Présentation de quelques études réalisées au lycée forestier de Crogny

Ce blog rend compte de l'activité du pôle SIG -Système d'Information Géographique- du lycée forestier de Crogny à travers les problématiques que nous avons traitées. 

Pour des applications à d'autres domaines liés à l'Enseignement Agricole, ainsi que des supports pédagogiques, ne manquez pas de consulter le site SIGEA qui est le site de référence en la matière.

Ici, les thèmes abordés se rapportent tous à la gestion forestière, mais font également intervenir d'autres disciplines. Ainsi, plusieurs collègues y ont participé  :

Nicolas Noé, enseignant en techniques forestières

Vincent Marin, enseignant en biologie

Emmanuel Nogaret, enseignant en techniques forestières

Isabelle Moussin, ancienne collègue, ancienne marraine de promotion.

Ces études sont mises en ligne également sur le site de l'établissement 

Elles illustrent les possibilités d'utilisations de plusieurs logiciels dont 3 logiciels d'information géographique :

•  QGIS :  http://www.qgis.org/
•  MAPINFO PROFESSIONAL : http://www.mapinfo.com/
• les logiciels ARPENTGIS-Mobile ARPENTGIS-Expert : http://www.d3e.fr

et un logiciel de statistiques qui est en même temps un langage de programmation :

• le logiciel R : http://www.r-project.org/

Plus accessoirement, le logiciel de traitement de données statistiques, SPAD :
 
http://www.optima-europe.com  

 Principalement réalisés en cycle de BTSA Gestion forestière à Crogny, tous les cas sont retravaillés dans un but pédagogique et approfondis en statistiques.

Ainsi, les documents téléchargeables permettent de s'approprier les jeux de données utiles et ensuite d'étudier les méthodes mises en œuvre sur chaque logiciel.

Pour Mapinfo et QGIS, les études sont souvent réalisées en parallèle pour comparer les approches quand elles sont différentes.

Dans les documents concernant R, les scripts figurent sur fond grisé et chaque nouvelle fonction utilisée apparait en rouge.
Pour utiliser les données avec R, il faut d'abord convertir les tableaux au format .csv et ensuite, en principe, on peut faire fonctionner les solutions proposées. 

En construction permanente, le tableau suivant fournit un résumé analytique des points abordés dans l'utilisation des différents logiciels. Il permet d'accéder directement aux articles concernés sans relire toute l'étude :

	QGIS	MAPINFO	R	SPAD	ArpentGis
Préparer les relevés de terrain					Aménagement
Analyse factorielle				Plantation de peupliers
Analyse thématique	Abroutissement
Bootstrap			Abroutissement
Comparer des séries statistiques			Pins Sylvestres Abroutissement  Abroutissement Plantation de peupliers
Créer des points	Abroutissement	Abroutissement
Importer des données	Pins Sylvestres  Abroutissement	Abroutissement
Réaliser une carte	Impacts Suidés
Joindre des données	Pins Sylvestres  Abroutissement	Pins Sylvestres  Abroutissement
Sélections SQL		Pins Sylvestres
Test d’indépendance du chi²			Plantation de peupliers

Tous vos commentaires sont les bienvenus. 
Vous pouvez également consulter mon site pascallejeune.fr afin de découvrir d'autres applications pédagogiques dans les domaines des SIG et des mathématiques.

Bonne lecture,

Pascal LEJEUNE

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Utilisation d'un SIG pour la réalisation
d'un document d'aménagement forestier
Partie3

 Mots-clés : BTS Gestion Forestière, Projet tutoré, Aménagement forestier, Cartographie.

Dans la partie 2, nous avons réalisé les relevés utiles à la réalisation du document d'aménagement.
Il ne s'agit pas ici de les exploiter de manière exhaustive mais simplement de montrer quelques applications des SIG dans la confection de documents d'aménagement.

La notion d'analyse thématique a déjà été abordée dans ce blog, nous allons en réaliser de plus complexes en considérant la valeur prise par chaque entité géographique non pas sur 1, mais sur 2 champs de la base de données :
la structure et le capital.

Première analyse : par point du maillage

La base de données comprend donc tous les points plus les valeurs du capital G et de la structure du peuplement.
Concernant la valeur de G, celle-ci varie continument dans un intervalle, il convient donc de la classer avant de procéder à l'analyse.
La structure s'interprète comme une variable qualitative, ayant une douzaine de modalités au maximum, elle sera donc représentée sans traitement préalable.

Analyse thématique double sur des objets ponctuels 

 Suite à ce travail d'analyse, l'utilisation du composeur d'impression permet de concevoir une carte telle que celle-ci pour représenter les grandeurs étudiées :

Carte d'analyse par point

Deuxième analyse : par parcelle

On ramène l'étude à l’unité de gestion c'est à dire la parcelle. Du point de vue de l'analyse, la différence essentielle porte sur la nature des objets géographiques représentés : ce sont des polygones et non plus des points.

Analyse thématique double sur des objets surfaciques

Utilisation d'un SIG pour la réalisation
d'un document d'aménagement forestier
Partie2

 Mots-clés : BTS Gestion Forestière, Projet tutoré, Aménagement forestier, Maillage, Préparation d'une campagne de relevés de terrain, GPS, ArpentGis.

Dans la partie 1, nous avons réalisé un maillage de la forêt à étudier. Nous allons maintenant transférer ce maillage sur les récepteurs GPS de façon à pouvoir attacher à chaque point du maillage l'ensemble des informations qui le concernent dans l'optique de la réalisation du document d'aménagement.

Pour cela, on peut suivre le déroulement décrit dans le document suivant, qui précise comment préparer une campagne de terrain avec Arpentgis expert en construisant en dictionnaire d'attributs et comment ensuite utiliser un fond shapefile précédemment créé pour se repérer :

Phase de terrain


Une fois les données collectées, nous les analyserons avec QGIS, en partie 3 de ce projet.

Utilisation d'un SIG pour la réalisation
d'un document d'aménagement forestier
Partie 1

 Mots-clés : BTS Gestion Forestière, Projet tutoré, Aménagement forestier, Maillage, Découpage

Les informations recueillies lors de la réalisation d'un document d'aménagement forestier le sont en des points précis dont l'ensemble constitue le maillage de la forêt à étudier.

Un logiciel d'information géographique permet de construire ces maillages au format shp. Ces données peuvent ensuite être transférées sur un récepteur GPS, et permettre la saisie de données attributaires. Une fois relevées sur le terrain, elles seront retournées sur l'ordinateur où elles seront analysées.

Cette année, dans le cadre du Projet Tutoré du BTS GF, c'est la forêt communale des Loges Margueron qui a servi de support à cette étude, dont les limites peuvent se trouver sur le site : 

http://carmen.carmencarto.fr/105/ONF_Forets.map

Cette première partie présente la phase de maillage de la zone d'étude. On disposera alors d'un fichier appelé PointsD.shp transférable sur GPS et avec lequel, on effectuera les relevés utiles.

Maillage d'une zone d'étude avec QGIS 1.8 : Maillage

Maillage d'une zone d'étude avec QGIS 2.2 : à venir


Pour terminer, un petit test pour voir si vous avez bien retenu les manipulations effectuées :

Questionnaire formatif 

Impacts suidés

mars 2014

Mots-clés : BTS Gestion Forestière, dégâts de gibier, Cynégétique, QGIS, carte

Il s'agit d'une étude réalisée  par les étudiant(e)s de BTS GF du lycée, au cours du Module d'Initiative Locale intitulé "Gestion de la faune sauvage et application en SIG".

Suivant un protocole établi par l'ONF, nous avons évalué les dégâts occasionnés par les sangliers dans des forêts publiques proches du lycée.

Ces dégâts sont mesurés en des points répartis tous les 500 mètres sur les routes forestières des massifs ainsi qu'en s'enfonçant en forêt, de 30 mètres à hauteur des points de mesure.

Un dégât est classé de 0 à 4, suivant son importance.

Carte des dégâts, points routes 

Carte des dégâts, points forêts

L'obtention de ces cartes se fait par la réalisation d'une analyse thématique -déjà vue dans l'article sur l'abroutissement en forêt de Crogny-, puis par une mise en page des différents éléments obligatoires : titre, échelle, légende, source, auteur et date.

Réaliser une carte avec QGIS 1.8  

Un compte rendu des différentes activités réalisées, lors de ce MIL est disponible ici.

Étude de l'abroutissement en forêt de Crogny

État des lieux en février 2010

Mots-clés : BTS Gestion Forestière, cynégétique, abroutissement, QGIS, Mapinfo, Logiciel-R, maillage, jointure, analyse thématique, indice de consommation, bootstrap, histogramme, boîte à moustaches 

L'objet de cette étude est de réaliser un état des lieux de la consommation par les cervidés, des plantes ligneuses en forêt de Crogny. 
La préservation de l'équilibre sylvo-cynégétique étant une problématique majeure dans certaines régions, on a choisi de développer ce thème dans le cadre du Module d'Initiative Locale en BTSA Gestion Forestière.

Le plan de situation suivant a été réalisé sous Google Maps et permet de visualiser le massif à différents niveaux de zooms  :




Suivant le protocole décrit dans le Rendez-Vous Technique de l'ONF n°16 du printemps 2007 par Messieurs Yves Boscardin et Nicolas Morellet que je remercie au passage pour les explications qu'il m'a fournies concernant son travail, un maillage de points a été réalisé en forêt de manière à avoir 2 points par hectare.

Visualisation sur Google Earth au format kml : Maillage

En chaque point de ce maillage, un inventaire des plantes présentes et/ou consommées par le gibier a été réalisé.
Des indices de consommation pour la forêt en général et par plantes principales, ont été ensuite calculés.

Présentation de l'étude

On utilise les fonctions de navigation des GPS afin de cheminer et de collecter les données en chaque point. Elles sont enregistrées au fur et à mesure et ensuite compilées dans un seul fichier. Au final, on dispose donc d'un shapefile contenant les points du maillage et d'un fichier de type tableur contenant toutes les données attributaires. 

Ils sont fournis ici. 

La phase de terrain achevée, les 2 sources d'informations : les entités géographiques (les points du maillage) et les données attributaires (les plantes présentes et/ou consommées) doivent être associées. On effectue pour cela une opération dite de JOINTURE entre les fichiers informatiques les contenant.

Jointure avec QGIS 1.8

Jointure avec MAPINFO PROFESSIONAL 9.0

Une fois les données jointes, on peut représenter sous forme d'analyse thématique la présence et la consommation par exemple de la Ronce qui est la plante la plus représentée dans la forêt.

Analyse thématique avec QGIS 1.8 

Revoir éventuellement, à ce sujet, le petit tutoriel réalisé pour l'étude de la ressource en pins sylvestres :

Analyse thématique en images 

On aborde ensuite une partie plus statistique. En effet, l'étude réalisée ne prend en compte que les valeurs obtenues sur les points du maillage. On peut légitimement se demander si les Indices de consommation -en abrégé IC ; attention IC ne désigne pas ici "intervalle de confiance"- obtenus sur cet échantillon de points ont une quelconque validité pour l'ensemble de la forêt.

Pour répondre à cette question, on calcule les indices de consommation suivant la formule proposée les auteurs de l'étude citée en référence, par une simple manipulation sur un tableur. 

Puis, à partir de l'échantillon constitué des points du maillage, on réalise un ré-échantillonnage -bootstrap- avec remise  afin de se donner une distribution empirique des IC et de déterminer un intervalle de probabilité, par exemple 0,95 , pour l'IC considéré. Je remercie mon collègue Hubert Raymondaud pour m'avoir aiguillé sur cette piste ;-)

Détermination des IC sur l'échantillon étudié puis d'intervalles de confiance "bootstrap" avec R

On peut ensuite représenter graphiquement les distributions des IC obtenues par rééchantillonnage :

• soit pour une plante en particulier : 

Histogramme des IC Ronce avec R

• soit pour comparer les valeurs concernant les plantes les plus présentes avec les valeurs concernant l'ensemble des points de mesure :

Boîtes à moustaches des distributions de différents IC

Cette technique de Bootstrap permet, lorsqu'une loi de probabilité est difficile à déterminer de connaître expérimentalement sa distribution.
Les auteurs de l'étude ont pris un autre point de vue : celui de déterminer la loi de la variable aléatoire X qui à chaque échantillon associe son IC. Par une approche Bayesienne, ils ont déterminé la loi de X : de type béta.
L'avantage est d'avoir un modèle permettant un calcul direct des intervalles de crédibilité et d'initier un processus récursif, prenant en compte les mesures des années passées, pour affiner le modèle mathématique relatif à l'année suivante.

On peut alors comparer les 2 approches et constater la similitude des résultats obtenus :

Comparatif des résultats obtenus sur les méthodes probabilistes et statistiques

Pour terminer un test sur une des manipulations utilisées dans cette étude : dans l'image active suivante, 4 zones sont matérialisées. Essayez d'associer chacune d'elles au libéllé figurant sur la partie droite qui lui correspond.

comment ouvrir un fichier csv sous QGIS afin de créer une couche de points ?

Étude de quelques trajets d'oiseaux
(en cours de finalisation)

En partant d'un fichier de type tableur, mis à notre disposition par M Vincent TERNOIS, contenant les informations relevés par les bagueurs du réseau CRBPO, nous avons reconstitué les trajets des oiseaux identifiés à partir de leur numéro de bague.

Au départ, les informations contenues dans le fichier, nous permettent de localiser les endroits en lesquels les oiseaux ont été pris ou repris.

Il s'est agit, alors, d'une part de créer effectivement ces points dont on avait les coordonnées puis de reconstituer, en se basant sur les numéros de bague, les trajets réalisés par les oiseaux.

On a attaché, dans un premier temps, à chaque oiseau, la donnée de son espèce et de la distance parcourue.

Visualisation sur Google Earth

Une fois finalisés, les  travaux permettrons la construction de cartes du type :

avec possibilité d'analyses thématiques sur les espèces par exemple.