TP9 – ModelBuilder

L’objectif de ce TP est de se familiariser avec la fonctionnalité “ModelBuilder” d’ArcGIS. Ce langage de modélisation visuel permet de créer, modifier et gérer des modèles d’analyse spatiale. Ces modèles peuvent regrouper les chaînes d’opérations de géotraitement, comme par exemple celles que tu as effectuées lors du TP6 et du TP7.

Puisque ModelBuilder est très utile pour la création, l’exécution et le partage de modèles personnalisés ArcGIS, nous te le recommandons tout particulièrement pour le projet individuel que tu devras faire dans le cadre de ce cours ! Disposer d’un modèle regroupant les opérations de géotraitement facilite également l’identification et la correction d’éventuelles erreurs.

Ce TP n’aurait pas été possible sans les ressources listées ci-dessous :

• TP8 du cours “Géomatique et SIG” de Privat-docent Dr. Marj Tonini
• (Image de couverture) “Les forêts du Jorat” du site du Parc Naturel du Jorat

Tu viens de recevoir un mandat du Canton de Vaud pour effectuer un étude sur les zones les plus sensibles aux feux de forêt dans les districts de Lausanne et de l’Ouest lausannois. Tu dois donc réaliser une carte de la Wildland Urban Interface (WUI), comme c’était le cas dans le TP6, mais cette fois-ci tu vas créer et exécuter une séquence d’outils pour automatiser les processus de géotraitement à l’aide du ModelBuilder.
Les données sont les mêmes que celles du TP6 mais avec quelques modifications, donc nous t’invitons à les re-télécharger depuis le nouveau dossier Data_TP9 situé dans le répertoire OneDrive du cours.

Le dossier contient les données suivantes :

• limites administratives des communes : « Communes.shp »
• limites administratives des districts : « Districts.shp »
• couverture du sol : « LandCover.shp »
• bâtiments : « Buildings.shp »
• routes : « Roads.shp »
• lacs : « Lakes.shp »

Source des géodonnées : Vector200 – CH1903/LV03 (Swisstopo, 2017).

N’oublie pas de décompresser le dossier avant d’utiliser les géodonnées !

2a) Tout d’abord crée un nouveau projet et importe les données contenues dans le dossier Data_TP9 dans la géodatabase de défault (renomme-là “GDB_nom_utilisateur” en utilisant ton propre nom).

Dans la fenêtre “Catalog pane” à droite de ton écran, tu peux trouver la géodatabase ainsi qu’une boîte à outils “toolbox”, grâce à laquelle tu vas créer le modèle (model).

2b) Crée un nouveau modèle dans la boîte d’outils par défault et renomme la boîte d’outil (Toolbox au format .tbx) “TBOX_nom_utilisateur” en utilisant ton propre nom.

2c) Dans les propriétés du modèle, renomme le model “Model80”et vérifie bien que l’option « Store tool with relative path » soit cochée.

Maintenant tu peux commencer à travailler avec les outils de géotraitement pour calculer la WUI.

2d) Pour éditer ton modèle, clique sur “Edit” (pas “Open“).

Tout d’abord, sélectionnons les districts d’intérêts (i.e., Lausanne et Ouest lausannois) à l’aide de l’outil “Select”.

2e) Pour cela, glisse la couche Districts depuis la géodatabase au sein du modèle, et cherche ensuite l’outil Sélectionner (Select) dans l’onglet Tools.

2f) Une fois que l’outil Select apparaît dans le modèle, double clique sur la boîte grise qui porte le nom “Select”, de manière à pouvoir modifier les paramètres d’entrée et de sortie.

2g) Entre la bonne requête pour sélectionner “Lausanne” et l'”ouest lausannois”.

Une brève explication de comment travailler sur Model Builder est donnée dans la GIF ci-dessous :

Pour les prochaines étapes, répétons ce que nous faisons de faire en utilisant les autres outils de géotraitement 🛠️

2h) À l’aide de l’outil “Dissolve“, combine les deux districts en une seule entité.

2i) Ajoute la couche LandCover en la glissant dans ton modèle. Avec Select, selectionne la classe de sol “forêt”(dans ta requête, demande à ce que OBJVAL = Wald).

2j) Une fois la couverture forestière obtenue, découpe les couches Forêt, Buildings, Routes, Communes dans la région d’étude en utilisant l’outil “Clip” plusieurs fois.

Dans la GIF ci-dessous, nous te montrons ce que tu devrais obtenir en fin d’étape 2j :

Buffer sur les bâtiments :

2k) Pour définir l’espace de 150 mètres autour des bâtiments, utilise une Distance de + 75 mètres dans les options et dans le menu Dissolve Type choisis Dissolve all output features into a single feature.

2l) Pour éliminer le polygone qui définit la surface à l’extérieur de la zone densément bâtie, il nous faut créer une deuxième zone tampon à partir de la première, en saisissant cette fois la valeur négative de – 75 mètres dans l’option Distance.

Le résultat te donnera une couche représentant uniquement la Zone urbaine Densément Bâtie (ZDB).

2m) Buffer sur les routes : Puisque 12 mètres correspondent à la largeur totale de chaque route, utilise une distance de 6 mètres (i.e., la moitié de la largeur) pour calculer la zone tampon.

2n) Pour définir l’ensemble de la Zone Urbaine (ZU), agrège les couches correspondants aux infrastructures urbaines avec l’outil “Union” (i.e., il faut agréger la ZDB avec les routes après l’opération buffer effectuée dans le point précédent).

2o) Pour définir l’ensemble de la Zone Périurbaine (ZP), construis une zone tampon de 80 mètres autour de la Zone Urbaine. Cette fois, dans l’option Side Type choisis Exclude the input polygon from buffer, tandis que tu peux garder les autres options identiques que pour la zone urbaine densément bâtie (ZDB).

2p) Enfin, pour créer la WUI, utilise l’outil “Intersect” pour “croiser” la zone périurbaine avec la couche de la surface forestière et nomme la couche de sortie “WUI80”.

Félicitations, ton modèle est prêt ! 🤖

2q) Maintenant, clique sur “Validate” pour contrôler que tout est correct, et après sur “Run” pour exécuter le modèle.

2r) Une fois le modèle exécuté, pour visualiser les couches résultantes, clique droit sur une couche et ajoute la à la visualisation (“add to display“).

À la fin de cet exercice, tu devrais avoir un résultat proche (mais pas identique) de l’example donné ci-dessous :

Après avoir notifié au Canton de Vaud de ton étude, on te demande aussi de définir une nouvelle zone d’interface pour la WUI, mais cette fois-ci en tenant compte d’une distance de 60 mètres autour de la zone urbaine.

L’avantage d’utiliser le Model Builder est qu’il permet d’enregistrer les opérations effectuées précedemment et de pouvoir les modifier après, ou encore de les adapter à d’autres situations selon les objectifs de ton projet. Tu peux ainsi reprendre ton modèle et le modifier sans avoir à tout recommencer 😊

3a) Copie le modèle de départ (“Model80”) dans la boîte à outils et renomme-le “Model60” (afin d’éviter la modification du modèle original).

3b) Clique sur “Edit” et re-calcule la zone périurbaine (ZP), mais cette fois-ci en utilisant une zone tampon de 60 mètres autour de la zone urbaine (ZU). Il te faudra donc changer la valeur de la distance utilisée dans l’outil Buffer entre la ZU et la ZP.

3c) Renomme la couche de sortie “ZP60” et la sortie finale du modèle “WUI60“.

3d) Sauvegarde les modifications. Il n’est pas nécessaire d’exécuter entièrement le modèle à nouveau. Il suffit d’effectuer un clic droit sur Run seulement pour les outils modifiés (Buffer et Intersect).

BRAVO ! Tu as ainsi réalisé ton premier projet à l’aide du ModelBuilder. 🐱‍💻

Présente les résultats de ce TP dans une carte habillée. Passe dans la Layout view et fais une jolie mise en page de ta carte. N’oublie pas d’afficher les éléments essentiels d’habillage cartographique (nom, date, légende, échelle, flèche du nord, bon usage de la palette des couleurs, etc…).

Rappel : la source des géodonnées est Vector200 – CH1903/LV03 (Swisstopo, 2017).

Le rendu devrait être un fichier .pdf contenant les 4 captures d’écrans suivantes :

• Ta geodatabase (GDB_nom_utilisateur, 20% de la note),
• ta Toolbox avec ton modèle (TBOX_nom_utilisateur, 20% de la note),
• la fenêtre d’édition de ton modèle (MODEL_nom_utilisateur, 20% de la note), et
• la carte finale de la WUI habillée (CARTE_nom_utilisateur, 20% de la note) avec titre, légende, échelle, flèche du nord, nom de l’auteur, etc. Tu dois montrer la situation complète dans la zone d’étude (i.e., l’étendue de la forêt et de la zone urbaine, la WUI, les routes).
• Indique sur la carte l’AIRE (en km2) de la WUI avec le Model80 (10% de la note) et le Model60 (10% de la note).