pente, calculs raster, Conversions raster / vecteur. La "Directive Nitrates" définit l interdiction suivante : "il est interdit d épandre des boues issues des stations d épuration sur des pentes supérieures à 7 % et à moins de 200 m des cours d eau, plans d eau, sources et forages". Par ailleurs, la directive interdit l épandage à moins de 35 m des cours d eau, plans d eau, sources et forages quelle que soit la pente du terrain. Nous allons délimiter ces zones d interdiction sur le bassin versant de l Andelle et calculer par sous-bassin versant la part des surfaces interdites sur les surfaces agricoles totales. 1 Mise en place de l environnement de travail - Définissez le système de coordonnées du projet à RGF93/Lambert93 (code EPSG 2154), - ajoutez le MNT et optimisez son affichage via le bouton "Étendre l histogramme à tout le jeu de données", - ajoutez la couche d ombrage et affectez-lui une transparence de 70%, - ajoutez la couche de sources et forages, - ajoutez la couche des plans d eau et appliquez-lui un style adapté, - ajoutez le réseau hydrographique de l Andelle et appliquez-lui un style pertinent, - ajoutez les sous-bassins et appliquez-leur un remplissage vide, - ajoutez l occupation du sol en 2006 (couche CLC 2006) et appliquez-lui le style fourni, - réorganisez la superposition des couches de manière adéquate, - sauvegardez le projet dans votre répertoire de travail. 1

2 Figure 1 Projet QGIS "Épandage". 2 Délimitation des zones d interdiction Nous allons décomposer l analyse en trois critères que nous croiserons au final : un critère de distance, un critère de pente, un critère de type d occupation du sol. 2.1 Critère de distance L outil permettant de créer des zones tampons se trouve dans le menu "Vecteur / Outils de géotraitement / Tampons". Le paramètre "Segments pour l approximation" permet d ajuster la précision de la zone tampon : il va de 1 à 99. Plus cette valeur est élevée, plus le nombre de sommets sera élevé donc plus la zone tampon sera précise. L outil permettant de fusionner des couches se trouve dans le menu "Vecteur / Outils de géotraitement / Union". Utilisez ces outils pour générer deux couches : - les zones à moins de 200 m des cours d eau, plans d eau, sources et forages, - les zones à moins de 35 m des cours d eau, plans d eau, sources et forages. Pour chaque zone tampon, cochez l option d "Union des résultats du tampon". 2

3 2.2 Critère de pente Pour calculer une pente à partir d un MNT il faut utiliser les outils se trouvant dans le menu "Raster / Analyse / MNT/DEM". Ces outils proposent différents traitements appliqués aux rasters d altitude : ombrage, pente, rugosité, etc. Générez un raster de pentes en pourcentage sur la zone d étude. La Calculatrice Raster qui se trouve dans le menu Raster permet d effectuer des calculs sur un ou plusieurs rasters. Elle permet notamment de réaliser des rasters binaires (raster dont les pixels ont la valeur 0 ou 1) en fixant un seuil sur les valeurs du raster d entrée. L expression de calcul de la calculatrice se construit de la même manière que pour une requête de sélection sur une couche vecteur. La calculatrice génère un nouveau fichier en sortie dont l étendue et la résolution se définissent en sélectionnant le raster dans la liste et en cliquant sur le bouton "Étendue actuelle de la couche". Utilisez la calculatrice raster pour générer un raster binaire pour les pentes de plus de 7%. Afin de croiser les différents critères, il faut convertir le raster binaire en une couche vectorielle. L outil de conversion se trouve dans le menu "Raster / Conversion / Polygoniser". Convertissez le raster binaire des pentes en couche vecteur. Ne gardez que les polygones correspondant aux zones de pente supérieure à 7%. 2.3 Critère d occupation du sol Sélectionnez les types d occupation du sol correspondants aux terres arables, cultures permanentes et zones agricoles hétérogènes. Aidez vous du fichier CLC_nomenclature.xls pour faire la correspondance entre les codes et les types d occupation du sol. Exportez la sélection dans un nouveau fichier. 2.4 Croisement des trois critères Nous disposons maintenant de quatre couches correspondant aux trois critères (dont deux pour le critère de distance). Nous allons croiser ces couches en utilisant l outil d intersection qui se trouve dans le menu "Vecteur / Outils de géotraitement / Intersection". Créez une couche dont les entités répondent à ces deux critères : - moins de 200 m des cours d eau, plans d eau, sources et forages, - pente de plus de 7%. Fusionnez cette couche avec celle des zones à moins de 35 m des cours d eau, plans d eau, sources et forages. Croisez cette couche avec celles des zones agricoles. Nous avons maintenant une couche des zones agricoles à moins de 35 m des cours d eau, plans d eau, sources et forages et des zones agricoles à moins de 200 m sur des terrain dont la pente est de plus de 7 %. Nous avons donc notre couche des zones d interdiction d épandage de boues telles que décrites par la "Directive Nitrates" sur le territoire de l Andelle. 3

4 3 Importance des zones d interdiction par sous-bassin versant. 3.1 Calcul des superficies totales des zones agricoles par sous-bassin Pour faciliter les calculs nous allons regrouper toutes les entités correspondant aux zone agricoles étudiées en un seul polygone. L outil de regroupement se trouve dans le menu "Vecteur / Outils de géotraitement / Regrouper". Cet outil fonctionne sur une seule couche et permet soit de fusionner ses entités selon des valeurs attributaires (dites valeurs de regroupement), soit de fusionner toutes ses entités. Produisez une couche contenant une seule entité regroupant les terres arables, cultures permanentes et zones agricoles hétérogènes. Croisez la couche des sous-bassins avec celle des zones agricoles fusionnées. Sur cette couche d intersection, créez un champ et calculez la superficie des zones agricoles par sous-bassin. 3.2 Calcul des superficies des zones d interdiction par sous-bassin De la même manière nous allons regrouper les entités de la couche des zones interdites aux épandages en une seule. Produisez une couche contenant une seule entité regroupant les zones interdites aux épandages de boues. Croisez la couche des sous-bassins avec celle des zones interdites fusionnées. Sur cette couche d intersection, créez un champ et calculez la superficie des zones interdites par sous-bassin. 3.3 Calcul de la part des zones d interdiction sur le total des zones agricoles par sous-bassin Pour calculer le pourcentage de zones agricoles interdites à l épandage de boues, nous allons utiliser l outil de jointure (auquel on accède depuis la fenêtre de Propriétés de la couche cible, onglet Jointure). Effectuez une jointure de la table issue de l intersection sous-bassins / zones agricoles avec la table issue de l intersection sous-bassins / zones interdites. Dans un nouveau champ à créer dans la table "cible" effectuez le calcul final. Après avoir effectué une jointure de cette table sur la table des sous-bassins, cartographiez le résultat à l aide d une symbologie de type graduée. 4

5 TP QGIS : Zones interdites à l épandage Figure 2 Cartographie de l importance des zones d interdiction. Des outils de statistiques simples (min, max, moyenne, etc.) sont proposés via le menu "Vecteur / Outils d analyse / Statistiques basiques". Calculez la superficie totale des zones d interdiction à l épandage de boues dans le bassin versant de l Andelle. 5