Faune  
   
  Intégration et consultation des données Faune Sauvage
   
  Guillaume DOUKHAN  
  Office National de la Chasse et de la Faune Sauvage
   
 
   
  CONTEXTE

L'Office National de la Chasse et de la Faune Sauvage (O.N.C.F.S.) est l’établissement public en charge de la connaissance de la faune sauvage et de ses habitats, et de la chasse. Cette structure a pour principales missions :
· Surveillance de la faune sauvage et de l’environnement et police de la chasse.
· Appui technique aux administrations, collectivités… pour l’évaluation et la gestion de la faune sauvage.
· Réalisation d’études et de recherches sur la gestion, la restauration et la conservation de la faune sauvage et de ses habitats.

Il est organisé de la manière suivante : différentes Directions Nationales, gérant les aspects recherche, police…, des Délégations Régionales ayant un rôle de coordination et d’appui technique, et des Services Départementaux composés principalement d’agents de terrain réalisant les missions opérationnelles. Le présent projet a pris corps au sein de la Délégation Régionale Midi-Pyrénées de l’O.N.C.F.S., et a donc été appliqué dans les 8 Services Départementaux de la région.

Besoins :
Dans ce cadre, comme dans l’ensemble du champ de la gestion des données environnementales, la demande en information géographique est très forte. En effet, le suivi des observations naturalistes, le suivi précis de populations animales dans le cadre de protocoles, le renseignement permettant de réaliser des opérations de police efficace… sont des informations qui ont un caractère géographique évident et ne peuvent être exploitées efficacement que dans le cadre d’un Système d’Information Géographique.
De plus, toutes ces informations sont par définition des données « terrain », qui doivent être acquises par les agents de l’O.N.C.F.S., sur le terrain.

Moyens :
Compte tenu de la durée d’une formation SIG, du coût des licences logicielles et surtout des données, il était nécessaire pour l’O.N.C.F.S. de trouver une solution permettant une saisie efficace des données terrain sans investissement superflu.
La Délégation Régionale s’est donc doté d’une licence ESRI ArcView8.3© puis 9 sur un poste dédié au SIG afin de posséder un outil professionnel de gestion et de traitement de l’information géographique, permettant de réaliser la gestion de l’ensemble des données régionales, la cartographie et les analyses qui seraient nécessaires.
Dans les Services Départementaux, il était inenvisageable d’installer des licences ArcView© pour des raisons de coût et de formation. De la même manière, une solution Web n’était pas adaptée, sachant que nous souhaitions un produit rapidement opérationnel.

Objectifs :
Les objectifs étaient très concrets : proposer de manière rapide aux agents de la région un outil opérationnel leur permettant de saisir leurs données terrain à partir de la carte IGN au 1:25000 ou à partir de données GPS. De plus, il a rapidement été envisagé d’envoyer en retour aux Services Départementaux leurs données complétées et cartographiées de manière homogène et utilisable afin de leur permettre d’avoir un outil de rendu pour leurs partenaires et un outil de repérage terrain efficace.

Solution retenue :
C’est dans ce contexte que nous avons opté pour l’acquisition du logiciel grand public CartoExploreur© dans les Services Départementaux. Il permet pour un coût très faible, d’obtenir la carte IGN au 1 :25000 verrouillée (le SCAN25©) et un logiciel de saisie de données géoréférencées.
L’acquisition d’une licence ESRI ArcPublisher© a été rapidement réalisée afin de pouvoir offrir le retour souhaité aux Services Départementaux. En effet, cette extension d’ArcGis© permet de publier des cartes verrouillées qui sont ensuite consultables avec des fonctions SIG classiques sur un outil gratuit, ArcReader©.

Il restait alors à concevoir un protocole permettant de faire de CartoExploreur© /ArcView© /ArcPublisher© une chaîne de traitement SIG utilisable et efficace.

PARTIE 1 :

Une Chaîne de traitement complète de l'Information Géographique

Voici le résumé de la chaîne de traitement à mettre en œuvre :

- Saisie des données terrain grâce au couple CartoExploreur©/Excel© dans les Services Départementaux.
- Intégration des données, cartographie, analyse grâce à ArcView 9© à la Délégation Régionale.
- Diffusion et consultation cartographique avec ArcPublisher/ArcReader©.

Saisie des données terrain par les agents de l’O.N.C.F.S. :

Avec les agents de terrain de l’O.N.C.F.S., la première phase du projet a été la définition des outils nécessaires à la saisie et des données à saisir. Il est apparu qu’il était nécessaire de saisir différents types d’information géométrique (points, lignes, polygones), différentes thématiques et sous-thématiques. Au total, il y a trois thématiques et dix-huit sous-thèmes ont été définis pour couvrir l’ensemble des champs intéressant conjointement plusieurs Services Départementaux :

- « Police » : données destinées au renseignement pour de futures opérations ou au bilan des opérations réalisées. Décliné en « postes de tir à colombidés », « établissements d’élevage », « opérations de police judiciaire »…

- « Technique » : données associées au suivi et à la gestion de la faune sauvage. Décliné en « aires de rapaces », « observations de faune sauvage remarquable »…

- « Hors DR » : thématique comprenant les données spécifiques à un département et non intégrées dans la base régionale.

Toutes ces informations sont créées, stockées et structurées grâce au logiciel CartoExploreur 3©. Cet outil stocke les données créées par l’utilisateur dans une base Access. Il permet de structurer les données en répertoires et sous-répertoires grâce à un système de bibliothèques (une bibliothèque pour les points et une bibliothèque pour les tracés). Il permet à un agent non familiarisé avec les SIG de saisir facilement ces informations de terrain sous forme de points ou de zones. L’import de données GPS est également très simple. Le support cartographique, dans le cas de l’O.N.C.F.S., est le SCAN25©.

La limite principale de cet outil est l’impossibilité de stocker des données attributaires. Il a donc été nécessaire d’adjoindre des tableaux de saisie attributaire sous Excel, préremplis avec des listes à choix multiples et des cellules contraintes (en nombre de caractères, en plages de valeurs…). Un tableau Excel est associé à chaque sous-thématique (trois sous-thèmes ne nécessitent pas de tableau), par exemple un tableau « chasse au vol », un tableau « observations de faune remarquable », un tableau « réserves de chasse »… Ces deux pans de la saisie de terrain sont liés par un identifiant commun indiqué pour chaque entité dans la base CartoExploreur© et le tableau Excel correspondant.

Intégration des données terrain dans la base régionale, analyse et cartographie :

Cette étape de la chaîne de traitement est évidemment réalisée par la Délégation Régionale avec le logiciel ArcView9©.
Elle consiste à :
- intégrer les données issues de CartoExploreur© (processus que nous détaillerons ensuite).
- importer et intégrer les données externes issues de partenaires (DIREN, DDAF…).
- structurer les données en geodatabases et renseigner les métadonnées.
- réaliser des cartographies.
- analyser : requêtage attributaire et spatiale, zones tampons, croisements…
- diffuser de l’information.

Le logiciel ArcView© composé de ses trois modules ArcMap, ArcCatalog et ArcToolbox correspondait parfaitement à notre attente puisqu’il propose une interface ergonomique permettant de traiter sans difficulté l’ensemble des opérations souhaitées.

Le module ArcCatalog dédié à la gestion de données permet de réaliser facilement l’intégration des données de nos partenaires (imports de données et reprojections principalement) et les opérations de structuration et renseignement des données.
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 Pour la structuration des données, nous avons choisi d’utiliser des geodatabases, les bases de données géographiques introduites par Esri dans ArcView8© pour des raisons de facilité de gestion, une grande quantité d’information pouvant être stockée et structurée dans une seule base Access. Il a été nécessaire de réaliser deux geodatabases distinctes compte tenu du volume de données et de la fréquence de mise à jour.
La première, R_SITUATION est la base de données de référence (administratif, hydrographie, occupation du sol…) qui n’a pas vocation à être souvent modifiée.
La seconde, R_THEMES est la base contenant les données métiers O.N.C.F.S. Elle est divisée en jeux de classes d’entités, dont deux vont principalement nous intéresser : Police et Technique qui correspondent aux données saisies par les Services Départementaux dans CartoExploreur©
 

 

Le renseignement des données via des fiches de métadonnées est également réalisé dans ArcCatalog. Ce module met à disposition un outil de création de métadonnées assez simple et des mises en page qui correspondaient aux besoins que nous avions en termes de fiches de renseignement.

La mise en page évoluée et les nombreuses analyses possibles grâce à ArcMap et ArcToolbox ont également été un plus important. Nous avons pu réaliser des analyses autour du réseau hydrographique pour une étude sur la loutre par exemple. Au niveau cartographique, cela nous a permis de réaliser des mises en page complexes ; nous allons maintenant détailler ces aspects cartographiques.

Consultation des données mises en forme par les agents de l’O.N.C.F.S. :
   

 

Dans notre cas, la nécessité de disposer de cartes élaborées (gestion des couches affichées, symbologie poussée avec des symboles images ou des transparences, titres, outils de mesure de distance…) était évidente compte tenu du nombre de couches à intégrer dans la cartographie (entre 30 et 50 suivant les services départementaux) et des différents usages de la carte par les agents de terrain de l’O.N.C.F.S. (outil de terrain, outil de rendu synthétique).
 

 

Les caractéristiques des cartes mises en place dans ArcMap et diffusées au travers du couple ArcPublisher9/ArcReader9© sont donc les suivantes :
  · Deux blocs cartographiques : 1 bloc centré sur le département et un encart régional global afin de permettre aux Services Départementaux d’avoir une vue de référence mais les empêcher de réaliser des mises en page sur une portion située hors de leur département.
· Données diverses : données de situation (administratives, hydrographie…), données sur les zonages d’espaces naturels (données DIREN : ZNIEFF, Natura 2000, Parcs, réserves naturelles…), données métiers de l’O.N.C.F.S. (issues de la saisie départementale ou issues d’études régionales ou nationales).
· Symbologie permettant une lisibilité maximale sur le terrain (transparences, symboles grossis à grande échelle…) et des rendus de synthèse satisfaisants.
· Eléments d’habillage standard : Nord, barre d’échelle automatique, logos.
· Titres à choisir : possibilité d’ajouter ou enlever le nom du département, de mettre des sous-titres… grâce à un bloc de données dédié et un système d’étiquetage.
· Légende automatique pour les thématiques spécifiques à l’ONCFS.
· Consultation et recherche de données attributaires grâce à ArcReader9©.
  
 


Nous avons donc rapidement opté pour l’acquisition et la mise en place de ces outils ainsi que la formation des utilisateurs à ArcReader9©.

Ainsi, grâce à cette chaîne de traitement, les données récoltées dans les Services Départementaux puis transmises à la Délégation Régionale peuvent être intégrées dans une base de données centralisée, validée et sécurisée. Elles sont ensuite diffusées aux Services Départementaux en étant complétées et mises en forme, avec la possibilité de disposer de fonctions de consultation SIG haut de gamme.

Nous allons maintenant étudier de plus près l’application à proprement parler : l’intégration des données CartoExploreur©/Excel sous ArcView9©.
   
  PARTIE 2 :

Une application spécifique

Buts de cette application

L’objectif de cette étape était de parvenir de manière automatique à transférer et intégrer les données saisies dans les Services Départementaux dans la base SIG régionale. A partir d’une base CartoExploreur© structurée de manière standard et stockée sous Access et de fichiers Excel préformatés, il fallait donc parvenir à une base de données géoréférencée utilisable facilement sous ArcView©. Dans un premier temps, cette opération a été réalisée manuellement par l’intermédiaire de requêtes et d’exports successifs. Le gros inconvénient de cette solution était son manque de fiabilité compte tenu du nombre important d’opérations à réaliser et la perte de temps qu’elle engendrait (une mise à jour par Service Départemental à réaliser de manière régulière).
Les contraintes étaient les suivantes : l’application en question devait être exploitable sous ArcView8.3© et facilement portable sous ArcView9©. De plus, un utilisateur lambda du SIG devait être capable d’utiliser cet outil sans connaître le code caché derrière cette application et sans connaître de manière approfondie la structure de la base CartoExploreur© et des tableaux Excel. Enfin le format de données utilisé sous ArcView© est la geodatabase.

Conception de l’application

Cette application a donc été développé en VBA avec le modèle objets d’ArcGis©, ArcObjects.
Il était nécessaire de réaliser deux briques logicielles : la première pour récupérer les données d’un Service Départemental, la deuxième brique pour fusionner les données de l’ensemble des Services Départementaux et les intégrer dans la base en production.
Il a été choisi de développer cette application de la manière la plus modulaire possible afin de pouvoir réutiliser les différentes fonctions écrites dans différents contextes et en particulier de pouvoir ouvrir cet outil à des bases autres que la base spécifique de saisie terrain de l’O.N.C.F.S.

Etape préalable : le traitement sous Access

Dans un premier temps, il a été nécessaire de développer sous Access un petit script en VBA afin d’exécuter un certain nombre de requêtes et de traitements sur les tables pour formater la base CartoExploreur© (réorganisation des tables, suppression de champs, calcul d’un champ département…). Les tables finales se présentent de la manière suivante : une table Points contenant comme champs l’identifiant du point, les coordonnées X et Y, la projection utilisée (Lambert2étendu ou WGS84 Lat/Long), le n° de département, le thème du point. Pour les polygones, on a une table contenant chaque sommet, avec l’identifiant du tracé correspondant, le numéro d’ordre du sommet, le n° de département du tracé et son thème.
Dans les fichiers Excel associés, on retrouve l’identifiant du point ou du tracé et différents attributs complémentaires suivant les thèmes (date, espèce, type d’infraction….).

   
  Intégration des données CartoExploreur/Access
  Sous ArcView©, l’outil a été intégré sous forme d’un bouton dans un document .mxd spécifique, dédié au transfert des données.

Dans un premier temps, il est nécessaire de demander à l’utilisateur quel Service Départemental est concerné et quel est le numéro de version annuel de cette mise à jour.

En effet, la première opération réalisée par le programme va être la création d’une géodatabase nommée d’après ces informations qui accueillera toutes les données en cours de transfert.

 

   
    On va ensuite accéder à la base CartoExploreur© qu’on souhaite intégrer dans ArcView©.

La première étape de traitement des données est la création des points : une classe d’entités pour les points en Lambert2 étendu et une classe d’entités pour les points en WGS84. Ensuite, on reprojette la classe d’entités de WGS84 vers Lambert2 étendu et on fusionne les deux pour obtenir une classe d’entités contenant l’ensemble des points de la base CartoExploreur©.

La création des polygones est plus complexe : pour chaque polygone (identifiable grâce à son identifiant), on parcourt l’ensemble des sommets en les triant par numéro d’ordre et on reconstitue le tracé.

   
  La deuxième étape de traitement des données est la création d’une classe d’entités par thème. Pour cela on stocke dans un tableau l’ensemble des thèmes présents dans la base CartoExploreur© formatée. Pour chaque thème, on sélectionne l’ensemble des points ou des tracés correspondants, et on exporte cette sélection dans une nouvelle classe d’entités portant le nom du thème.
   
 
 


Enfin, la dernière étape est la jointure des données géométriques avec les tableaux Excel. Le nom de ces tableaux est codifié en fonction du département et du thème pour permettre un accès automatique. On peut donc réaliser pour chaque thème une jointure automatique sur l’identifiant de chaque point ou polygone avec la ligne du tableau Excel correspondant.

   
  Combinaison des différentes bases de transfert départementales
 
La première étape consiste à demander à l’utilisateur le numéro de version de la mise à jour afin d’aller récupérer toutes les bases départementales correspondant à ce numéro de version.

Ensuite, pour chaque thème, on va combiner l’ensemble des données départementales dans une classe d’entités thématique régionale.


Troisième étape : si l’utilisateur le souhaite, on peut archiver la base de production dans le répertoire d’archives avant de la modifier.

 

 
La dernière étape consiste à remplacer l’ensemble des jeux de classe d’entités Police et Technique de la base R_THEMES par les classes d’entités nouvellement créées.
 
   
 
Au final, grâce à cette application, on obtient une base de données versionnée et mise à jour grâce aux données saisies dans les Services Départementaux, et la possibilité de distribuer une information actualisée aux acteurs de terrain grâce aux outils ArcPublisher© et ArcReader©.


CONCLUSION

Nous avons réalisé un outil fonctionnel pour les agents de terrain de l’O.N.C.F.S. leur permettant de saisir leurs données, de les intégrer dans un SIG professionnel et de les visualiser par la suite sous forme d'un rendu cartographique esthétique, modulable, interrogeable et complet. L’utilisation réfléchie et conjointe des outils CartoExploreur© et ESRI inc. a permis de réaliser une chaîne de traitement efficace permettant de répondre aux besoins réels des agents de terrain.
L’application spécifiquement développée permet à n’importe quel utilisateur du SIG de réaliser l’opération de transfert de données CartoExploreur/Excel en quelques minutes, quelle que soit la taille de la base et le nombre de thèmes utilisés. La réalisation de cette opération, avant son automatisation, prenait plusieurs heures et était source de nombreuses erreurs. De plus, cette application, par son développement modulaire, peut évoluer et être adaptée à d'autres contextes. La liaison étroite entre Access et ArcGIS© a permis dans cette application de réaliser de manière relativement simple l’intégration de données spatiales. VBA/ArcObjects, avec un langage de programmation accessible, donne la possibilité de personnaliser de manière forte des outils ESRI, même pour un non-informaticien. Ainsi, l’application développée pourra être étendue à d’autres structures ayant des besoins similaires. Aujourd’hui elle a été adapté pour permettre l’import dans ArcView© de n’importe quelle base CartoExploreur©. Un module indépendant de jointure automatique pour un thème issu de la saisie terrain entre la feuille Excel et la classe d’entités a également été ajouté.

L’intérêt de cette chaîne de traitement paraît important, même hors du cadre de l’O.N.C.F.S., pour l’ensemble des acteurs travaillant sur des problématiques naturalistes ou autres avec CartoExploreur© et ArcView©. A partir de cette idée, est née la société Clic&Carte©. Elle propose dès à présent des solutions adaptées aux problématiques et aux moyens spécifiques des associations naturalistes et autres acteurs intéressés par ces outils.
 
Liste des abréviations et sigles :


O.N.C.F.S. : Office National de la Chasse et de la Faune Sauvage
S.D. : Service Départemental (de l’ONCFS)
D.R. : Délégation Régionale (de l’ONCFS)
DIREN : Direction Régionale de l’Environnement
D.D.A.F. : Direction Départementale de l’Agriculture et de la Forêt
S.I.G. : Système d’Information Géographique