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Modélisation des plaines inondables des
rivières des Prairies et des Mille-Îles à
l’aide d’outils géomatiques open source
Alain Hotte, Chef de projet en géomatique
Communauté métropolitaine de Montréal
Simon mercier, Vice-président, solutions
Mapgears Inc.
Géomatique 2016, 19 octobre 2016
DÉROULEMENT LA COMMUNAUTÉ
HISTORIQUE
LE PROJET
LA MÉTHODOLOGIE
LES OUTILS
DÉMO
CONCLUSION
QUESTIONS
Alain Hotte, Chef de projet en géomatique
Communauté métropolitaine de Montréal
Simon mercier, Vice-président, solutions
Mapgears Inc.
Géomatique 2016, 19 octobre 2016
HISTORIQUE DES ZONES INONDABLES • Première génération (1970…1980)
• Deuxième génération (1990…2000)
• Troisième génération (2010...2020)
• Historique des zones inondables Première génération (1970…1980)
• Cotes de 20 ans et de 100 ans déterminées par des données empiriques suite aux grandes inondations de 1974
• Plans 1:10 000 à partir de courbes de niveau à 0,5 m d’équidistance
• Comité mixte fédéral-provincial
• Principe du «pinceau large»
Historique des zones inondables Deuxième génération (1990…2000)
• Cotes de 20 ans et de 100 ans déterminées par un modèle hydraulique 1D (sections)
• Plans 1:2 000 à partir de courbes de niveau à 0,5 m d’équidistance
• Cartographie plus détaillée, progression vers le numérique et les orthophotos
Historique des zones inondables Troisième génération (2010…2020)
• Cotes de 2 ans de 20 ans et de 100 ans déterminées par un modèle hydraulique 2D (maillage dense d’éléments finis)
• Topographie fine déterminée par levé LiDar aéroporté à haute densité
• Cartographie plus précise et connaissance des zones d’incertitude grâce à la modélisation 3D
LE PROJET Les besoins
• Fournir aux MRC, Municipalités et arrondissements tous les outils géomatiques modernes requis pour une gestion et application éclairée de la règlementation sur les zones inondables.
• Fournir aux propriétaires riverains, aux banques, compagnies d’assurances et arpenteurs-géomètres toutes les informations disponibles afin de leur permettre de bien évaluer les risques.
LE PROJET Les enjeux
• Plusieurs ouvrages hydrauliques et de nombreuses îles affectent les débits et les cotes;
• Les rives sont très artificialisées et densément développées;
• Plus de 1 000 propriétés potentiellement affectées pour un total de plusieurs centaines de millions de valeur foncière;
• Quantité énorme de données à manipuler;
• Communications constantes avec l’ensemble des MRC, municipalités et arrondissements impliquées, tout au long du processus;
• Budget limité et échéanciers serrés.
LE PROJET Les livrables
• Une cartographie SQRC 1 : 2 000 officielle montrant les limites des récurrences de 2 ans, de 20 ans et de 100 ans;
• Les géométries polygonales vectorielles de ces limites;
• La méthodologie utilisée et l’ensemble des données intermédiaires, comme le nuage de points LiDar, le MNT, les MNE_2ans, MNE_20ans, MNE_100ans, etc.
LA MÉTHODOLOGIE Pour la topographie
• Levé LiDar aéroporté à une densité moyenne de 13 points par mètre carré (double balayage à 6,5 pts/m2) avec classification assistée manuellement. Contrôles terrain réalisés par le fournisseur, précision altimétrique observée de l’ordre de 5 cm;
• Doublage des contrôles terrains réalisés par une deuxième firme d’arpenteurs-géomètres (environ 900 points observés par GPS à 2 époques et post-traitement). Confirmation de la précision altimétrique observée de l’ordre de 5 cm;
• Génération de tuiles matricielles de 1 km x 1 km à 25 cm de résolution pour les points au sol (MNT) (16 000 000 pixels par tuile);
LA MÉTHODOLOGIE Pour l’hydrographie
• Collaboration avec l’hydrologue ayant réalisé l’étude hydrologique;
• Utilisation de parcours de rive pour générer un modèle mathématique 3D d’éléments finis (TIN) de la surface théorique de l’eau pour les cotes de crues de 2 ans, de 20 ans et de 100 ans ;
• Génération de tuiles matricielles de 1 km x 1 km à 25 cm de résolution pour chacun des 3 ensembles de cotes de crues (16 000 000 pixels par tuile);
LA MÉTHODOLOGIE Pour les limites des zones inondables
• Différence entre le MNT et le MNE_2ans ou MNE_20ans ou MNE_100ans. Négatif = inondé, 0 = Limite, Positif = Exondé;
• Vérification des possibilités de connections souterraines (ponceaux) pour les zones inondables non connectés à la rivière et nettoyage des pixels isolés;
• Double vérification des limites par algorithme de «flood fill» à partir des sections au centre de la rivière;
• Génération de masques matriciels de 1 km x 1 km à 25 cm de résolution pour chacun des 3 ensembles de cotes de crues (16 000 000 pixels par tuile);
• Vectorisation et lissage des polygones.
LES ÉTAPES
ÉTAPE 1
ACQUISITION
ÉTAPE 2
TRAITEMENTS
ÉTAPE 3
VALIDATIONS
ÉTAPE 4
DIFFUSION
• Validation et
approbation des
plans finaux
• Publication sur site
web
• Feuillets SQRC 1:2000
finaux
• Fichiers vectoriels finaux
• Nettoyage raster
• Lissage des
vecteurs
• Connectivité
• Feuillets SQRC 1:2000
préliminaires
• Orthophoto
• MNT
• Indexation
• Analyses raster
• Vectorisation
• Tuiles de fichiers
techniques
• Imagerie
• Points de contrôles
• Topographie (LiDar)
• Modèle hydraulique
3D (TIN)
TÂCHES
LIVRABLES
• Janvier 2017
• Novembre 2016 à
• Décembre 2016
Août 2016 à
Novembre 2016
Avril 2016 à
Juillet 2016
CALENDRIER
• Données brutes
LES OUTILS Pour les traitements
• Stockage
– Base de données Postgres/Postgis
• Analyse
– Librairies GDAL/OGR et scripts Python
– Librairie PDAL pour le LiDar
• Visualisation
– QGIS
LES OUTILS Pour la diffusion
• Stockage
– Base de données Postgres/Postgis
• Traitement
– Mapserver/mapcache
– Entwine/Greyhound
• Visualisation
– Evouala/potree
Les outils open source Indexation
Fichiers LiDAR
Transformation des fichiers en pyramide de tuiles (7,139,775,980 – 99G)
Traitement entwine
niveau de
généralisation
Les outils open source Serveur pour diffusion web
Serveur Greyhound
http
Diffusion des tuiles de points (streaming)
REST API
Intégration LiDAR dans eVouala Plateforme web
eVouala est une Plateforme web géo-décisionnelle libre-service, simplifiant la collaboration et l’exploitation de données géo-référencées par des utilisateurs non spécialisés
DÉMO
Aide mémoire démo 1- Connexion Greyhound 2- Intégration viewers 3- Carte sur LiDAR 4- Fonctions +++Gestion budget de points, Matériel, Classification,
CONCLUSION
• Les nouvelles technologies et outils géomatiques permettent maintenant de réaliser une modélisation du territoire (topographie) et des phénomènes hydrauliques (cotes d’inondation) s’approchant de la réalité;
• Les outils géomatiques ouverts permettent de systématiser les opérations de stockage, de traitement et de diffusion des informations de façon reproductible, rapidement et économiquement;
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