Rapport d'étape Tache urbaine

Rapport d'étape Tache urbaine Philippe LORIOT - CETE-SO Ministère de l'écologie, de l'énergie, du Développement durable et de la Mer www.developpement durable.gouv.fr

Rappel de l'étude initiale L'étude actuelle fait suite à une première étude de 2007 2008 (CERTU / DRE Aquitaine) qui visait à déterminer une méthode de définition de la tache urbaine. Quelles données utiliser pour la produire? Quels critères retenir pour les objets la constituant? Comment la produire de manière automatique sur une zone étendue (département ou plus)? Produire sur l'ensemble de l'aquitaine.... 2

Les données à utiliser Plusieurs critères ont été retenus : Une donnée présente de manière homogène sur l'ensemble du territoire Une donnée présente dans les services Une donnée «brute», non retravaillée pour, par exemple, un besoin cartographique Une donnée permettant d'éviter une interprétation humaine => La BDTOPO de l'ign 3

Les éléments à retenir Tout ce qui touche à l'artificialisation de l'espace : Le bâti, y compris industriel Les voies de communications Les équipements sportifs Les zonages liés à l'activité humaine Les cimetières Les réservoirs Les postes de transformation électrique 4

Les critères de proximité type de zone taille du buffer 15 m, car la surface moyenne des parcelles est de 1000 m2, soit un bâti isolé tampon de 15 m de rayon...(vu dans programme acteur) 50m (definition BDCarto et en zone continue le tissu urbain est plus Tissu urbain continu "rapproché") Tissu urbain discontinu 100m (definition UU Insee) zone industrielle ou commerciale 100m (idem zone discontinues) Réseaux routier et ferroviaire et 50 m (largeur utilisée dans IUD8 : consommation d'espace par les espaces associés transports, en cours d'élaboration) Zones portuaires 100 m (idem ZI) Aéroports 100 m (idem ZI) Extraction de matériaux 50 m (objets plutôt ponctuels) Décharges 50 m (objets plutôt ponctuels) Chantiers 50 m (objets plutôt ponctuels) Espaces verts urbains 50 m (objets plutôt ponctuels) Equipements sportifs et de loisirs 50 m (objets plutôt ponctuels) Des critères identiques pour tous les objets Des critères identiques partout (pas de différenciation urbain rural) => 50 m 5

La méthode Deux objets participent à une même tache urbaine s'ils sont proches de moins de 100 m : Dilatation de 50 m de chaque objet Assemblage des objets dilatés Érosion de l'assemblage pour coller au mieux aux objets initiaux Suppression (ou pas) des taches «trop petites» 6

La méthode Objets initiaux Dilatation de 50 m Assemblage Résultat / Bâtiments Suppression éventuelle des petites zones Érosion de 50 m 7

Quelques chiffres Département de la Gironde : Plus de 500 000 objets (sans les voies de communication) Plus de 170 000 bâtiments sur la seule tache de Bordeaux MapInfo ne réussit pas à assembler au delà de 20 000 objets... 8

Diverses voies explorées Allègement des traitements (calculs cartésiens, 3 points par cercle... assemblage après dilatation) Assemblage suivant des limites administratives Assemblage itératif à partir de points remarquables Et d'autres encore qui ne permettent pas de définir une méthode automatique reproductible... => développement d'une application 9

Les voies de communication Rendent les calculs instables Génèrent beaucoup de micro objets (en particulier à chaque virage en zone rurale) Participent de manière non homogène à la structuration de l'espace Expliquent certains «trous» dans la tache urbaine Font la jonction entre certaines taches 0 10

Les voies de communication 1 11

Reste à réaliser Prise en compte des voies de communication Découpage de l'enveloppe en zonages homogènes : Bâti haut continu Bâti moyen continu Zones d'activités Végétation... 5 15

Les voies de communication Participent de deux manières à la structuration de l'artificialisation de l'espace : Par le fait qu'elles joignent des zones articicialisées : Comment prendre en compte cette vocation? Par le fait qu'elles occupent une partie de l'espace : Quels tronçons de route prendre en compte? Comment les prendre en compte? 6 16

Les routes rapprochent les zones bâties Par la route : D(4,5) > D(5,6) D(1,2) < D(2,3) 4 5 6 1 3 2 7 17

Travailler sur une géométrie non euclidienne Pour tenir compte des liaisons routières : Calculer une distance suivant le réseau Utiliser ces distance pour définir des isochrones pour chaque élément constitutif (tenir compte des vitesses autorisées?) Assembler ces isochrones Réaliser une érosion de l'assemblage 8 18

Les routes rapprochent les zones bâties Où connecter les éléments avec les routes? 1 : une solution 2 : plusieurs solutions et plusieurs routes 3 : pas de solution Quid des bâtiments avec plusieurs accès routiers? 1 2 3 9 19

Travailler sur une géométrie non euclidienne De nombreux problèmes : Connexion : Utilisation de la BD Adresse : Tout le monde ne l'a pas Pas très fiable Bâtiments à plusieurs accès... Calcul des isochrones : Plus de 500 000 isochrones à calculer par département L'outil n'est pas partout disponible Fiabilité des vitesses? Quelle érosion suite à l'assemblage? 0 20

Quels tronçons routiers retenir? Ceux qui touchent l'enveloppe de la tache urbaine calculée sans eux? Ceux qui sont à moins d'une distance donnée de l'enveloppe? De nombreux problèmes : Les tronçons ont des longueurs variables Dans le cas de voies à chaussées séparées, il y a plusieurs tronçons // et ils ne sont pas toujours tous pris En zone rurale : des exagérations dues aux croisements «en sifflet» En rives opposées : fusion des deux rives si la largeur est inférieure à 100 m 1 21

Changement d'orientation : utiliser des méthodes raster Pour prendre en compte le réseau routier Pour identifier des zonages homogènes à l'intérieur de l'enveloppe de la tache urbaine La méthode : Générer une grille de points Générer des buffers autour des tronçons routiers pour recréer des objets ayant la «vraie» largeur terrain Ajouter les objets composant la tache urbaine Affecter à ceux de ces objets n'ayant pas de hauteur, ainsi qu'aux buffers des routes, une hauteur de 1m 2 22

Changement d'orientation : utiliser des méthodes raster Affecter à chaque point de la grille la hauteur de l'objet dans lequel il est et zéro s'il est en dehors des objets constituant la tache urbaine (voies de communication comprises) On obtient un MNT Calculer des courbes de niveau pour obtenir une différenciation des zones de hauteurs homogènes : les zones thématiques 3 23

De nombreux problèmes Le pas «pertinent» semble être d'environ 5 m 40 000 points / km² => environ 400 000 000 de points en Gironde MapInfo ne peut générer cette grille La jointure spatiale n'est pas possible sur une zone étendue Quelle méthode choisir pour générer le MNT et les courbes à partir de la grille... plusieurs méthodes et de nombreux paramètres 4 24

Des pistes Partir des dilatations larges (1 km?) de chaque enveloppe calculée sans les voies de communication (et en assemblant les dilatations s'intersectant) Générer la grille de point pour chaque dilatation résultante Générer le MNT et les courbes de niveau pour chaque dilatation résultante (la dilatation a en plus pour effet de limiter les effets de bord) 5 25

Un exemple de résultat 6 26