Les bases de données marines : un enjeu majeur

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1 Les bases de données marines : un enjeu majeur
Quels sont les besoins? Quelles données sont collectées? Où sont-elles? Comment sont-elles ? Catherine Maillard, IFREMER/TMSI/IDM/SISMER Journées Portes Ouvertes Centre de Brest 21,22 Octobre SISMER Systèmes d’Informations Scientifiques pour la Mer

2 Un besoin croissant d ’information et de données marines
L ’exploitation de la mer Télécommunication - pose de câbles sous-marins Prospection pétrolière off-shore Suivi des pêches Gestion du domaine littoral - le suivi de la qualité des eaux La recherche Changement climatique et prévision océanique Hydrothermalisme profond Génétique et Evolution des espèces marines 2

3 Copyright : COMEX/TOCCO
mise en place par plongeur professionnel d'un connecteur étanche sous-marin 3

4 PECHES MARITIMES. Pêche sardine au chalut pélagique - Port-Vendres
Copyright : IFREMER/BARBAROUX PECHES MARITIMES. Pêche sardine au chalut pélagique - Port-Vendres 4

5 Importance des longues séries de données
La gestion des ressources marines, la surveillance de l’environnement et du changement climatique nécessitent la compilation de longues séries d’observations Oxygène dissous et Sels Nutritifs : leurs modifications peuvent conduire à l’altération de la production primaire, de la biodiversité, libérer des formes toxiques de métaux et développer des pathologies diverses dans les organismes vivants et avoir un effet négatif sur l’aquaculture et la pêche Température et Salinité : sont les indicateurs primaires du changement climatique, également couramment demandés pour l’industrie off-shore (prospection pétrolière, pose de câbles, transmission acoustique) et permettent de calculer les paramètres dérivés comme la densité, la célérité, le courant géostrophique  Il est nécessaire de sauvegarder et d ’assurer un accès aisé à des données compatibles et comparables 5

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8 Importance de l ’accès rapide aux données
La prévision de l ’océan nécessite d ’assimiler des données récentes dans les modèles numériques  Des capteurs et des outils de traitement ont été développés pour diminuer le décalage de temps entre la collecte et la diffusion des données 8

9 Les données marines sont d ’une grande diversité
mesures physiques : température, salinité, courant, vitesse du son, propriétés optiques, houle, niveau de l ’eau/marée, glace de mer .. mesures chimiques minérales et organiques : composants principaux (oxygène dissous, nitrate, phosphate, silicate) et éléments trace (métaux), matière organique dissoute et particulaire (cycle du carbone) mesures biologiques : poissons, phytoplancton, zooplancton, benthos... mesures géologiques et géophysiques : trait de cote, profondeur du fond, gravité, magnétisme, morphologie du fond informations générales : inventaire des campagnes océanographiques, données économiques Organisées différemment selon qu ’elles ont collectées en route, en station, au point fixe, par des flotteurs dérivants Et le plus souvent volumineuses 9

10 Les Sources de données sont multiples
Campagnes océanographiques hauturières et laboratoires scientifiques Campagnes côtières et réseaux d ’observation Systèmes automatiques de collecte « in situ » Satellites océanographiques « télédétection » 10

11 SAR sonar acoustique remorqué par un navire océanographique
Copyright IFREMER SAR sonar acoustique remorqué par un navire océanographique 11

12 Acquisition, traitement et visualisation sur écran des données SAR
Copyright : IFREMER Acquisition, traitement et visualisation sur écran des données SAR en Méditerranée par le logiciel SARIM 12

13 Copyright : IFREMER/DRO-LPO/BRANELLEC
Bathysonde et bouteilles de prélèvement retour de la à bord après un profil vertical à 6000 m de profondeur Campagne CITHER 3, Atlantique Sud Copyright : IFREMER/DRO-LPO/BRANELLEC 13

14 Copyright IFREMER/GOUILLOU
Traitement informatique en mer et en laboratoire, d ’un profil vertical de 6000 m de BATHYSONDE (temperature, salinité, oxygène dissous) 14

15 Copyright : IFREMER/DRO-LPO/LAGADEC
Campagne CAMBIOS 97 , fixation d'un courantomètre sur la ligne de mouillage 15

16 Copyright IFREMER/GALERON
Appareil de mesure in-situ de la consommation d'oxygène, modèle de R. Janke/USA. Sur plage arrière de L'ATALANTE : campagne EUMELI2 16

17 Bouée Marel en Mer d ’Iroise
Copyright : IFREMER/DITI 17

18 Données receuillies par la bouée MAREL en Mer d ’Iroise
Température (°C) Chlorophylle (FFU) 18

19 Provor 19

20 Le Gulf Stream et ses anneaux y sont bien visibles
IMAGE TERMIQUE DE LA SURFACE DE L ’ATLANTIQUE OUEST PRISE PAR UN SATELLITE NOAA Le Gulf Stream et ses anneaux y sont bien visibles 20

21 Traitement des Données Océanographiques
Dans la plus part des cas, les données ne sont pas utilisables directement, mais nécessitent des traitements en laboratoire avant d ’être utilisables traitement informatiques si les enregistrements ne sont pas directement le paramètre cherché traitements chimiques et biologiques des échantillons 21

22 Traitement des échantillons de mesures chimiques au laboratoire du centre de Brest
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23 Coupe Verticale Nord-Sud de Concentration en SILICATE dans l ’Atlantique Sud
Copyright WOCE 23

24 Copyright IFREMER/MURIOT
. Copyright IFREMER/MURIOT Traitement des échantillons de mesures chimiques en salle blanche Laboratoire de Chimie des contaminants (Nantes) 24

25 Copyright : IFREMER/PLAILLY/EURELIOS
Gestion d ’une collection d'organismes marins preleves lors des campagnes oceanographiques et tries au centre de tri biologique (CENTOB) 25

26 A la fin des traitements, les données sont de qualité, mais :
dispersées dans les laboratoires de la communauté scientifiques surs des formats différents sur des supports ou des calculateurs qui ont une durée de vie limitée Une dernière étape d ’archivage est nécessaire si on veut assurer leur accessibilité 26

27 Le réseau des Centres Nationaux de Données IODE
La Commission Océanographique de l ’UNESCO a instauré la création d ’un réseau de Centres Nationaux de Données Océanographiques (CNDO) et de Centres Mondiaux En France, le CNDO est le service SISMER de l ’IFREMER 27

28 Au Centre d ’Archivage, les données reçues des diverses sources sont vérifiées, sauvegardées, cataloguées et diffusées MICROBIOLOGY INSTRUMENTS MOORINGS CTD SEA CRUISES W W W ftp cassettes fichier données Fichier SAUVEGARDE SERVEUR BDR NUTRIENTS Formulaires Meta-Données Collecte Formatage QC DIFFUSION 28

29 Données disponibles au SISMER
Information générale, Inventaires Catalogue des Campagnes Océanographiques (ROSCOP) Inventaire des Données marines (EDMED) Banque Nationale de Géophysique Marine Banque Nationale de Physique et Chimie Marines Données Temps réel de l ’océanographie opérationnelle Données de référence acquises auprès d ’autres centres de données Données de 10 programmes nationaux et internationaux dont 6 programmes européens MAST Toutes les données acquises ne sont pas archivées : Les données archivées systématiquement sont les données de base les plus utilisées par l ’ensemble de la communauté Elles sont pour la plupart échangées internationalement dans le réseau IODE 29

30 Plus de 4500 résumés de campagne
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31 Banque Nationale de Géophysique Marine
bathymétrie Verticale : 340 campagnes bathymétrie multifaisceaux : 268 campagnes gravimétrie : 202 campagnes magnétisme : 245 campagnes imagerie : 38 campagnes Projets associés : DORSALES 31

32 Banque Nationale de Physique et Chimie Marines
CTD Profils Bouteilles Courantomètres Thermistances Projets associés MAST/MEDAR-MEDATLAS MAST/MATER MAST/OCTOPUS 32

33 Centre mondial de données de subsurface - Données temps réel de l ’océanographie opérationnelle
profils de température de 1985 à 2000 un contrôle de qualité automatique et visuel une interface d’accès aux données sur WWW Projets associés : CORIOLIS ARGO MAST/MFSPP 33

34 Centre de Données Temps Réel Coriolis
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35 ASSURANCE QUALITE Il est important d’assurer la cohérence et la comparabilités de données issues de différentes sources Pour chaque type de donnnées, utilisation de format unique, unités du système international Catalogues, Meta-data : Base de données ORACLE ASCII autodescriptif (MEDATLAS) NetCDF Contrôles de qualité automatiques et visuels assistés par systèmes experts : QC0 : contrôle du format et de la complétude de l’information QC1 : Contrôle de la position et de la date QC2 : Contrôle des valeurs d’observation Résultat : indicateurs de qualité, action du fournisseur ou élimination Références : Normes internationales CIEM-Marine Data Management working Group (CIEM) UNESCO/COI/IODE : International Oceanographic Data & Information Exchange 35

36 QC1 : Contrôle de la position et de la date - Profils Verticaux
Contrôles visuels Contrôles Résultats automatiques Flag Q Doublon E Date/heure E ou Vitesse du navire E ou Position/côte E ou Profondeur du fond (/ETOPO5) E= Elimination 36

37 QC1 : Contrôle de la position et de la date - Séries Temporelles
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38 QC2 : Contrôle des points de mesure
Contrôles visuels Contrôles Résultats automatiques Flag Q au moins 2 paramètres E Hors limites régionales (valeurs min & max) pression (temps) croissante Données plus profonde que le fond Coherence avec les climatologies (LEVITUS, MODB, MEDATLAS, REYNAUD) Profil constant Pic Stabilité verticale E= Elimination 38

39 DIFFUSION DES DONNEES Information générale :
environ 200 connexions par jour sur le serveur WWW environ 100 réponse à des question diverses par an Diffusion de jeux de données : environ 200 par an publication de Cdrom pour les données de projet 39

40 La gestion des données fait appel à de la technologie informatique avancée : SGBDR et interfaces
Outils d ’extraction Interface d ’indexation - archivage 40

41 Conclusion : Importance de la gestion de données dans les objectifs scientifiques et industriels et structures à développer L ’exploration et l ’exploitation de la mer nécessitent la collecte et la disponibilité de données de qualité, cohérentes et comparables L ’acquisition des données est issue d ’une chaîne de travaux : réalisation de capteurs collecte en mer traitement en laboratoire archivage avec un « guichet » unique pour la diffusion préparation de données statistiques de synthèse Cette chaine d ’acquisition est coûteuse, mais aucune des phases ne doit être négligée, en particulier l ’archivage La diversité et le volume des données acquises est sans cesse croissant et toutes les données ne sont pas archivées d ’une manière centralisée pour les données de base, des produits de synthèse sont préparés pour accroître la diffusion hors de la communauté scientifique 41

42 Visitez notre site WWW : http://www.ifremer.fr/sismer/
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