Analyse de trajectoires d’insectes

Interface personnalisée ArcGis

Manuel d’utilisation :

Réalisé par : Bénédicte Meffre et Vincent Thierion

Février 2006

SOMMAIRE

Etat de marche de l’application............................................................................... - 3 - Détail du fonctionnement de l'application ............................................................... - 4 -

Hawths Tools ...................................................................................................... - 4 -

Phase de préparation des données .................................................................... - 4 -

Intégration des données dans ArcMap ............................................................... - 6 - Présentation des fonctionnalités............................................................................. - 7 -

La barre d’outil ArcGis......................................................................................... - 8 -

Affichage global ................................................................................................. - 9 -

Visualisation des trajectoires............................................................................... - 9 -

Présentation des différents blocs d’application des filtres ............................. - 11 -

Sélection selon l’état...................................................................................... - 11 - Sélection comportementale : ......................................................................... - 11 - Sélection spatiale .......................................................................................... - 12 - Sélection spatiale .......................................................................................... - 13 -

Présentation des différents modes d’affichage.............................................. - 13 -

Exportation de la sélection ................................................................................ - 14 -

Création d’enveloppe convexe.......................................................................... - 15 -

- 2 -

Etat de marche de l’application

Les fonctionnalités présentées ne sont pas toutes au même point dans la

programmation, nous vous proposons de vous indiquer les fonctions qui pour le

moment sont parfaitement opérationnelles :☺ comportant quelques défauts et

celles non programmées : .

☺

☺ Les diagrammes ne sont pas

créés. La détermination des bornes se fait par une fonction d’ArcGis (Statistiques).

Cette fonctionnalité permet de détecter la présence ou non de couples de position dans une trajectoire mais au dela de deux couples les données ne sont pas exploitables.

☺

☺

☺

☺

- 3 -

Détail du fonctionnement de l'application

Le bon fonctionnement de cet outil implique l'installation d'Access Microsoft

Office et d'ArcGis sur le poste de l'utilisateur. De plus le logiciel ArcGis nécessite une

extension nommée Hawths Tools3 téléchargeable gratuitement à partir du site

www.spatialecology.com. Il n'y a pas d'installation particulière concernant l'outil que

nous proposons, il suffit de suivre les opérations suivantes pour l'utiliser.

HHaawwtthhss TToooollss

Ainsi Hawths Tools est une extension pour ArcGis et plus spécifiquement ArcMap qui

met à disposition des outils, non disponible dans la Tool Box (=boite à outil d’ArcGis),

permettant d’effectuer des analyses spatiales dans un contexte d’application

écologique.

Son téléchargement est gratuit et se fait à partir du lien :

http://www.spatialecology.com/htools/download.php , cliquer sur DOWNLOAD

HAWTH'S TOOLS (v3.21) FOR ARCGIS 9.x et enregistrer le dossier sur votre poste.

Décompresser le dossier et exécuter le fichier « htools_setup.exe ». La barre Hawths

Tools s’installe automatiquement dans ArcMap.

Remarque : si ce n’est pas le cas, il est possible de charger la barre d’outil par le

Menu principal : Outil, Personnaliser. La fenêtre personnaliser s’ouvre puis en

cliquant sur Ajouter depuis un fichier, retourner dans le dossier décompressé et

ajouter le fichier HawthsTools3.dll.

Cet utilitaire, présente de nombreuses fonctionnalités dont la description détaillée se

trouve sur http://www.spatialecology.com/htools/tooldesc.php. La fonctionnalité

utilisée ici est contenue dans le sous menu « Animal Movements », il s’agit de

« Create Minimum Convex Polygon ».

PPhhaassee ddee pprrééppaarraattiioonn ddeess ddoonnnnééeess

Pour la première utilisation créer un répertoire nommé Syrphes sous la racine de

votre disque dur : C:/Syrphes/

Placer le module Syrphes.mxd, insectes.mdb et le fichier raster sous le répertoire

C:/Syrphes/ que vous venez de créer.

Remarque : Si l’analyse d’une simulation a déjà été effectuée avec cette application,

- 4 -

il est important de supprimer les deux fichiers « shape » (Points et Trajectoire) de la

base de donnée avant d’accéder à la base de données. Veuillez ouvrir ArcCatalogue

(celui-ci ci est le logiciel permettant de gérer les géodatabase d’ArcMap) et placer

vous sur la géodatabase (qui est la même entité que la base de donnée Access).

Lancer le fichier Access: insecte.mbd. Ce dernier représente le fichier de stockage

des données attributaires et des données géographiques.

A partir de la fenêtre de droite cliquer sur Formulaires et

ouvrez le formulaire accueil

La fenêtre générale de l'outil, présentée ci dessous s'ouvre :

- 5 -

La première étape permet d’intégrer tous les fichiers textes dans la base de

donnée. Le clic sur ce bouton permet d’ouvrir la fenêtre ci-dessous : ( ) le premier

contrôle permet d’insérer d’éventuel commentaires concernant la simulation et le

deuxième contrôle ( ) permet de désigner le répertoire à intégrer

La deuxième étape, par un clic sur ce bouton, permet d’intégrer les fichiers

générés par la simulation. Cette manipulation nécessite d’attendre quelques

secondes (bouton « Fermer » verrouillé).

Revenez sur la page d'accueil

La quatrième étape permet de lancer ArcMap pour effectuer l’analyse spatiale.

IInnttééggrraattiioonn ddeess ddoonnnnééeess ddaannss AArrccMMaapp

A l'ouverture d'Arcmap, cliquer sur « Analyse des Syrphes» dans la barre de

Menu principal puis dans le Menu déroulant « Charger une simulation »

- 6 -

La fenêtre suivante s'ouvre vous permettant de choisir la simulation à charger

( ) dans la liste déroulante. Une fois sélectionnée, la génération des deux couches

se fait tout d’abord par la générations des points ( ) puis ensuite des trajectoires

( ).

Lors de la génération de la couche « Trajectoires », plusieurs champs de

calculs sont créés : le nombre de déplacements effectués par un insecte

(« nb_dep »), la distance totale parcourue (« dist_tot »), la distance moyenne

parcourue (« dist_moy ») et le nombre de couple de position dans chaque

trajectoires (« couple »).

Remarque : Chacune de ces deux opérations prend quelques minutes. Vous pouvez

suivre la progression de la création des deux couches en bas de l’écran à gauche.

Présentation des fonctionnalités

La mise en place de l'interface requiert une participation de tous les

collaborateurs du projet, à savoir le chef de projet pour son expérience, le futur

utilisateur en l'occurrence le thésard et enfin les développeurs (nous-mêmes). Après

un premier audit et en fonction de nos possibilités techniques nous avons proposé

une interface. Ce prototype a fait l'objet de plusieurs discussions qui ont permis

d'aboutir à une version dite « bêta ». La version finale ne peut être validée qu'après

des tests d'utilisation par le véritable utilisateur, cette étape n'a malheureusement

pas pu être effective.

- 7 -

Tout d’abord l’ergonomie de l’application permet de diriger l’utilisateur dans ces

manipulations ceci par des blocage de contrôles ou par des messages de

signalisation d’erreur. Ensuite des messages d’informations apparaissent lorsque

que l’utilisateur place la souris au dessus de certaines fonctionnalités. Ceci afin

d’aider l’utilisateur dans ses démarches.

L’interface présente ensuite un sous Menu « Analyse des Syrphes » déjà abordé

précédemment. Ce dernier ce présente de la façon suivante :

Permet d’intégrer une nouvelle

simulation

Permet l’affichage d’une

fenêtre générale permettant d’effectuer une sélection

Permet de remettre à jour la

visualisation

Permet d’exporter la sélection

dans une table attributaire

Permet de générer des enveloppes convexes

LLaa bbaarrrree dd’’oouuttiill AArrccGGiiss

Certaines fonctionnalités de base concernant la visualisation des données sont

proposées dans la barre d’outil d’ArcGis. Nous avons ajouté une fonctionnalité à

cette barre d’outil. Celle-ci se présente de la manière suivante :

☺

Outil de zoom avant et arrière.

Outil constant de zoom avant et arrière

Se déplacer sur la couche

Vue générale

- 8 -

Retour au cadrage précèdent ou aller au cadrage suivant

Outil de sélection d’entités

Outil de sélection d’éléments

Outil d’identification. Permet d’afficher les données attributaires concernant

l’élément cliqué.

Outil de recherche

Outil de mesure

Outil personnalisé qui permet de faire afficher la

table attributaire correspondant à la sélection

☺ Outil personnalisé d’affichage de la légende :

Cette fenêtre s’affiche en haut à gauche de l’écran et peut

être déplacée à tout moment.

AAffffiicchhaaggee gglloobbaall (( ))

Lors de la création des couches « points » et « trajectoires » une représentation

graphique par défaut est présentée. Le sous menu Affichage global ( ) permet à

tout moment d’afficher toutes les trajectoires ainsi que tous les points. La

représentation graphique des deux couches est faite comme indiqué ci-dessus par la

légende. En ce qui concerne les sélections une analyse thématique est appliquée

automatiquement sur les couches ainsi les insectes morts transits ont une trajectoire

représentée en bleu, les insectes morts d’épuisement ont une trajectoire représentée

en rouge et les insectes vivants à la fin de la simulation ont une trajectoire

représentée en blanc.

Pour certaines sélections les points d’origines sont mis en évidence par un point noir

de diamètre supérieur aux autres points.

VViissuuaalliissaattiioonn ddeess ttrraajjeeccttooiirreess (( ))

Dans une optique de simplification de la programmation et pour éviter la

manipulation et le transfert de données entre différents formulaires, nous avons mis

en place une fenêtre générale d'utilisation ( ) visible ci-après.

Cette fenêtre permet d’effectuer toutes les sélections ( ) proposées par notre outil et

- 9 -

de déterminer le type d’affichage ( ). Cette dernière s’affiche en haut à gauche de

l’écran permettant ainsi d’afficher les sélections instantanément sur l’écran principal à

droite. De plus ces sélections peuvent être croisées et, pour chacune d’entre elles

une option « Pas de sélection » est proposée. Pour visualiser séquentiellement des

sélections sans les croiser, il faut, entre chaque opération revenir au Menu « Analyse

des Syrphes » (accessible même si la fenêtre de sélection est ouverte) et

sélectionner « Affichage global » ( ) qui remettra à zéro la sélection

- 10 -

Présentation des différents blocs d’application des filtres ( )

Sélection selon l’état

Sélection selon l’état des insectes

Ce bloc permet de faire apparaître les trajectoires ainsi que les points d’origine de

chaque insecte en fonction de leur état à la fin de la simulation. Ainsi trois choix sont

proposés et un choix par défaut étant aucune sélection

Sélection comportementale :

Ce bloc possède une caractéristique commune aux trois indicateurs proposés : il

s’agit du bouton « diagramme ». Ce dernier est utilisé si l’utilisateur désire déterminer

les bornes de sélection grâce à un histogramme de répartition des insectes. Ainsi

lorsque vous cliquez sur ce bouton la fenêtre de données attributaire s’ouvre. Il est

possible de modifier sa taille en tirant sur les bords de la fenêtre lorsque celle-ci est

active. Pour obtenir le diagramme de répartition il suffit de faire un clic droit sur un

des champs de la table (le choix du champ est indifférent), le sous menu suivant

apparaît :

Cliquer sur « Statistiques » comme indiquer ci contre

La fenêtre de génération du diagramme s’ouvre :

- 11 -

Cette fonctionnalité n’a pas était programmée et donc n’est pas personnalisé pour

l’étude des trajectoires. Il faut donc sélectionné le champ sur lequel portera le

diagramme dans la liste déroulante ( ). Un tableau de statistiques ( ) est généré

ainsi qu’un histogramme de répartition des individus ( ) en fonction du champ

sélectionné. Les bornes à rentrer dans les contrôles du formulaire de sélection sont

déterminées à partir de l’axe des abscisses.

Remarque : La saisie des valeurs doit se faire dans l’ordre par la borne minimale puis

maximale et l’affichage s’effectue en validant par la touche « Enter » du clavier.

Selon le nombre de déplacement de l’insecte

Cette option permet de faire afficher uniquement les trajectoires des insectes ayant

un nombre de déplacement au court de la simulation compris dans les bornes

rentrées par l’utilisateur.

Selon la distance parcourue.

Cette option permet de faire afficher uniquement les trajectoires des insectes ayant

une distance moyenne ou une distance totale comprise entre les bornes rentrées

manuellement par l’utilisateur.

Selon le couple de position dans une trajectoire

Cette option permet d’afficher uniquement les trajectoires des insectes possédant un

nombre de couple de position, dans leur trajectoires, correspondants aux bornes

rentrées par l’utilisateur. Un couple de position est défini ici comme au moins un aller

retour entre deux positions (Xa,Ya ; Xb,Yb ; Xa,Ya)

Sélection spatiale

Cette option permet d’afficher les trajectoires des insectes ayant soit leur position

initiale, soit leur position finale située dans un type de paysage déterminé par

l’utilisateur à partir de la liste déroulante présentée ci contre

- 12 -

Sélection spatiale

Cette fonctionnalité permet d’effectuer des analyses en fonction du type de

paysage. Ce bouton permet l’ouverture d’une deuxième fenêtre présentée ci-

dessous :

Le premier bloc permet de faire apparaître les trajectoires ayant un couple de type

de paysage sélectionné par l’utilisateur. Il est ainsi possible de déterminer le type de

paysage de départ ( ) et le type de paysage d’arriver ( ). Cette sélection peut être

visualiser en fonction du temps ( ) ou en fonction des individus ( ). Ces deux

derniers boutons entraîne la fermeture de cette fenêtre et permet de revenir à la

fenêtre principale de sélection pour y choisir la valeur du temps ( ) ou l’individu à

afficher ( ).

Le deuxième bloc permet de sélectionner un type de paysage dans la zone de

liste ( ) pour afficher le cumul des position de nuit des insectes ( ). Cette opération

entraîne la fermeture de cette fenêtre.

Présentation des différents modes d’affichage ( )

Les différents modes d’affichage ne s’applique pas à la sélection Ceux-ci présentent

deux options :

Visualisation instantanée.

- 13 -

Ce mode permet d’afficher séquentiellement soit les positions soit les trajectoires à

un temps donnée. Il est aussi possible de saisir un temps dans la zone de texte

correspondante un pas de temps (allant de 0 à 1080) et de faire afficher la trajectoire

ou les positions correspondantes en validant par Entrer.

L’option d’affichage des trajectoires permet d’afficher instantanément la progression

des trajectoires en fonction du temps.

Visualisation individuelle

Ce mode permet d’afficher séquentiellement toutes les trajectoires des individus.

Pour cette visualisation les traits des trajectoires sont épaissis ainsi que les points

d’origines.

EExxppoorrttaattiioonn ddee llaa sséélleeccttiioonn (( ))

Cette fonction s’applique uniquement lorsque des éléments ont été sélectionné

manuellement ou à l’aide de la fenêtre de sélection.

En fonction de l’information désirée il est possible d’exporter soient les données

correspondantes à la couche « Points » soient à la couche « Trajectoire ». Pour cela

lorsque la sélection est faite, fermer la fenêtre de sélection puis sélectionner dans la

fenêtre de table des matières à droite de l’écran la couche contenant les informations

désirées. Les données sont exportées en format .mdb et sont stockées dans le

fichiers placé sous la racine de votre disque dur C:/Syrphes/

Dans le Menu « Analyse des Syrphes » sélectionner « Exporter la sélection », la

fenêtre suivante s’ouvre.

Il suffit de saisir le nom du fichier qui va être créé et valider par OK. La table est

- 14 -

automatiquement affichée dans la fenêtre de table des matières.

CCrrééaattiioonn dd’’eennvveellooppppee ccoonnvveexxee (( ))

Cette fonctionnalité appelle une fonction existante dans l’extension Hawths Tools.

Celle-ci permet de créer le polygone ayant une surface minimale et comprenant tous

les points de la trajectoire. Cette fonctionnalité est utilisée pour calculer la surface

d’une enveloppe convexe pour un individu.

Donc après avoir sélectionner un individu grâce à la barre de défilement des

individus ( ) la sélection de cette fonction entraîne l’ouverture de la fenêtre suivante.

Dans le bloc Input sélectionner la couche « Points » (la seule proposée) dans la liste

déroulante ( ). Puis dans le bloc Output en cliquant sur l’icône choisir le

répertoire C:/Syrphes/ dans lequel sera stocké le fichier de forme contenant le

polygone et nommer cette nouvelle couche (Remarque : donner un nom différent à

chaque nouvelle couche créée). Après avoir valider la couche s’affiche

automatiquement dans la fenêtre de table des matières. La création de la couche

calcule automatiquement la surface du polygone consultable par

Remarque : Les autres fonctionnalités offerte par la fenêtre « Create Minimum

Convex Polygon » sont décrites sur le site internet www.spatialecology.com :

http://www.spatialecology.com/htools/tooldesc.php

- 15 -