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AiPresHume, l'Atlas des Pressions Humaines
AiPresHume est un outil SIG permettant la visualisation de bases de données géographiques ayant trait aux diverses pressions anthropiques qui s'exercent sur un bassin versant. L'application a été développée dans le cadre du programme de recherche interdisciplinaire, le PIREN Seine, elle est ainsi destinée aux chercheurs ainsi qu'aux partenaires du programme. Elle est appliquée actuellement sur le bassin versant de la Seine mais a été conçue pour être opérationnelle sur d'autres bassins et des jeux de données sur les bassins voisins de la Somme et de l'Escaut ont été créés.
 | | Figure 1 : Interface de l'application AiPresHume |
Deux manières de consulter la base de données ont été prévues : la possibilité de générer des cartes thématiques à la volée ainsi que la création de tableaux récapitulatifs basés sur l'agrégation de données à différentes échelles. Par la suite, la fonctionnalité de calcul de bilans d'azote est venue s'ajouter. 1. Jeu de Données |  |  |
|  | Pour que l'application soit complètement fonctionnelle, il est nécessaire de réunir un important jeu de données sur le territoire étudié. Les données utilisées sont très diverses et se présentent sous deux formats différents : des données purement géographiques au format SIG et des données attributaires. Parmi les données attributaires, on trouve des données de recensement de population, agricole, etc., des données directement liées à la géographie des objets telles que la longueur des cours d'eau, la superficie des bassins, etc. ainsi que toute les données de toponymie. Parmi les données géographiques, on trouve les limites administratives, les limites de bassins versants élémentaires, le réseau hydrographique, l'occupation du sol, l'hydrogéologie et d'autres données telles des limites de régions agricoles. En plus du jeu de données minimum nécessaire au fonctionnement de l'application, il est possible d'intégrer d'autres données géographiques dont dispose l'utilisateur. Afin de minimiser le volume de données à fournir à l'application, certains calculs sont soit effectués à la première utilisation puis stockés dans la base de données soit à la volée à chaque utilisation. Le choix a également été fait de conserver les données à leur niveau de précision d'origine. Ceci permet de minimiser les traitements préalables à l'utilisation de l'application, le "format AiPresHume" étant relativement proche de celui d'origine. Par ailleurs, l'application gère des données annuelles mais ne se limite pas à une seule date, la base de données permet de stocker des séries temporelles de données. |
3. Fonctionnalités |  |  |
|  | AiPresHume propose plusieurs grands types de fonctionnalités : une série d'outils classiques pour la consultation de données géographiques, un outil d'interrogation des couches permettant d'agréger un certain nombre d'informations sur une zone sélectionnée, un outil de cartographie thématique et un outil de calcul de bilans d'azote.
3.1. Outils classiques
Ces outils sont indispensables pour la consultation de données géographiques, il s'agit du zoom, de l'affichage d'étiquettes, la recherche dans une table attributaire, l'affichage ou non d'une couche. AiPresHume permet en outre d'importer des couches géographiques qui ne sont pas présentes dans le jeu de données initial.
3.2. Interrogation des couches
La fonctionnalité d'interrogation des couches permet, à partir d'une zone géographique sélectionnée de manière interactive par l'utilisateur, d'obtenir un ensemble d'informations sur : - la superficie, - la population totale ainsi que la population rurale, - l'occupation du sol détaillée sur une dizaine de classes, - l'hydrogéologie détaillée sur une dizaine de classes, - des informations générales sur l'agriculture : SAU, surface drainée, irrigable, nombre d'UGB azote, - la répartition des surfaces cultivées sur une trentaine de classes, - la répartition du cheptel sur une vingtaine de classes et le total d'UGB azote de chaque classe, - des informations sur les industries et les stations d'épurations.
 | | Figure 2 : Informations agrégées sur un bassin versant |
L'ensemble des résultats de ces interrogations peut être exporté dans un format permettant la réutilisation dans un tableur. Ainsi, par exemple l'export de données d'AiPresHume permet d'obtenir très rapidement, via un tableur, le graphique de la figure 3. Il est alors aisé de comparer des bassins versants au travers de chacune des informations fournies par cette fonctionnalité.
 | | Figure 3 : Occupation du sol comparée sur les bassins de la Seine en amont de Poses, de la Marne, de l'Yonne et de l'Aube (généré par AiPresHume, données utilisées : Corine Land Cover 2000) |
3.3. Cartographie thématique
AiPresHume permet à l'utilisateur de réaliser des cartographies thématiques en choisissant le niveau spatial d'agrégation, les classes de représentation et la date. Un certain nombre de thématiques sont prédéfinies par l'application. Il s'agit de : - la densité de population, - les capacités de traitement des stations d'épuration, - la SAU, - la part d'une culture dans la SAU ou la superficie totale de l'objet géographique (une trentaine de cultures sont disponibles), - la densité d'UGB azote par rapport à la SAU, à un culture choisie ou à la superficie totale de l'objet géographique (une vingtaine de catégories de cheptel sont disponibles). Les cartes ainsi produites peuvent être exportées dans un format image.
 | | Figure 4 : Exemple de carte AiPresHume – Part de la culture de betteraves dans la SAU des bassins versants élémentaires de l'Oise amont et l'Aisne en 2000 |
3.4. Bilans d'azote
Sur un territoire et un niveau de discrétisation choisi par l'utilisateur, AiPresHume permet de calculer des bilans d'azote par poste. Les bilans d'azote sont calculés à partir des données de recensement de la population et de recensement agricole ainsi que des données d'occupation du sol et de pratiques agricoles. Un certain nombre de paramètres utilisés dans les calculs sont également stockés dans la base de données et accessibles à l'utilisateur pour modifications éventuelles. Chaque poste est calculé de la manière suivante :
·les déjections des êtres humains : elles se calculent à partir du recensement de la population et d'un coefficient d'azote produit par an et par personne. ·la production du cheptel : pour ce poste sont considérés les productions de viande, d'oeufs et de lait. La production de viande est calculée à partir des effectifs, d'un coefficient de production de viande par espèce et d'un coefficient de teneur en azote de la viande. Les productions de lait et d'oeufs sont calculées à partir d'une quantité de lait et d'oeufs produits et des coefficients de teneur en azote.
·les déjections du cheptel : elles sont calculées à partir des effectifs du cheptel et d'un coefficient de rejet d'azote dans les déjections, par an et par animal. ·la production des cultures : elles sont calculées grâce à la superficie, au rendement annuel et au contenu en azote des produits récoltés de chaque culture, y compris la production estimée des surfaces directement pâturées. · la fixation atmosphérique d'azote par les cultures : elle est calculée à partir des superficies des cultures et d'un coefficient de fixation atmosphérique par unité de surface et par an pour chaque culture.
·la fertilisation azotée minérale des cultures : pour ce calcul on utilise les doses moyennes de fertilisation minérale annuelle appliquées sur les cultures et la superficie des cultures. Les doses moyennes sont définies par culture et par région agricole. ·la fertilisation azotée organique des cultures : elle est calculée avec les doses moyennes de fertilisation organique annuelle appliquées sur les cultures dans chaque petite région agricole, la part des surfaces épandues pour chaque culture de chaque petite région agricole, les surfaces de chaque culture et la part d'azote dans la fertilisation organique.
·la production de la forêt : on considère qu'elle est homogène et elle est calculée grâce à la superficie de la forêt, toutes essences confondues, et à un coefficient de production de biomasse 'azotée par an rapporté à la superficie. · la consommation de la forêt : on considère qu'elle est équivalente à la production d'azote, elle est donc calculée de la même manière. L'utilisateur a le choix du ou des postes qu'il souhaite calculer ainsi que des années. AiPresHume génère alors la table des résultats et l'utilisateur a la possibilité de les cartographier. Les résultats sont visualisables sous forme de cartes ou de tableau. Voici ci-dessous un exemple de carte générée par AiPresHume. On y distingue nettement les zones fortement autotrophes en vert et les zones hétérotrophes en rouge du bassin de la Seine.
 | | Figure 5 : Exemple de bilan d'azote calculé par AiPresHume : rapport de la production d'azote sur la consommation d'azote calculé par bassin versant élémentaire sur le bassin de la Seine |
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