Rencontre avec Anne Probst (billet 3)

Question 3 : Pouvez nous éclairer sur les processus d’extraction des données à partir des cartes et de structuration de ces données? En quoi cette dernière (métadonnées) permet un partage avec la communauté scientifique mais aussi civile?

Anne Probst : Grâce au soutien financier de l’ADEME, le projet de numérisation a consisté à : (i) scanner et assembler les 64 Cartes au 1/200000ième éditées par le CNRS entre 1946 et 1991, numériser et assembler des cartons botaniques à 1/1 250 000 associés à chaque carte, synthétiser la légende, mettre à jour la couverture ; (ii) améliorer et valider la base de données numériques ainsi créée par croisement avec des bases de données floristiques existantes (EcoPlant, Sophy et relevés IFN) ; (iii) assurer une prospection pour développer et évaluer une méthodologie d’estimation des variables écologiques nécessaires au calcul des charges critiques azotées.

La base de données numérique de la végétation de la France est ainsi composée :

  • Un scan géo-référencé des séries de végétation de chaque carte au 1/200,000 qui est un « testament » de la végétation existant entre les années 1940–1990 selon les zones;
  • Six couverture secondaires géo-référencées et scannées qui correspondent aux différents “cartons” au 1/1 250000 insérés présents sur les cartes papier au 1/200000 (carton de sol, de couverture végétale, d’agriculture, de climat, de végétation potentielle locale) ainsi que 10 couvertures vectorisées qui regroupent les données extraites des encarts botaniques des cartes (principales espèces d’arbres secondaires, aire de distribution de quelques espèces méditerranéennes et le niveau de drainage dans les Landes);
  • Une base de données, vectorisée à partir des 64 cartons botaniques au 1/1 250 000 géo-référencés, de la végétation potentielle harmonisée à l’échelle nationale au 1/1,000,000 avec les données descriptives de végétation de chaque unité cartographique; Les 6 707 polygones numériques ainsi générés ont tout d’abord été renseignés avec leurs intitulés d’origine puis se sont vus attribuer un intitulé issu du 5e niveau de la typologie hiérarchique. Cette couverture a été vérifiée par comparaison avec d’autres cartes disponibles et l’hétérogénéité de la flore de chaque unité a été quantifiée ;
  • Une base de données décrivant 6 niveaux de typologie la végétation potentielle de la France qui peut être jointe à la couverture de la végétation potentielle décrite ci-dessus harmonisée au 5ième niveau (Unités Cartographiques de Végétation, UCV);
  • Une base de données avec les principales métadonnées de chaque feuille de papier au 1/200000 (auteurs, contributeurs, date d’édition, numéro, limites et intitulé des feuilles).

Le processus ayant conduit à établir la carte de végétation potentielle harmonisée à l’échelle nationale a été le suivant.

Chacune des 64 feuilles de la carte de végétation du CNRS a été scannée en 600 Points Par Pouce (ppp) à l’aide d’un scanner A0 à haute définition.

HP_A0_Plotter_7585Bexemple de scanner A0  « HP A0 Plotter 7585B » by Tam at the German language Wikipedia.

La carte sensu stricto et les 6 cartons ont ensuite été découpés, puis géo-référencés et assemblés en sept couvertures matricielles continues sur l’ensemble du territoire métropolitain. Le géo-référencement a été défini en Lambert II étendu à partir de la base de données Carthage (BD Carthage). Chacune des couvertures a été découpée en dalles de 100 x 100 km2 pour la carte et de 200 x 200 km2 pour les cartons. Les feuilles de la carte de végétation de la France ayant été publiées sur une période de 45 ans par une quinzaine d’auteurs-coordinateurs principaux, il existe une évolution dans la typologie utilisée. Notamment, pour les feuilles couvrant les zones montagneuses et méditerranéennes, on constate une augmentation du détail des légendes réalisées. Il était donc nécessaire d’homogénéiser les légendes en une typologie nationale qui puisse servir pour renseigner les données attributaires de la base de données à l’échelle nationale. La typologie initiale a été établie à partir de cartes de synthèse indiquant d’une part, les grands types de formation végétale potentielle, et d’autre part, les régions écologiques.

À partir de ce travail initial et des légendes des 64 feuilles de la carte de végétation au 1/200000, une nouvelle version hiérarchique nationale de la typologie a été réalisée. Une typologie simplifiée des séries de végétation a été faite pour quatre zones géographiques, puis elles ont été regroupées et synthétisées pour éliminer les redondances. La typologie a été établie. Cette dernière a ensuite été expertisée par des phytoécologues partenaires. Des informations complémentaires ont été apportées à la typologie hiérarchique pour mieux caractériser le niveau de l’Unité Cartographique de Végétation (UCV). La cohérence des couvertures Système d’Information Géographique (Sig) produites a été vérifiée en comparant ces cartes avec des cartes de végétation existantes au niveau français et européen. Enfin, l’hétérogénéité floristique entre UCV a été évaluée à l’aide d’un indicateur de diversité écologique (indice de Sorensen moyen).

Cette base de données a de nombreuses applications en termes de retombées scientifiques et vis-à-vis de la société civile.

D’un point de vue scientifique, à l’heure actuelle, grâce à sa forme vectorielle, elle peut être croisée à l’échelle nationale avec des cartes d’occupation des sols ou d’autres cartes existantes de variables abiotiques, comme la carte pédologique et permettre ainsi de mettre en relation type de végétation et type de sols par ex. Le croisement de la répartition cartographique entre une végétation et la nature géochimique des matériaux géologiques ou pédologiques permet de vérifier le préférendum d’une série ou d’une végétation secondaire pour un type de substrat, et d’en déduire si d’autres facteurs, comme l’altitude ou le climat par ex., expliquent sa répartition. Un croisement avec des cartes spatialisées météorologiques sont aussi possibles.

 Carte_géologique_du_Morvan.svg

Ex de carte géologique pouvant être comparé aux cartes de végétation grâce au georéférencement (by LeMorvandiau, CC BY-SA 3.0 via Wikimedia Commons)

Comme autre exemple d’utilisation, on peut superposer en 3D un modèle d’altitude avec les données de la carte à l’échelle d’une région, permettant ainsi de déterminer les limites altitudinales supérieures et inférieures des étages de végétation sur cette région.

Enfin, certaines espèces sont supposées caractéristiques d’une région pédo-climatique (ex. l’olivier pour la région méditerranéenne), le croisement de la couverture de l’olivier avec la carte de végétation potentielle harmonisée permet de déterminer le degré de méditerranéicité des unités cartographiques du pourtour méditerranéen. On peut également établir ces indices de méditerranéicité ou de continentalité par ex. à l’échelle nationale en croisant les données de la carte de végétation potentielle avec les milliers de relevés floristiques d’autres bases comme celle de l’IFN ou la base EcoPlant (de J. C. Gégout). Ces données sont de précieux atouts pour évaluer les évolutions de la biodiversité végétale et sa répartition face aux enjeux des changements globaux.

Vis-à-vis de la pollution atmosphérique et de ses impacts, elle permettra d’identifier les zones à écosystèmes les plus sensibles au niveau national. La prédiction des évolutions dans le temps sous l’effet conjoint des dépôts d’azote par ex. et des changements climatiques, et le croisement avec les utilisations du sol actuels et prédits sont essentiels à la gestion durable des milieux. Les données des cartes de végétation peuvent servir de calage de modèles d’évolution des répartitions spatiales de la végétation sou l’effet des changements globaux.

D’un point de vue appliqué, elles fournissent des informations pour caractériser le contexte biogéographique et écologique général dans le cadre d’études naturalistes ou de projets d’aménagement du territoire (par exemple des pré-études pour des typologies de stations forestières, des études d’impacts environnementaux) utilisables par les DRAAF, les DAE, les CBN par ex. ou les bureaux d’études. La carte des séries de végétation peuvent constituer une aide à la reconnaissance des groupements végétaux dans des travaux de cartographie par télédétection ou pour des relevés de terrain. D’autre part, que ce soit au niveau de l’enseignement secondaire ou supérieur, ces différentes cartes numériques constituent un support pédagogique attrayant pour illustrer par exemple le concept d’étagement altitudinal ou les relations entre végétation et variables du sol ou du climat. Cela permet donc de créer de nouveaux supports pédagogiques pour illustrer le contrôle de la végétation par les caractéristiques environnementales.


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