Environnement / Eau   
   
  Mise en œuvre d'un outil multi-utilisateurs sous ArcGIS, pour la consultation et la gestion des données granulométriques et géologiques du lit de la Loire (BD GRANULO)
   
 


David BAUJON

 
 
  AQUASCOP  
 
 

L'Equipe Pluridisciplinaire Plan Loire Grandeur Nature a souhaité mettre en place, dans le cadre du Système d'Information sur l'Evolution du lit de la Loire (SIEL), un produit nommé "BD GRANULO" centralisant, sous la forme d'une base de données couplée à un SIG, les données granulométriques et géologiques du lit de la Loire et de ses principaux affluents.

Ce projet poursuivait un double objectif :

- Stocker et structurer ces informations (documents papiers et données numériques collectés par l'Equipe Pluridisciplinaire Plan Loire Grandeur Nature) - constitution de la base de données et du SIG.

- Gérer des données (existantes ou futures) et les exploiter dans le cadre d'études géomorphologiques ou sédimentologiques ligériennes - développement d'un outil de gestion/consultation.

L'Equipe Pluridisciplinaire Plan Loire Grandeur Nature a confié à AQUASCOP la réalisation de cette étude.

Notre choix technique s'est ainsi porté sur l'utilisation de la géodatabase personnelle d'ESRI qui offrait des facilités, non seulement dans le couplage base de données-SIG mais également dans les possibilités de développement associées sous ArcGIS.

Nous présenterons ici les fonctionnalités principales de l'outil SIG de gestion/consultation de la BD GRANULO, développé en Visual-Basic et compatible avec les versions 8.3 et 9 d'ArcGIS (extension DLL).

Fonctionnement général de l'application

Après installation de l'extension, l'application est accessible sous ArcMap via une nouvelle barre d'outils à trois icônes.


Barre d'outils de l'application

Le premier icône lance l'outil en mode consultation uniquement, le second en mode gestion (l'accès à ce mode nécessitant un login et un mot de passe). Le troisième icône donne accès aux options de configuration de l'outil.

Les interfaces de l'outil en mode gestion se différencient de celles du mode consultation par une couleur différente et par l'ajout de boutons supplémentaires nécessaires à la modification des données. Les fonctionnalités de consultation sont donc les mêmes en mode gestion.

Deux interfaces principales caractérisent l'outil :

- la première est l'interface de sélection des sites de prélèvements
- la seconde est l'interface de consultation des données sélectionnées


Interface de sélection (en mode gestion)


Interface de consultation (en mode gestion) – onglet GRANULOMETRIE

L'outil fonctionne dans un environnement de travail (".mxd") spécifique. Ce document ArcMap est chargé à chaque ouverture de l'application.
Il contient toutes les couches nécessaires au fonctionnement de l'outil (communes, rivières, masses d'eau souterraines etc.) ainsi qu'une mise en page par défaut. Il est possible d'y ajouter de nouvelles couches afin de le faire évoluer.

L'application est monoposte ou réseau, elle est donc accessible par plusieurs utilisateurs en même temps mais par un seul gestionnaire à la fois.

Ce que permet l'outil

1) La sélection et la gestion des sites de prélèvements (interface de sélection)

En mode consultation ou gestion :

L'interface de sélection dispose d'un module de recherche multi-critères et d'une zone de listes pour afficher les résultats (codes et dates des sites de prélèvements sélectionnés).

Ce module fonctionne avec des sélections itératives et permet ainsi de constituer un jeu de sélection, en ajoutant ou retirant du "panier", les sites répondant aux critères spécifiés. Une fonction avancée permet notamment de sélectionner les sites situés sur une zone géographique (liée à un cours d'eau) délimitée par deux communes. Cette fonctionnalité s'avère intéressante dans la perspective d'études où la zone d'investigation est délimitée par deux communes amont et aval sur un cours d'eau.

L'interface étant "modeless" (les autres applications restent accessibles), l'outil réagit aux événements déclenchés par l'utilisateur. Ainsi les sélections manuelles dans la vue ou via les outils propres d'ArcMap sont possibles (sélections par attributs ou par entités).

En mode gestion :

L'interface dispose de trois boutons supplémentaires qui permettent :

- la saisie d'un nouveau site (utilisation des outils de digitalisation d'ArcMap)
- la suppression d'un site et de toutes ses données associées
- la modification de la position d'un site.

Des croisements géographiques sont effectués pour renseigner automatiquement certaines informations (commune, numéro de la carte IGN au 1/25000, masse d'eau souterraine). Les coordonnées et le point kilométrique (PK) hydrographique sont également calculés automatiquement.

2) La consultation et la gestion des données associées à chaque site

En mode consultation ou gestion :

L'interface de consultation, elle-même "modeless", offre les mêmes possibilités de sélection manuelle ou via les outils d'ArcMap que sous l'interface de sélection.

Deux boutons permettent de faire défiler les sites sélectionnés, les données associées sont alors affichées dans l'interface. Dans la vue, ces sites de couleur turquoise par défaut sous ArcMap, passent un à un à la couleur violette lorsqu'ils sont consultés. De plus, un bouton permet de zoomer directement sur l'entité.

Différents onglets regroupent, par thématique, les informations rattachées au site de prélèvement : données de localisation, données granulométriques et géologiques, origine des données.

De plus, pour chaque onglet, des boutons spécifiques permettent d'afficher divers documents associés aux prélèvements :

- pour l'onglet LOCALISATION : photographie du site
- pour l'onglet GRANULOMETRIE : photographie des granulats, affichage des analyses pétrographiques (tableaux), affichage des analyses granulométriques (courbes et tableaux) de la couche consultée, de toutes les couches du prélèvement ou de toutes les couches sélectionnées (graphique multi-courbes),
- pour l'onglet GEOLOGIE : photographie des granulats et de la carotte, affichage des colonnes litho-stratigraphiques (tableaux)


Affichage de la photographie du site dans l'interface de consultation en mode gestion (onglet "Localisation")


Fenêtre d'affichage (en mode consultation) des analyses granulométriques d'une seule couche (courbe)


Fenêtre d'affichage (en mode gestion) des analyses granulométriques des couches sélectionnées sur trois sites différents (multi-courbes)


Fenêtre d'affichage (en mode consultation) des coupes stratigraphiques (tableaux)

Les fonctionnalités d'exports et d'impressions sont également importantes, elles sont accessibles sur chaque fenêtre d'affichage des données et également au sein d'un module spécifique. En fonction du type de données, il est possible d'exporter au format texte et/ou Excel (avec, par exemple, un tableaux d'analyses granulométriques par feuille de calcul Excel pour les exports multi-courbes).


Module d'exports et d'impressions

Des fonctionnalités avancées permettent d'effectuer des traitements par lots, notamment pour lancer l'impression de chaque courbe d'un prélèvement ou exporter ces courbes au format ".gif".

En mode gestion :

Chaque fenêtre d'affichage des données ou des photographies dispose d'un bouton supplémentaire pour supprimer de la base de données les informations affichées.

De plus, si ces données sont absentes (analyses granulométriques, colonne stratigraphique etc.) l'application permet de les importer à partir d'un fichier texte formaté.

L'interface de consultation est dotée également de nouvelles fonctionnalités propres à la gestion des données. Ainsi, il est possible de modifier les données dans les champs du formulaire, d'ajouter ou supprimer un prélèvement, d'en modifier la date et d'ajouter ou supprimer une couche à ce prélèvement.

Dans le cas de la modification de la rivière associée à un site, le PK hydrographique est recalculé automatiquement, cette information faisant partie intégrante du libellé du site, ce dernier est modifié ainsi que toutes les données associées (noms des photographies etc.)

Points techniques

1) Structure générale de la géodatabase et affichage des sites de prélèvement en fonction du type de données associé (granulométrique et/ou géologique)

La base de données est constituée de 12 tables principales et d'une vingtaine de tables secondaires (référentiels et tables propres au fonctionnement de l'outil).

La table SITES est géoréférencée dans la géodatabase et contient uniquement les données de localisation (cette couche est affichée dans le ".mxd").

A chaque site peut correspondre plusieurs prélèvements réalisés à des dates distinctes, chaque prélèvement pouvant se référer à plusieurs couches (coupe stratigraphique ou analyses granulométriques à différentes profondeurs).

Ainsi, la couche SITES contient des objets ponctuels localisant les sites de prélèvement.

Cependant, il était nécessaire que l'utilisateur puisse visualiser indépendamment les points avec des données géologiques de ceux avec des données granulométriques.

La visualisation de ces données devait donc être différentes dans le projet mxd : il était exclu de créer deux couches indépendantes pour chaque type de données (dans le cas de données granulométriques et géologiques sur un même point, on aurait obtenu des doublons géographiques).

Une seule couche a donc été créée, les ensembles de définition permettant de simuler deux couches différentes dans la vue : SITES GEOL et SITES GRANULO.


Barre d'outils et interface de sélection minimisée de l'application, en mode consultation (couleur beige), au sein de la mise en page personnalisée de l'environnement de travail (".mxd")


2) L'accès "multi-utilisateurs" sans la technologie ArcSDE

L'application fait appel à la géodatabase personnelle BD GRANULO et au ".mxd" spécifique qui peuvent être partagés sur un réseau par plusieurs utilisateurs.

Pour ce faire, lorsque un utilisateur lance l'application de son poste, la géodatabase est copiée depuis le répertoire "source" du réseau vers le répertoire temporaire du poste utilisateur, ainsi que le ".mxd" spécifique (les sources des différentes couches sont redéfinies).

Ainsi, chaque utilisateur travaille sur une copie des données originales (ce qui préserve également la base de données de toute corruption).

Le ".mxd" est alors personnalisable par chaque utilisateur qui peut, à tout moment, rafraîchir ce document avec l'original présent sur le réseau.

La base de données du répertoire temporaire est automatiquement mise à jour au lancement de l'application si une modification a été effectuée par un gestionnaire sur la base de données source située sur le réseau.

Au contraire, un seul gestionnaire à la fois peut se connecter. Dans ce cas, il travaille sur les données sources.

Ces différentes manipulations et requêtes effectuées sur les différentes versions de la géodatabase imposent une gestion rigoureuse dans le programme des ".ldb" générés lors d'un accès à la base ACCESS.

3) Calcul des PK

Pour calculer les PK hydrographiques de chaque site, la technique de la segmentation dynamique est utilisée.
Les polylignes de la couche des rivières ont été converties en polylignes M calibrées, il est alors possible de récupérer la mesure de chaque site correspondant à son point le plus proche sur la rivière.

Cette technique permet également de mettre en œuvre la fonctionnalités de sélection des sites situés sur une zone géographique situées entre deux communes :

1) récupération des coordonnées XY du centroïde des deux communes spécifiées et des points d'intersections entre ces communes et la rivière concernée
2) calcul des PK (valeurs M) pour tous ces points
3) tri pour obtenir les PK max et min
4) requête sur les PK des sites et intersection géographique entre les deux communes et les sites

4) Affichage des données dans les fenêtres

Pour les tableaux et les photographies : création d'un fichier html et chargement de celui-ci dans un objet WebBrowser

Les courbes des analyses granulométriques ne sont pas stockées, elles sont créées à la volée. Elles sont d'abord générées sous Excel puis exportées en ".gif", ce dernier est inséré dans une page html chargée dans le WebBrowser.

Pour les photographies, la fenêtre s'adapte à la taille du ".jpg" importés.


5) Gestion du changement de projection des données

En prévision du passage en LAMBERT93, à chaque ouverture, l'outil compare la projection native de la couche SITES avec la projection inscrite dans les attributs de cette même couche. Si la projection a changé, l'outil recalcule et réalimente les champs X et Y de la couche SITES avec les coordonnées du système natif.


6) L'association des fonds cartographiques

La gestion des fonds cartographiques devait être intégrée dans l'outil.

Il a été préféré, pour afficher les fonds cartographiques, de développer un utilitaire indépendant, plus souple et utilisable en dehors de ce projet (outil FONDS CARTO).

Il permet d'afficher/supprimer des rasters de la vue par un simple clique dans la tuile correspondante d'une grille de référence (cette grille peut-être générée à partir de l'outil disponible sur le site d'ESRI France "PolygonesEmprises").

Deux grilles différentes peuvent être paramétrées, une pour les scan25 et une autre pour les ortho-photos par exemple.

La sélection du premier ou du second icône ouvre la grille, un clique dans une tuile ouvre ou ferme le raster, un menu contextuel permet de refermer la grille.


Barre d'outils de l'utilitaire FONDS CARTO