Systèmes d Information à Référence Spatiale Mise en correspondance des données de consommation d espace pour en appréhender les évolutions Nom et Fonction Date et signature Diffusion Pour Action Préparé par Anne CREPIN Ingénieur d Etude Version 1.3 03/2011 SIRS WEBER Sacha SCHOTT Marie-Christine X X Approuvé par Konrad Roland Ingénieur d affaires - Mars 2011 - S.A.S. au capital de 133.927 - RCS LILLE 352 426 803 APE 6311 Z - N d identification FR 15 352 426 803 - SIRET 352 426 803 00057
SOMMAIRE 1. Préambule... 3 2. Zone du projet... 3 3. Données images en entrée... 4 3.1. Sources de données image 2000 à disposition... 4 3.2. Données image 2008 à disposition... 4 4. Méthode... 4 4.1. Nomenclature... 4 4.2. Taille des unités minimales des mutations... 5 4.3. Echelle de travail Précision géométrique... 5 5. Production de la mise à jour... 5 5.1. Mise à jour 2000... 5 5.2. Interface de photo-interprétation... 5 5.3. Photo-interprétation... 6 5.3.1. Base de données d occupation du sol... 6 5.3.2. Utilisation des données images :... 7 5.3.3. Interprétation... 10 5.3.4. Remarques... 10 5.3.4.1. Evolutions les plus fréquentes... 10 5.3.4.2. Cas particulier des évolutions dont une partie est sous 2500 m²... 13 5.3.4.3. Cas particulier des évolutions de plan d eau inférieurs à 2500 m².... 13 5.3.5. Résultats :... 13 5.3.5. Finalité... 14 6. Contrôle qualité... 14 6.1. Thématique... 14 6.2. Topologie... 14 7. Analyse statistique... 15 8. Livrables... 15 Page 2 sur 15
1. Préambule Une base de données 2008 de l occupation du sol a été réalisée à grande échelle en 2010/2011. La finalité du projet est de constituer une occupation du sol 2000 compatible avec 2008 afin d analyser l évolution de l occupation du sol sur 7 ans. Pour cela, nous disposons des sources d images 2000 fournies par la région Alsace ainsi que des données 2008 mises à disposition pour la création de la base d occupation du sol 2008. (Images, BDTOPO, scan25 ). 2. Zone du projet Le périmètre de l'étude est présenté ci-dessous : La zone du projet est la région Alsace, soit une surface de 8 300 km². Page 3 sur 15
3. Données images en entrée 3.1. Sources de données image 2000 à disposition Landsat ETM+ (15m), IRS LISS (23m), IRS PAN (5,8m), Données IGN (BD Ortho 1997/98). Nous privilégions les données IRS à 5,8 m qui sont de meilleure résolution afin de mieux identifier les mutations. 3.2. Données image 2008 à disposition SPOT 5 d octobre 2007 (début d automne) à 2,50m de résolution, SPOT 5 de février 2008 (milieu d hiver) à 2,50m de résolution, BD ortho IGN de 2007 (50 cm de résolution). 4. Méthode Le principe est de pouvoir comparer de manières fiables 2000 et 2008 aussi bien au niveau spatial que statistique. Plusieurs contraintes existent : Il ne s agit pas de refaire complètement l occupation du sol 2000, Il faut éditer une analyse de l évolution de l occupation du sol 2000-2008 par entité administrative, Les bases doivent être justes et objectives. Le photo-interprète compare la base de données et l image 2007 ou 2008 par rapport aux données images 2000. Pour cela, il s appuie sur nos outils de multifenêtrage. Chaque mutation repérée est cartographiée dès qu elle est de taille supérieure au minimum requis. 4.1. Nomenclature Nous travaillons au niveau 2 de la nomenclature BD-OCS : Habitat Espaces urbains spécialisés Grandes emprises Espaces verts artificialisés Espaces libres Cultures annuelles Cultures permanentes Forêts Formations pré-forestières Roches nues Surfaces en eau Page 4 sur 15
4.2. Taille des unités minimales des mutations L unité minimale de cartographie des mutations est de 2 500 m². 4.3. Echelle de travail Précision géométrique L échelle de travail est au 1/8 500. Par nécessité, les interprètes avaient toutefois la possibilité de zoomer plus fortement de façon à identifier des thématiques particulières ou afin d affiner leurs tracés. La précision géométrique attendue est de 6 mètres. 5. Production de la mise à jour 5.1. Mise à jour 2000 Pour la phase de mise à jour de la base de données 2000/2008, les opérateurs disposaient d une interface de photointerprétation spécialement adaptée au projet. Cette interface fonctionne en multifenêtrage avec fenêtres asservies. Dans chacune des fenêtres le photo-interprète affiche les données dont il a besoin. Traditionnellement dans la fenêtre de gauche (fenêtre active), il affiche les données images de 2000 (IRS et BD-ortho) à laquelle il superpose la base de données d occupation du sol 2008 BdOCS2008-CIGAL et dans la fenêtre de droite, les images 2008 (SPOTS et BD-ortho) superposées avec la même base d occupation du sol. 5.2. Interface de photo-interprétation Notre interface de production est développée sous interface ESRI. IRS 2000 SPOT5 Automne 2007 Page 5 sur 15
Différentes boîtes de dialogues sont à disposition du photo-interprète : Palette de renseignement du code 2000 qui permet d intégrer l information dans la table sans avoir à ouvrir celle-ci. Dès que nous sélectionnons un polygone, toutes les informations le concernant s affichent sur notre interface de travail. 5.3. Photo-interprétation 5.3.1. Base de données d occupation du sol La base de données d occupation du sol de départ comprend 3 champs de code d occupation du sol : Code 2008 niveau3 de nomenclature Nous conservons cette donnée afin d assurer la cohérence géométrique et thématique entre les bases de données des deux projets. Si en cartographiant une mutation, un changement doit être apporté sur 2008 niveau 3 (retouche de géométrie, changement de code suite à l information de la BD-ortho 2000 Par exemple pour différencier certaines friches industrielles de l urbain vacant), conserver ce code nous permet d améliorer parallèlement la base de données 2008. De plus, des reprises de la base de données 2008 sont prévues après la production des mutations suite au retour du contrôle qualité externe. Aussi des changements de code de2008 niveau 2 peuvent survenir. Code 2008 niveau2 de nomenclature Sa valeur est calculée par requête en fonction du champ d occupation du sol 2008 niveau 3. Code 2000 niveau2 de nomenclature Initialement tous les polygones sont à 0. Page 6 sur 15
5.3.2. Utilisation des données images : Etant donnée la faible radiométrie des données 2000, nous utilisons dans un premier temps la BDOrtho 1997 pour repérer les évolutions. Puis, avant de tracer la mutation, nous visualisons sur l IRS 2000 la présence ou l absence ou la modification de l évolution. Quand 1997 et 2000 sont identiques, nous privilégions le tracé sur la BD ortho afin d optimiser la précision géométrique. Lorsqu une évolution est apparue entre 1997 et 2000, nous traçons surtout sur l IRS2000. Illustrations : Exemple 1 BD-ortho 1997 Bois en 1997 (31) SPOT5 Automne 2007 Page 7 sur 15
IRS 2000 SPOT5 Automne 2007 Vigne (22) en 2000 d après l IRS, occupation du sol identique à 2008 d où pas d évolution cartographiée. IRS 2000 avec ocs2000 niveau2 SPOT5 Automne 2007 avec BdOCS2008-CIGAL niveau2 Page 8 sur 15
Exemple2 BD-ortho 1997 SPOT5 Automne 2007 Sol nu en 1997 à l emplacement des évolutions (contour noir) : la BD-ortho permet de localiser plus facilement les zones probables d évolution 2000-2008 du fait de la bonne radiométrie. IRS 2000 SPOT5 Automne 2007 En 2000, l occupation du sol 2000 est du chantier d où le code «13». Page 9 sur 15
5.3.3. Interprétation Sur l interface de travail, les étiquettes du code 2008 niveau 3 ou niveau 2 peuvent être affichées, une légende liée au code 2000 permet de mettre en évidence les mutations cartographiées pendant la production (lorsque les polygones 2000 sont tous à «0» sauf ceux ayant évolués). La BD-ortho 2007 peut également être utilisée dans la vue secondaire afin de comparer dans un premier temps les BD-orthos 2000 et 2007 entre elles vu leur meilleure précision radiométrique. La base de donnée d occupation du sol 2000 fournie n a pas été utilisée du fait de la différence de géométrie et de méthode avec la base d occupation du sol 2008 BdOCS2008-CIGAL. Exemple En jaune polygone codé en «13» en 2000 dont la géométrie ne correspond pas à notre image de référence 2000. IRS 2000 avec oc2000 existante SPOT5 Automne 2007 L opérateur parcourt sa zone de production de façon exhaustive et identifie, par comparaison des images, les espaces ayant subi une mutation entre les deux dates. Lorsqu il trouve une évolution, celle-ci est saisie directement dans la base de données par redécoupage des polygones existants. Une fois découpé, il attribut un code d occupation du sol pour l année 2000. 5.3.4. Remarques 5.3.4.1. Evolutions les plus fréquentes 1/ Couvert boisé (code 31) en 2000, suite à une coupe et à la régénération naturelle, nous avons des formations pré-forestières en 2008 (code 32). Page 10 sur 15
Exemple : BD-ortho 1997 bois BD-ortho2007 formation pré-forestière IRS 2000 bois SPOT5 Hiver 2008 formation pré-forestière Page 11 sur 15
2/ Chantier en 2000 (code 13) devenu habitat en 2008 (code 11). Exemple : IRS 2000 en bleu chantier (code 13) BD-ortho 2007- en bleu habitat (code 11) Ci-dessous, même exemple mais avec l image 2000 de référence : IRS 2000 en bleu chantier (code 13) SPOT5 Automne 2007- en bleu habitat (code 11) Page 12 sur 15
Les mutations de chantier (code13) vers zones d entreprises (code13) n apparaissent pas vu leur code identique. 5.3.4.2. Cas particulier des évolutions dont une partie est sous 2500 m² Des polygones de mutation dont la surface est inférieure à 2500 m² ont été laissés lorsque ceux-ci correspondaient à une partie de l évolution globale vers un même code. BD-ortho 1997 en vert polygones inférieurs à 2500 m² BD-ortho 2007 Ici la route construite en 2007(code13) correspond à la découpe de plusieurs petites entités en 2000 dont certaines parties sont inférieures à l unité minimale. 5.3.4.3. Cas particulier des évolutions de plan d eau inférieurs à 2500 m². La surface minimale des plans d eau cartographiée étant 300 m² en 2008, il arrive que des évolutions concernant des polygones isolés codés en 41 soient inférieures au minimum requis en terme de surface. Exemple : 5.3.5. Résultats : IRS 2000 en vert les plans d eau absents sur l image et de surface inférieure à 2500 m² Spot d automne - les plans d eau sont présents BD-ortho 1997 en vert les plans d eau absents sur l image et de surface inférieure à 2500 m² BD-ortho 2007 - les plans d eau sont présents. Page 13 sur 15
5.3.5. Finalité A l issue de la phase de mise à jour et de correction, nous obtenons une base de données multi dates. C'est-à-dire que chaque entité cartographiée possède un code et un libellé d occupation du sol 2000 et un code et un libellé d occupation du sol 2008 qui peuvent être soit différents (mutation) soit identiques (pas de mutation). En effet, après la production, le champ code 2000 est renseigné par requête pour les polygones n ayant pas mutés comme égaux au code 2008 niveau2. Nous avons également conservé l information du code de niveau 3 de 2008, ce qui nous a permis de modifier localement les données 2008 tout en assurant une parfaite cohésion géométrique et thématique entre la base d occupation 2008 niveau 3 et la base d occupation 2008 niveau 2 générée pour ce marché des évolutions 2000-2008. (N.B.- des reprises suite au contrôle qualité externe du marché de la base de données 2008 sont prévues après la production des mutations). Il est ainsi possible par des traitements SIG simples à partir de cette base de données multi dates, d extraire : la base de données d occupation du sol en 2000 (niveau 2 de nomenclature), la base de données d occupation du sol en 2008 (niveau2 et niveau3 de nomenclature), une base de données des mutations intervenues entre les deux dates. Le niveau 1 de nomenclature est directement calculé à partir des codes de niveau 2 de nomenclature par requête, ce qui nous permet de livrer également les bases de données 2000, 2008, 2000-2008 niveau1. 6. Contrôle qualité Un contrôle qualité est effectué en fin de prestation de manière à fournir des bases de données fiables. 6.1. Thématique Un balayage de la base et la mise en œuvre de requêtes sur les évolutions improbables (passage de forêts à roches nues, urbain à zones agricoles) est effectué. Ces requêtes donnent lieu à une analyse pour s assurer de la véracité des mutations. 6.2. Topologie Les règles de topologie ont été définies en début de projet. Nous relancerons, avant chaque livraison, une nouvelle série de contrôle. Les contrôles de topologie consistent à vérifier que la base de données ne contient pas d'erreurs pouvant accidentellement être générées lors de la saisie de type : Superposition de polygones, Trous dans la couche d interprétation, Absence de polygones jointifs de même nature (interprétation), Exhaustivité de la labellisation, Absence de segments inutiles, Absence de codes non valides (en théorie impossible lors de la construction). Page 14 sur 15
7. Analyse statistique Cette analyse est générée par requête automatique SIG en croisant l occupation du sol avec les limites de chaque entité (Région, SCoT et communes). Ces limites ont été fournies par le maître d ouvrage. Une feuille Excel par entité reprendra : Nom et code de l entité, Surface en ha et m² de l entité, Par classe de niveau 1 et 2, la surface en ha et m² par date, L évolution par classe entre 2000 et 2008 en ha, en m² et en%. 8. Livrables Une base de données 2000 niveau 1 et 2, Une base de données 2008 niveau 1 et 2, Une base de données des mutations 2000-2008 niveau 1 et 2, Une base de données globale aux deux dates, Fichiers Excel des analyses statistiques, Métadonnées et rapport de production. Les données SIG sont livrées au format shp et gdb en Lambert 2 et Lambert zone. Les données statistiques sont livrées au format xls. ~o0o~ Page 15 sur 15