IMPLEMENTATION DU SYSTEME D’INFORMATION GEOGRAPHIQUE SIGNET NON DEFINI

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Facteurs géomorphologiques

Sur les tanety, cela se traduit par une raréfactionde la couverture végétale, obligeant les habitants à parcourir plusieurs kilomètres pour se procurer du bois. Dans le périmètre rizicole, les parcelles de culture situées en bordure des tanety sont ensablées ou menacées d’ensablement. La végétation arborée verdure dansesl villes, dans les fonds de vallons et dans le parc d’Ankarafantsika est néanmoins de plus en plus menacée. Les feux de brousses, fléau dans le maintien de la couverture végétale, sont pratiqués pour régénérer les herbes sèches et pour obtenir rapidement du charbon de bois. Les couvertures végétales ne se régénèrent qu’après la saison des pluies.

Facteurs anthropiques

Il existe une relation importante entre les problèmes d’érosion hydrique et l’activité humaine réalisée au sein d’un bassin versant, telleque nous pouvons l’apercevoir dans certains domaines, notamment celui de l’agriculture et l’urbanisme. En ce qui concerne l’urbanisme, les activités de construction et d’aménagement d’infrastructures urbaines (maisons, routes, etc.), induisent normalement une augmentation des surfaces imperméabilisées réduisant la capacité d’infiltration des sols du bassin versant et donc une augmentation des écoulements.
D’une part, le retournement des prairies est la conséquence d’une spécialisation des systèmes de production vers les cultures de vente à partir d’un type de « polyculture élevage » et d’une évolution des systèmes fourragers, dans lesquels les cultures maïs de prennent partiellement la place des herbes (Ouvry J-F. 1992). D’autres part, l’agrandissement des parcelles est la réponse naturelle des agriculteursqui cherchent à accroître leur productivité et donc à améliorer leurs résultats économiques.
Concernant l’orientation des écoulements, les décisions liées au travail du sol, prises conjoncturellement peuvent aussi laisser des traces visibles sur les parcelles (sillon apparent après le dernier passage de la charrue) et les sillons formés par certaines opérations culturales (Arachide, Mais, Manioc). Ces traces peuvent orienter les écoulements dans un sens qui diffère de celui de la pente naturelle.
Analyser la relation entre le travail de sol et la direction d’écoulement permet de connaître un autre aspect de l’impact de la décision des agriculteurs sur le ruissellement, puisque les modifications de la direction des écoulements dues au sens de travail du sol vont entraîner des variations dans la localisation des points de concentration du ruissellement au sein du talweg.
Le résultat de l’application de la fonction discriminante permet ensuite de déterminer si l’écoulement suit la direction de la plus grande pente ou celui du travail de sol.
Les résultats de l’étude montrent que, pour la majorité des sous bassins versants, le ruissellement produit circule sur plus de la moitiéde la surface de ces bassins en suivant la direction imposée par le travail du sol, ce qui vérifie l’hypothèse de l’importance du sens du travail sur les directions d’écoulement et la modification des zones d’accumulation.

Les Moyens de Lutte

Une fois connus la dynamique et les différents facteurs de l’érosion hydrique, il résulte intéressant de connaitre les différents types de solutions possibles à mettre en place directement au niveau de la parcelle, l’unité spatiale plus important au niveau de la décision agricole.
D’après les expériences et la connaissance scientifique, il existe différentes solutions possibles pour lutter contre les problèmes de la dégradation du sol qui différent selon l’endroit du sous bassin versant où l’on se situe. Nous pouvons distinguer trois zones dans un bassin versant (cf. fig. 5) selon lesquelles nous définirons des groupes de solutions entre autres :
Zone 1 : qui correspond au secteur où les terrains reçoivent la pluie et génèrent des écoulements qui sont conduits vers l’aval. Elle est associée normalement à une érosion de type diffuse.
Carte 2 : Type de zones dans un sous-bassin versant par rapport au problème d’ensablement (source : PLAE Marovoay)
Dans ce cas, les solutions définies sont destinées à limiter la production du ruissellement dans les zones émettrices en adaptant les pratiques agricoles pour favoriser l’infiltration. L’expérience montre par exemple que l’état de la surface du sol est déterminant donc il faut éviter la terre fine et chercher à obtenir une surface plus « rugueuse » pour retarder l’apparition du ruissellement. Il est aussi important ne pas laisser le sol découvert et exposé directement à la pluie. Pour ce motif il est fortement recommandé l’incorporation des cultures intermédiaires. Cette interculturel sera semée et détruite entre deux campagnes culturales seulement dans un but écologique car la production ne sera pas vendue. Pour encourager les agriculteurs dans la mise en œuvre d e cette solution le Conseil Général et certains OPLAE/utilisateurs subventionnel les coûts de production, en distribuant de manière gratuite les semences.

L’Analyse Biophysique et les Outils Utilisés

Comme nous l’avons vu, les phénomènes d’érosion sont le résultat d’interactions complexes et variables dans le temps et l’espace. Depuis longtemps, les sciences liées à l’agronomie ont réalisé des études théoriques et sdevalidations empiriques afin de pouvoir modéliser l’érosion dans une optique d’évaluation esd risques ou d’établissement de schémas d’aménagement pour la conservation des sols.

L’analyse de perte du sol

Un grand nombre de modèles dont la plupart sont de type empirique. Ils sont basés sur l’identification des relations statistiques significatives entre les pertes en terre et certains facteurs jouant un rôle important dans l’apparition des indications érosifs. Ainsi, après une série d’études réalisées par le Département Américain de l’Agriculture (USDA) afin d’estimer les paramètres qui favorisent l’érosion ainsi des esl techniques susceptibles de la freiner, Wischmeier et Smith (1978) ont élaboré un modèle mathématique de l’érosion appelé « Equation Universelle de Perte de Sol » (EUPS).
Les modèles EUPS permettent, au fait, d’estimer le taux annuel d’érosion hydrique A (t .ha–1 .an–1 ) à partir de l’équation générale suivante : A = R.K.LS.C.P (1.1).
Avec :
A : exprime les pertes de terre annuelles moyennes possibles à long terme en (t ha –1 an–1 ). Cette valeur peut ensuite être comparée aux limites de « pertes de terre tolérables ». –1 –1 –1 ) donne une approximation de R : le facteur d’érosivité R (MJ mm ha h an l’agressivité climatique. Plus les précipitations onts intenses et plus elles durent longtemps, plus grands sont les risques d’érosion –1 –1 mm –1 ) fournit une mesure de la K : le facteur d’érodabilité K (t h ha MJ ha vulnérabilité du sol à l’attaque des précipitationset du ruissellement. Il s’agit de la perte de terre moyenne en tonnes/acre par unité de superficie pour un sol particulier, dans un champ travaillé constamment laissé en jachère, qui possède une pente dont les caractéristiques ont été arbitrairement fixées à 72,6 pi pour la longueur et à 9 % pour l’inclinaison. Le facteur K est une mesure de la vulnérabilité des particules de sol au détachement et au transport par la pluie et le ruissellement. La texture est le principal facteur qui influence le facteur K, mais la structure, la teneur en matière organique et la perméabilité du sol ont aussi un rôle à jouer. Ce facteur peut être calculé grâce à la relation suivante : K= 2.8*10-7*M1.14*(12 – MO) +0.043*(b – 2) +0.0033*(c – 3) (1.2).

Développement des modèles à base physique et ses limites

Sur la base de l’équation EUPS mais aussi sur les études d’Horton (1938) et Ellison (1947), qui ont fourni les principaux fondements de la modélisation biophysique, se sont élaborés des modèles pour prédire l’érosion baséeur des représentations mathématiques des processus hydrologiques et érosifs fondamentaux. Les processus pris en compte sont le détachement par les gouttes de pluie et/ou par le ruissellement, le transport par les gouttes de pluie, le transport par la dégradation du sol et ledépôt par le ruissellement. Ces processus sont modélisés de manière spatialisée et dynamique aussiben dans les zones d’érosion linéaire ou d’érosion diffuse. La plupart des équations est dérivée des résultats de la modélisation des écoulements, combinant les équations de conservatio de la masse (eau ou sédiment) et de la quantité de mouvement.
L’analyse et l’application des modèles mathématiques ont permis de prendre connaissance des limites à leur utilisation. Nous p ouvons signaler entre autres :
· L’incorporation de relations empiriques dans les modèles mathématiques implique la définition d‘une procédure de calibragerigoureuse pour atteindre avec précision l’objectif de prédire les résultatsde l’érosion.
· Les caractéristiques des données, quant à leur variabilité spatiale et temporelle, imposent un control strict sur leurs valeurs, ce qui est autant plus difficile d’assurer avec la difficulté dans l’estimation des certains paramètres, notamment l’érodibilité du sol (K).
· Et, finalement, la demande abondante des données incorporées révèle une faiblesse en termes de la facilité d’implémentation.
· Avec la définition de ces limitations, les modèles basés sur les processus physiques permettent d’améliorer nos connaissances des mécanismes de l’érosion mais il n’est cependant peut être pas réaliste de vouloir les utiliser comme outil de prédiction de l’érosion.
Dans ce contexte, il y a un besoin de modèles simples, permettant de représenter les processus dominants au niveau du bassin versant, à partir des paramètres intégrateurs. De plus, les modèles doivent permettre de rendre compte du cheminement de l’eau dans le bassin versant, en ne considérant pas que la topographie comme facteur d’orientation des écoulements mais aussi le sens de travail du sol etles éléments linéaires. Ces modèles doivent également permettre de prendre en compte correctement l’effet des pratiques agricoles sur la dégradation du sol.

Concept duu SIG

Le concept de SIG est donc : un système constitué de cinq (05) composants majeurs (Logiciels, Matériels informmatiques, Donn es, Savoir-faire ou organisation et Hommes ou Utilisateurs) capable de saaisir, de représenter, interroger, analyser, mettre à jour, restituer et diffuser toute forme d’infor mation graphique ou attributaire, géoréférencé.
Pur la composante graphique, cela fonctionne bien, mais on est vitte limité quand à la représentation des informatioons attributaires ou sémantiques. Par conséquent, la carte est un document d’emploi difficile (beaucoup de papier, échelles différentes, difficile à mettre à jour,…). Par aille urs, on utillise également d’autres sources d’informations (photographies aériennes, images satellitairess…).
Il faut utiliser et intégrer ces diverses sources d’information géographique le mieux possible : c’est le rôle du SIG, c’est -à-dire un système capable de gérer aussi bien le graphique que les attributs, p ouvant intégrer des nformations de toutes p rovenances (cartes, données terrain, photos, tableeurs,…) et capable de gérer ces informations pour permettre leur accès et leur mise à jour : pourr produire des informations.

Logiciels

Ils assurent les six (06) fonctions suivantes (parfois regroupées sous le terme des « 6A ») : Acquisition (saisie des informations géographiques sous forme numérique), Archivage (gestion de base de données), Analyse (manipulation et interrogation des données géographiques), Affichage (mise en forme et visualisation), Abstraction (représentation du monde réel), Anticipation (la prospective).

Matériels informatiques

Le traitement des données se fait à l’aide des logiciels sur un ordinateur de bureau ou sur un ordinateur durci directement sur le terrain. L’ordinateur de terrain avec GPS et laser télémètre permet la cartographie et la collecte desdonnées. La construction de la carte en temps réel et la visualisation de la carte sur le terrain augmentent la productivité et la qualité du résultat. Des systèmes client-serveur en intranet, extranet voire via Internet facilitant ensuite, et de plus en plus, la diffusion des résultats.

Données

Les données géographiques sont importées à partir esd fichiers ou saisies par un opérateur.

Savoir-faire

Un système d’information géographique fait appel àune connaissance technique et à divers savoir-faire, et donc divers métiers, qui peuvent être effectués par une ou plusieurs personnes. Le spécialiste doit mobiliser des compétences en géodésie (connaissance des concepts de système de référence et de système derojection),p en analyse des données, des processus de modélisation (analyse Merise, langage UML par exemple), en traitement statistique, en sémiologie graphique et cartographique, en traitement graphique. Il doit savoir traduire en requêtes informatiques les questions qu’on lui pose.

Utilisateurs

Comme tous les utilisateurs de systèmes d’information géographique ne sont pas forcément des spécialistes, un tel système proposeune série de boîtes à outils que l’utilisateur assemble pour réaliser son projet. N’importe qui peut, un jour ou l’autre, être amené à utiliser un SIG. Le niveau de compétences requis pour la conduite des opérations les plus basiques (voir géomatique), est généralement celui de technicien supérieur. Mais afin d’assurer une bonne qualité d’interprétation des résultats de nalysel’a des données et des opérations avancées, celles-ci sont généralement confiées à uningénieur disposant d’une bonne connaissance des données manipulées et de la naturedes traitements effectués par les logiciels. Enfin, des spécialistes sont parfois amenés à intervenir sur des aspects techniques précis.

Données matricielles (format raster)

Il s’agit d’une image, d’un plan ou d’une photo num érisés et affichés dans le SIG en tant qu’image.
Dans un modèle raster, la réalité est décomposée enune grille régulière et rectangulaire, organisée en lignes et en colonnes, chaque maille de cette grille ayant une intensité de gris ou une couleur. La juxtaposition des points recrée l’apparence visuelle du plan et de chaque information. Une forêt sera « représentée » par un ensemble de points d’intensité identique.
Les modèles raster sont utiles pour stocker et analyser les données continues d’une zone. Chaque cellule contient une valeur pouvant représenter une association dans une classe ou catégorie, une mesure ou une valeur interprétéeLes. données raster incluent les images et les grilles.
Les images, une photographie aérienne par exemple, une image satellite ou une carte numérisée, sont souvent utilisées lors de la création de données SIG.
Les grilles représentent des données dérivées, souvent utilisées lors de l’analyse et de la modélisation. Elles peuvent être créées à partird’échantillons de points tels qu’une surface de concentrations chimiques dans le sol, ou selon une classification d’une image telle qu’une grille de couverture de terrain. Les grilles peuvent également être créées en convertissant des données vectorielles. Les grilles peuvent stocker des valeurs continues (pour une surface en altitude par exemple) et également de stocker des catégories.

Les données descriptives ou sémantiques

Il s’agit de données associées à un objet ou une localisation géographique, soit pour décrire un objet géographique, soit pour localiserdes informations : nom d’une route, type d’un bâtiment localisé par son adresse, nombre d’habitants d’un immeuble localisé par ses coordonnées, débit d’un cours d’eau, tension d’uneligne de transport d’énergie, type d’arbres dans un verger localisé par sa parcelle, etc. Les données attributaires sont reliées à la géométrie de l’objet.
Il y a trois points importants à retenir :
· Elles sont généralement liées/attachées aux donnéesgraphiques.
· Elles sont gérées soit par le logiciel, soit par interfaçage avec un système de gestion de base de données (SGBD) externe.
· Elles sont présentées dans des tableaux : descriptifs et statistiques.
A l’instar des autres bases de données, ArcGIS permet de lier des tables de données, qui joindre n’importe quelle table de données à une classe d’entités ou à un jeu de données raster existant si ces éléments partagent un mêmettributa. Par exemple, un fichier de formes avec des secteurs de recensement peut contenir un champ de numéro de secteur, et un fichier tabulaire de données de recensement supplémentairespeut également comporter un champ de numéro de secteur.

ARCGIS

Présentation du logiciel

ArcGis est un logiciel permettant d’exploiter un Système d’Information Géographique (SIG).
Un logiciel SIG permet l’acquisition, le stockage, la mise à jour, la manipulation, et le traitement de données géographiques. De plus, il permet de faire de la cartographie et de l’analyse spatiale de façon précise en fonction de l’échelle désirée.
Le principe directeur d’un SIG est le suivant : nous avons d’un coté les données géométriques et de l’autre les données attributaires. Ces données sont stockées sous format numérique et organisées par couches (appelées aussi« shapefiles» dans ArcGIS).
Petit point de détail : ArcGIS est en réalité uneuite,s qui se décline en trois versions (ArcView, ArcEditor et ArcInfo). La différence entre ces versions est le nombre d’options supplémentaires disponibles, ArcView en possédant le moins. Ceci est indépendant des extensions (Spatial Analyst, 3D Analyst… que l’on p eut acheter en supplément).
Chacune de ces trois versions de la suite ArcGis est constitué d’une interface ArcMap et d’une interface ArcCatalogue (accessoirement d’u ne interface ArcToolBox séparée pour les versions antérieurs à la version 9.0).

Les formats de données visibles dans ArcCatalog

· Tables attributaires feuilles de calcul Excel pour les versions 9.2 et + et dBase (*.dbf): Ce sont les fichiers généralement issusd’un fichier Excel que l’on intègre à l’étude cartographique. Ces données ne sont pas géoréférencées.
· Bases de données : Géodatabase (*.mdb), fichier Access.
· Fichiers de formes (*.shp) polygone, lignes, points : Ce sont les entités graphiques qui sont géoréférencées. Un fichier deormesf est associé à une table (*.dbf) qui peut contenir un nombre indéfinide données par entité.
· Fichiers couches (*.lyr) : Ce sont les représentations graphiques issues des fichiers de formes.
· Fichiers raster sont les fichiers images auxquels chaque couleur est rattachée une valeur numérique.

Table des matières

PARTIE I: ETUDE DE LA DEGRADATION DU SOL DE LA COMMUNE MAROVOAY VILLE
I.1 LE PROCESSUS DE DEGRADATION DU SOL DANS LA COMMUNE MAROVOAY VILLE 4
I.2 LES DIFFERENTES SORTES DE L’EROSION HYDRIQUE
I.2.1 L’érosion diffuse
I.2.2 L’érosion linéaire
I.3 LES FACTEURS DE L’EROSION
I.3.1 Facteurs climatiques
I.3.2 Facteurs géomorphologiques
I.3.3 Facteurs anthropiques
I.4 LES MOYENS DE LUTTE
I.5 L’ANALYSE BIOPHYSIQUE ET LES OUTILS UTILISES
I.5.1 L’analyse de perte du sol
I.5.2 Développement des modèles à base physique et ses limites
PARTIE II IMPLEMENTATION DU SYSTEME D’INFORMATION GEOGRAPHIQUE SIGNET NON DEFINI.
I.6 IMPLEMENTATION DU SIG
I.6.1 L’Outil : SIG (Système d’Information Géographique)
I.6.1.1 Historique
I.6.1.2 Définition et rôles
I.6.1.2.1 SIG
I.6.1.2.2 Information Géographique (IG)
I.6.1.3 Concept du SIG
I.6.1.3.1 Logiciels
I.6.1.3.2 Matériels informatiques
I.6.1.3.3 Données
I.6.1.3.4 Savoir-faire
I.6.1.3.5 Utilisateurs
I.6.1.4 La réalité découpée en couches
I.6.1.5 Les informations dans un SIG
I.6.1.5.1 L’information géographique
I.6.1.5.2 La représentation des données géométriques
I.6.1.5.2.1 Données matricielles (format raster)
I.6.1.5.2.2 Données vectorielles (format vecteur)
I.6.1.5.2.2.1 Les points :
I.6.1.5.2.2.2 Les lignes :
I.6.1.5.2.2.3 Les polygones :
I.6.1.5.2.3 TIN
I.6.1.5.3 Les données descriptives ou sémantiques
I.6.2 ARCGIS
I.6.2.1 Présentation du logiciel
I.6.2.1.1 Présentation de l’interface ArcMap
I.6.2.1.2 Présentation de l’interface ArcCatalog
I.6.2.1.2.1 Les formats de données visibles dans ArcCatalog
I.6.2.1.3 Présentation de l’interface ArcToolbox
I.6.2.1.4 Le document MXD
I.6.2.1.4.1 Portabilité du document
I.6.2.2 Gestion des couches
I.6.2.3 Structure des couches
I.6.2.4 Analyse spatiale et analyse thématique
I.6.2.4.1 Analyse spatiale
I.6.2.4.2 Analyse thématique/Sémiologie/Symbologie
I.6.2.5 Mise en page
PARTIE III ANALYSE DES RESULTATS SOUS ARCGIS 9.3
I.6.3 Le Scénario Simulé
I.6.3.1 Sur le parcellaire, les parcelles et les agriculteurs
I.6.3.2 Les précédents culturaux
I.6.3.3 La décision agricole
I.6.3.4 Les événements pluvieux de simulation
I.6.4 Les Résultats
I.6.4.1 Résultats sur le niveau de dégradation
I.6.4.2 Résultats sur la trésorerie des agents
I.6.4.3 Perspectives de l’analyse des résultats
CONCLUSIONS
BIBLIOGRAPHIE

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