Communications 

Réflexion conceptuelle et méthodologique pour la réalisation d’une base de données spatiale et diachronique sur les haies


Session Parcs et espaces naturels
 



Vanessa Demougin
, Stagiaire SIG 2007,
(Parc naturel régional des Boucles de la Seine Normande)

Fabrice Taillefumier, Chargé de mission SIG
(Parc naturel régional des Boucles de la Seine Normande)



 

Mots-clés, logiciels ESRI utilisés et publics visés
 


Mots-clés : haie, paysage, photo-interprétation, système d’information géographique, parcs naturels régionaux, Haute-Normandie

Logiciels ESRI utilisés : ArcEditor 9

Public visé: Tout public

 

Résumé :


Convaincu de l'importance des fonctions écologiques et paysagères des haies et constatant la dégradation du maillage bocager, le Parc naturel régional des Boucles de la Seine Normande (PNRBSN) a engagé une réflexion méthodologique et conceptuelle pour la mise en place d’une base de données spatiale et diachronique sur les haies.
L’objectif est de recenser et de caractériser le réseau de haies du Parc à partir d'un échantillon représentatif du territoire. L’analyse diachronique a été réalisée par photo-interprétation de clichés aériens de 1947 à 2005. Les clichés ont été ortho-rectifiés et assemblés avec un logiciel de traitement d'images. Les analyses spatiales ont été opérées avec les fonctions topologiques d'ArcEditor.
L'étude permet d'établir un premier bilan de l'évolution quantitative et qualitative des haies depuis la fin de la seconde guerre mondiale.


Introduction


Situé en Haute-Normandie, entre Rouen et le Havre, le Parc naturel régional des Boucles de la Seine Normande (PNRBSN) a été créé en 1974. Constitué de 72 communes adhérentes et de 2 villes portes, il couvre 83 000 hectares et est peuplé d'environ 80 000 habitants. Centré sur la vallée de la Seine, ce territoire possède un patrimoine environnemental et culturel riche soumis à de très fortes pressions anthropiques (développement des infrastructures industrielles et de transport, intensification de l'agriculture et extension périurbaine).




Cliquez pour agrandir
Figure 1 : Localisation du Parc naturel régional des Boucles de la Seine Normande

Le Parc réalise actuellement sa 3ème Charte décennale (2001-2011) qui décline localement les 5 grandes missions dévolues à tout Parc Naturel Régional :
– Contribuer à l’aménagement du territoire,
– Contribuer au développement économique, social et culturel et à la qualité de la vie,
– Protéger son patrimoine, notamment par une gestion adaptée des milieux naturels et des paysages,
– Assurer l’accueil, l’éducation et l’information du public,
– Réaliser des actions expérimentales ou exemplaires dans ces domaines.
Ces missions se traduisent concrètement par un ensemble d’actions dans les domaines de l'environnement, du développement économique, de l'aménagement, de l'urbanisme, du paysage et de la culture avec pour double objectif l'enrichissement de la connaissance globale du territoire et la promotion d'un développement durable compatible avec la préservation des patrimoines.
 
Le territoire du Parc est composé de différents paysages plus ou moins bocagers. Tout comme d'autres territoires normands, le linéaire de haies du Parc a considérablement diminué en quelques décennies. Les causes en sont identiques : la modernisation de l'agriculture, le manque d’entretien et l’urbanisation.
L’objet de cette étude est de définir une méthodologie pour quantifier et caractériser l'évolution contemporaine du maillage de haie.

1. Contexte et objectifs de l’étude


Les haies bocagères sont des structures du moyen âge utilisées pour enclore le bétail et comme source de bois de chauffage. Ces structures sont longtemps restées en l'état mais la modernisation contemporaine de l’agriculture a imposé la restructuration, sinon la disparition, du système bocager.
Pourtant les fonctions de la haie et du bocage sont multiples et demeurent essentielles : action contre le ruissellement et l’érosion des sols, effet brise vent ou encore source d’énergie. De plus, l'impact paysager des haies est fort.
Conscient de l'enjeu depuis le début des années 80, le PNRBSN s’est préoccupé du devenir du maillage bocager et a mis en place un service d’aide à la plantation pour les particuliers et les agriculteurs. Toutefois, il restait à réaliser une étude à la fois plus précise et plus synthétique sur l'évolution des haies sur le territoire du Parc, étayée notamment par l'utilisation des bases de données géographiques (BDG) et des SIG.
 
La demande précise du Parc était la réalisation d’un inventaire actualisé du linéaire de haie d’une part et, d’autre part, le suivi de l’évolution du bocage au cours des 50 dernières années.
Cela impliquait :
1) De définir précisément les besoins des différents services du Parc sur la thématique de la haie.
2) De concevoir une base de données géographiques répondant à la problématique et aux besoins exprimés.
3) De réaliser une analyse diachronique depuis la fin de la deuxième guerre mondiale jusqu'à nos jours sur une partie du territoire du PNRBSN.


2. Méthodologie


1. L'échantillonnage communal



Un échantillonnage communal a été réalisé à partir d'une typologie des paysages du Parc où l’importance du bocage n’est pas la même d’un type à l’autre. Six communes représentatives du Parc ont été sélectionnées.



Cliquez pour agrandir
Figure 2 : Carte des entités paysagères du PNRBSN et localisation de l'échantillon communal

2. Choix des dates de l'analyse diachronique



L’analyse diachronique menée à partir des photographies aériennes devait mettre en évidence les changements de situation causés par la modernisation de l'agriculture, l'essor industriel et l'extension urbaine.
Les missions de 1947 et 1973 ont été choisies pour ponctuer cette étude historique. La mission de 1947 est la première campagne photographique de l'IGN disponible sur le territoire et elle permet une observation de la situation de l'immédiat après-guerre. Celle de 1973 met en évidence les changements résultants des Trente Glorieuses.
Enfin, pour répondre aux attentes d’évaluation sur la politique d’aménagement menée par le Parc dans le cadre de sa Charte actuelle, l’étude a également porté sur deux campagnes photographiques de 1999-2000 et 2003-2005.

3. Définition de la haie et caractéristiques



Il s'agissait de trouver une définition pertinente de la haie d’un point de vue qualitatif et quantitatif par les techniques de photo-interprétation.
Ainsi une haie représente un alignement de minimum 3 arbres, d’un linéaire supérieur à 15 m et n’excédant pas 30 à 40 mètres de large.
Un linéaire de haie peut-être morcelé et les trouées ne doivent pas être inférieures à 5 mètres de long.
Enfin une haie est définie comme un linéaire qui n'intersecte pas d’autres linéaires de haies.



Cliquez pour agrandir
Figure 3 : Schéma méthodologique pour la numérotation des haies

La qualité des clichés permet de travailler jusqu'à l'échelle du 1 / 1 000. Chaque haie peut être caractérisée par sa typologie (hauteur, forme et gestion de la haie) et sa longueur est automatiquement calculée.

4. Méthodologie pour la création de la base de données sous ArcGIS



Une méthode de vectorisation a été choisie après plusieurs essais : les tronçons végétalisés et les tronçons de non végétalisés (trouées) sont numérisés sous un même identifiant de haie et la typologie de la haie est renseignée. Le « n_haie » est construit à partir des 5 chiffres du numéro INSEE de la commune vectorisée et du numéro de la haie pouvant aller de 0 à 9999.
La typologie prend en compte les critères de hauteur et d’aspect de la haie. Elle est définie par un chiffre allant de 0 à 4. L’absence de haie est caractérisée sous la forme d’une typologie « 0 ». L’ombre portée est un indicateur permettant d’approcher la hauteur relative de la haie. La morphologie des haies constitue le second critère indicateur de la typologie. D’une manière générale, les haies basses sont entretenues, taillées et donc étroites, cela justifie la typologie 1. A l’inverse, les haies arborées ou arbustives ont une forme irrégulière et une largeur plus importante. Selon l’ombre portée et la largeur de la haie, ce sera une haie arbustive si la hauteur est moyenne (typologie 2) ou une haie arborescente quand la hauteur est plus importante (typologie 3). Les haies de haut-jets ou de têtards sont composées d’arbres dont les houppiers ne sont pas jointifs (typologie 4).


Figure 4a : Haie basse taillée (typologie 1)


Figure 4b : Haie arbustive (typologie 2)


Figure 4c : Haie arborescente (typologie 3)


Figure 4d : Haie haut-jet (typologie 4)


Figure 4e : Haie « têtard » (typologie 4)

5. Réalisation de la base spatialisée et vérification de la topologie



Après la création de la géodatabase « Haie », l’étape de vectorisation est réalisée sous ArcEditor à l’aide du menu « éditeur ». A chaque haie vectorisée, le numéro de la haie est renseigné ainsi que sa typologie.


Figure 5 : Table attributaire de la table "Haie_2005"

Pour valider la base de données, la topologie est vérifiée sous ArcEditor. Dans un premier temps, il faut créer la couche topologique et définir une tolérance de précision. Fixée à 1,5 mètres, la tolérance d’agrégat est suffisamment petite pour ne pas raccrocher deux haies entre elles et suffisamment grande pour permettre de rectifier les erreurs.
Ensuite les six règles suivantes sont appliquées sur la couche pour répondre aux exigences topologiques afin de nettoyer les classes d’entités sur la haie :
– Ne doivent pas se superposer,
– Ne doivent pas être sécantes,
– Ne doivent pas avoir de nœuds pendants,
– Ne doivent pas s’auto-superposer,
– Ne doivent pas être auto-sécantes,
– Doivent être en une partie.
Ainsi, les erreurs peuvent être détectées et l’utilisateur peut, soit accepter la modification, soit classer l’erreur comme une exception pour garder la vectorisation dans son état initial.


3. Résultats et discussion


1. Confrontation des résultats de la base de données avec une vérification sur le terrain



Les paramètres de détermination par photointerprétation ont une limite et la définition des types de haie n'est pas toujours aisée. Une vérification sur le terrain a donc été réalisée pour préciser la marge d'erreur : elle atteint 14 %.
Cela est relativement important dans l’absolue mais normal en regard du contexte de l'étude. En effet, les photographies aériennes datent de 2003 et 2005 alors que la campagne de terrain a été réalisée en 2007. Entre ces deux périodes, la gestion des haies a pu changer, ce qui explique les erreurs du classement typologique, alors que d'autres ont pu être arrachées ou au contraire plantées.


Figure 6 : Différences typologiques entre la photointerprétation (2003-05) et les relevés terrain (2007)

2. Etude diachronique de 1947 à 2005



La base de données "Haies" contient de nombreux paramètres sur l’état de la haie : nombre de haies et linéaire total, morcellement, mode de gestion et état, répartition géographique…
Ainsi, il est possible de suivre l’évolution quantitative des haies au cours des 50 dernières années. Cette étude diachronique historique a été menée sur les deux communes de Conteville et Saint-Maurice-d’Etelan (figure 7).



Cliquez pour agrandir
Figue 7 : Evolution du linéaire et du nombre total de haies entre 1947 et 2005 sur les communes de Conteville et Saint Maurice d’Etelan.

L’évolution depuis 1947 montre de réels changements dans l’organisation du maillage bocager : une chute continue du linéaire de haies jusqu’à la fin des années 1990. La chute est forte pendant la période des Trente Glorieuses. Elle ralentie ensuite. Un faible gain est observé depuis 1999.
Le nombre de haies diminue jusqu’au milieu des années 1970 (voire un peu au-delà ?) et augmente considérablement de façon continue ensuite.
D’après ces résultats, des nouvelles haies sont plantées à partir de 1973 mais leur linéaire est inférieur au linéaire de haies qui disparaît entre 1973 et 1999. Après 1999, l’arrachage des haies et le morcellement doit ralentir puisque le nombre de haies et la longueur totale augmentent. Il faut cependant relativiser cette analyse qui ne repose que sur l’examen de deux communes.

3. Etude de l’évolution du nombre et de la longueur de haies entre 1947 et 2005



Les figures 8 et 9 permettent d'approfondir l'analyse précédente. La discrimination par type de haie permet de rendre compte de la répartition des haies et de leur utilisation.



Cliquez pour agrandir
Figure 8 : Evolution du nombre de haies selon la typologie de 1947 à 2005 sur les communes de Conteville et Saint Maurice d’Etelan

Le nombre de haies arbustives et de haut-jets est quasi-stable de 1947 à 2005. Celui des haies basses taillées augmente considérablement et de façon régulière depuis le début des années 1970. Entre 1973 et 1999, le nombre de haies basses est multiplié par cinq. A l’inverse pour les haies arborescentes, une baisse est constatée jusqu’aux années 1970, suivi d’une légère remontée.



Cliquez pour agrandir
Figure 9 : Evolution du linéaire de haies en mètres selon la typologie de 1947 à 2005 sur les communes de Conteville et Saint-Maurice-d’Etelan

La figure 9 indique une baisse graduelle de 1947 à nos jours du linéaire de haies arborescentes ou mixtes ainsi qu'une hausse du linéaire de haies basses qui passe de quelques centaines de mètres à plus de 20 000 mètres en 50 ans. Pour les haies arbustives et de haut-jets, les résultats sont pratiquement stables sur toute la durée de l’étude.
Ces résultats s'expliquent en partie par le phénomène périurbanisation. Les terres agricoles n’étant plus exploitées sont vendues aux lotisseurs. Un habitat pavillonnaire voit alors le jour à partir des années 1970, créant un nouveau cadre paysager et la multiplication de haies basses.

4. Analyse spatiale diachronique de la commune de Conteville



Réalisée à partir des résultats de la photo-interprétation, la figure 10a localise l'évolution du linéaire de haie de la commune de Conteville entre 1947 et 2005. La figure 10b précise cette évolution. Au final, c'est le remaniement global du maillage bocager qui est interprété.



Cliquez pour agrandir
Figure 10a : Localisation territoriale de l'évolution du linéaire de haie de la commune de Conteville entre 1947 et 2005


Figure 10b : Quantification de l'évolution du linéaire de haie de la commune de Conteville entre 1947 et 2005

De grands linéaires de haies disparaissent dans les zones agricoles et un resserrement du bocage est observé autour du centre de la ville entre 1947 et 2005. Ces résultats démontrent l’existence de grands changements culturels dans la valorisation de la haie avec l’augmentation de haies basses dans les zones pavillonnaires, la baisse des haies arborescentes dues aux remembrements successifs et à l’évolution des systèmes agricoles.


Conclusion


La méthode mise en place présente de nombreux avantages. Le renseignement de la base de données par photo-interprétation se fait rapidement car peu de paramètres sont à enregistrer (numérisation du linéaire, description du type de haie). Cependant, bien choisis, ceux-ci autorisent des analyses variées et pertinentes du maillage bocager. Plus encore, cette méthode est reproductible spatialement et temporellement. Il est donc possible de compléter progressivement la base de données sur les haies du territoire du Parc.
Les données requises à partir de la base de données permettent d’évaluer la densité et l'état du maillage bocager par la comparaison de plusieurs critères sur un territoire ou sur une commune. La base de données "haies" du Parc apporte des informations sur la quantité de haies présentes, sur la qualité, sur le linéaire, le morcellement.
 
Cette méthode demande toutefois une bonne expérience de la photo-interprétation et de ses principes de bases (ombres portées, interprétation des couleurs, des formes, etc.) pour répondre au plus juste aux critères typologiques.
Les vérifications topologiques sont indispensables pour corriger les erreurs produites lors de la création des couches vectorielles. Dans le cas contraire, les croisements multidates seront grevés d'erreurs et inexploitables.
Les différents choix exprimés en début d’étude sont confirmés. La particularité des entités paysagères du Parc montre un maillage bocager différent d'une entité à l'autre propre à leurs caractéristiques, l’échantillonnage réalisé s'est donc avéré judicieux. La confrontation avec les résultats obtenus sur le terrain montre une marge d'erreur relativement importante mais expliquée.
 
Ce sujet s'inscrit dans la démarche des observatoires paysagers initiée par le Ministère de l'environnement, il y a une dizaine d'années. A terme ce projet pourrait être le commencement d'un observatoire rassemblant des données beaucoup plus vastes et complètes sur la haie pour le PNRBSN. Un état des lieux sur la haie, élément important de la structure paysagère et de la biodiversité, permet à mi-parcours de la Charte d'envisager les politiques d'aménagement du territoire futur et d'orienter la prochaine Charte sur les besoins du paysage.


© ESRI France
Accueil - Plénière - Communications - Ateliers - Concours - Partenaires - Contact