Méthodes d'analyse des données écologiques et biogéographiques

La représentation cartographique 

La diversité des supports cartographiques

Le choix de la maille géographique qui sera utilisée pour l'analyse est cruciale pour l'analyse biogéographqiue quantitative. En effet, les données d'observation sont transmises dans les bases de données dans différents systèmes de coordonnées géographiques ou de localisation.

Traditionnellement, il existe trois systèmes de référence en Belgique pour enregistrer les coordonnées géographiques d'une observation biologique :

• Le système UTM (Universal Transverse Mercator), largement utilisé par les zoologistes, à l'avantage d'être universel. Mis au point par l'armée américaine durant la seconde guerre mondiale, il couvre pratiquement toute la planète. Celle-ci est découpée en fuseau de 6 degrés de large. Le premier fuseau, centré sur 3 degrés à l'est de Greenwich, est le 31U; le fuseau suivant est le 32U, ... Chaque fuseau est découpé en grand carré de 100 * 100 km, nommé par un code de deux lettres qui identifie la position du carré dans un tableau. Ensuite, le découpage est strictement décimal : chaque carré 100*100 km² est divisé en 10*10 carrés de 100 km², nommés par un code de deux chiffres, identifiant leur position dans le carré 100*100 km². Dans un fuseau, une coordonnée UTM précise à 10 km est définie par un code de 4 caractères, 1 km = 6 caractères, 100 m = 8 caractères, ...
• Le système des planches I.G.N. 1/10.000 n'a été utilisé que par les ornithologues pour cartographier les Oiseaux nicheurs de Belgique. Il a l'avantage d'être simple à employer mais n'est pas suffisamment précis (rectangle de 8 km * 10 km) pour les applications récentes des banques de données biogéographiques.
• Le système I.F.B.L. est basé sur le découpage des planches 1/50.000 de l'IGN, qui portent chacune un code de deux caractères identifiant leur position dans un tableau. Chaque planche IGN est à son tour divisée en 8 (horizontalement) * 5 (verticalement) cellules de 4 km de côté. Chacune de ces cellules de 16 km² peut être ensuite divisée en carré kilométrique. Utilisé d'abord par les botanistes pour enregistrer les données de répartition, il n'a que très peu été utilisé pour cartographier d'autres groupes biologiques (amphibiens et reptiles). Il n'est en effet guère simple à utiliser et devrait ne plus être utilisé pour les nouvelles observations.

Outre ces trois systèmes géographiques de référence, on utilise aussi celui des coordonnées Lambert belge qui permettent de localiser très précisément des observations biologiques et ont le grand avantage d'être présente sur toute les éditions récentes des cartes IGN. Par ailleurs, pour les anciennes données on ne dispose généralement que du nom de la localité ou de toponyme où a été réalisée l'observation. Un fichier de référence permet alors d'attribuer à ces données des coordonnées de référence dans les autres systèmes habituellement utilisés.

La diversité des systèmes géographiques utilisés pour le même jeu de données impose de bien réfléchir au choix de la maille géographique qui sera retenue pour résumer l'information. Seddon (1971) présente un excellent exemple de la même distribution, celle du plantain corne de cerf (Plantago coronopus) en Grande-Bretagne, représentée utilisant la grille administrative des Comtés (a) et une grille de carrés de 10 kilomètres de côté (b). Dans le premier cas, l'espèce a l'air d'être très commune alors que le second montre qu'elle occupe presque exclusivement les zones côtières.

Une petite maille donne plus de précisions mais génère aussi de très nombreuses données à traiter puisqu'il faudra comparer chaque maille aux autres. Une maille trop précise soulève aussi le problème de la qualité et de l'exhaustivité de l'échantillonnage : a-t-on réellement effectué des relevés dans toutes les mailles ? Les données transmises sont-elles aussi précises ?

Par ailleurs, une large maille peut gommer ou rendre plus floues des informations précises, voir même montrer que certaines espèces sont cooccurrentes alors qu'en fait elles ne sont jamais localement présentes ensemble.

Une fois la maille adéquate choisie, elle sera désignée par la suite par l'acronyme OGU, c'est-à-dire l'unité géographique opérationnelle ("operational geographical unit"). Par analogie, comme le choix du niveau taxonomique peut aussi être variable on le désignera comme étant l'OTU, c'est-à-dire l'unité taxonomique opérationnelle ("operational taxonomical unit").

Il est parfois nécessaire de corriger ou compléter les cartes pour tenir compte de l'effort d'échantillonnage et lisser les distributions. Il est indispensable d'utiliser pour ce faire une méthode standardisée pour éviter un raisonnement circulaire, c'est-à-dire utiliser des critères qui sont indépendants de la distribution de l'espèce. On peut ainsi remplir les cases vides qui sont voisines d'au moins deux autres cases occupées; ou lisser les distributions en pondérant chaque case vide par le contenu de ces voisines ou encore remplir toutes les cases qui sont situées à une distance inférieure à la distance moyenne entre les cases originales. Ce type d'approche doit toutefois être utilisé avec précaution car cette "génération" d'informations peut conduire à des non-sens biogéographiques.

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