J’ai besoin de données sur la foudre, et il me les faut à la vitesse de l’éclair

Les équipes responsables de la sécurité en matière de ressources naturelles ont besoin de flux en temps quasi réel fiables qui s’intègrent à ArcGIS. En foresterie, la foudre est une préoccupation majeure, car de nombreux incendies et risques de blessures y sont attribuables. À cet effet, il existe des flux de données coûteux disponibles sur le marché. Cependant, le réseau mondial de localisation de la foudre (World Wide Lightning Location Network ou WWLLN) publie un fichier dans un format à base de balises géolocalisées (Keyhole Markup Language ou KML) avec une fenêtre d’une heure qui se met à jour toutes les dix minutes. J’ai construit un bloc-notes ArcGIS convertit ce fichier KML en une couche d’entités temporelles plus stylisée s’actualisant toutes les heures. Aucun contrat de vente n’est nécessaire.

En tant que gestionnaire de la réussite des clients dans le secteur des ressources naturelles, j’entends souvent parler des difficultés rencontrées pour trouver des flux officiels et disponibles en continu qui s’intègrent dans les centres d’opérations de sécurité. Il s’agit de flux en direct ou en temps quasi réel fournissant des informations géolocalisées sur les phénomènes qui se produisent dans les zones d’opération sur le terrain et leurs conséquences sur la sûreté et la sécurité du personnel et des actifs. Par le passé, j’ai abordé les flux qui s’intègrent à ArcGIS Dashboards, comme l’étendue des inondations en direct, les prévisions concernant la fumée et les pannes d’électricité.

Pour les entreprises du secteur forestier, les phénomènes météorologiques tels que la foudre peuvent causer d’importants dommages et des pertes considérables, en plus de présenter un risque élevé de feux de forêt. Comme les données sur la foudre sont une demande fréquente de mes clients, j’ai fait des recherches. Il existe des dépôts commerciaux de données sur la foudre, archivées et en direct. Cela dit, j’ai trouvé une source d’information mondiale sur les coups de foudre qui est exploitable directement pour la gestion des interventions d’urgence et de la sécurité.

Le réseau mondial de localisation de la foudre WWLLN est composé de capteurs à très basse fréquence qui surveille les activités liées à la foudre sur toute la planète. Il s’agit d’une collaboration entre l’Université de Washington, l’Université d’Otago et les stations terrestres Earth Networks. Il est possible d’acheter des données d’archives, mais des données WWLLN sont également disponibles en temps semi-réel, par intervalles de dix minutes, à des fins de recherche. Le WWLLN publie également une couche temporelle de six heures continues avec une fenêtre d’une heure sous forme de fichier KML. Voici la couche que nous utiliserons.

Elle est accessible ici.

Cette couche peut être ajoutée directement à la visionneuse de carte web ArcGIS Online en utilisant l’URL sous Add Layer (ajouter une couche) dans la fenêtre ci-dessous :

Le résultat ressemble à ceci :

Carte des données sur la foudre en KMZ avec URL

Le fichier KML nous donne quelques détails sur la foudre. Le titre correspond à la date et à l’heure, et la fenêtre contextuelle indique l’emplacement en latitude et en longitude, le résidu et le coup de foudre détecté :

• Coup de foudre détecté = WWLLN a enregistré et localisé avec succès une décharge. Un bon indicateur de l’intensité de la foudre.

• Résidu = degré de précision de l’emplacement. Plus la valeur est faible, plus la précision est grande.

Si notre but était de visualiser le phénomène, le tour est joué. En KML, il y a toutefois des limites à la symbologie que nous pouvons appliquer, et aucun filtrage temporel n’est possible. Ce que nous pouvons faire, c’est convertir en une couche d’entités avec fonctionnalité complète. Et pour ce faire, on utilise ArcGIS Notebooks, une plateforme web alimentée par Jupyter qui intègre Python à l’analyse spatiale, à la science des données et à l’apprentissage automatique pour automatiser les flux de travaux, gérer les données, visualiser les résultats et créer des applications. Nous l’utilisons afin d’importer des modules Python pour la gestion des données et pour programmer les mises à jour entre la couche source et la couche d’entités. ArcGIS Notebooks est inclus dans ArcGIS Online et disponible en option dans ArcGIS Enterprise.

Nous avons créé un code Python qui lit les fichiers KML et met à jour une couche d’entités avec de nouvelles données toutes les heures. Voici le bloc-notes Python à votre disposition, téléchargeable ici.

Exemple de capture d’écran du bloc-notes

Ce script récupère le KMZ sur la foudre de WWLLN, ouvre le fichier KML, parcourt le dossier de données WWLLN et transforme les points de repère en un tableau ordonné avec latitude, longitude, heures UTC, résidu et nombre de stations. Il construit un identifiant de foudre stable à partir de la latitude, de la longitude et de l’heure, puis publie les points sur ArcGIS Online. Si la couche n’existe pas, il la crée. Si la couche existe, elle est effacée et rechargée par ajouts en lots avec de simples retransmissions pour actualiser les chiffres. L’heure est activée dans le champ UTC pour les curseurs de temps, le nom de la sous-couche est généré et les détails de l’élément sont actualisés afin que le service indique la source, un bref résumé et l’heure de la dernière mise à jour.

Il ne nous reste plus qu’à programmer l’exécution de la tâche toutes les heures pour que notre couche s’actualise en continu. Nous pouvons le faire à partir du bouton Tasks (tâches) dans Notebooks :

Programmation des tâches

Il ne nous reste plus qu’à programmer l’exécution de la tâche toutes les heures pour que notre couche s’actualise en continu. Nous pouvons le faire à partir du bouton Tasks (tâches) dans Notebooks :

Programmation des tâches

Il est toujours possible de vérifier l’état de la tâche pour en confirmer l’exécution ou l’échec :

Afficher les détails des tâches précédemment exécutées

Regardons les détails de l’élément pour la couche d’entités : la description et le résumé s’actualisent avec la dernière mise à jour de la couche.

Détails de l’élément avec fréquence de mise à jour

Maintenant, nous pouvons utiliser la visionneuse de cartes et donner une meilleure symbologie à la couche. Une fois la couche ajoutée à notre visionneuse de cartes, nous avons activé l’heure et le point d’accès afin de voir les coups de foudre dans une fenêtre d’une heure. Pour afficher des informations sur un coup de foudre, il suffit de cliquer sur la zone :

Ajout d’une couche d’entités à la visionneuse de cartes

Si vous n’avez pas accès à un flux disponible sur le marché, servez-vous du KMZ de WWLLN et utilisez un bloc-notes ArcGIS pour créer et mettre à jour une couche d’entités. Ensuite, faites-en une analyse plus approfondie ou intégrez-la dans nos centres de sécurité et d’opérations d’urgence.

Une dernière chose : comme je ne suis pas un codeur, je me suis fié uniquement à M365 Copilot pour créer et affiner tout le code de mon bloc-notes. On dira bien ce qu’on voudra de l’ascension des machines; grâce à l’IA, on a pu accomplir en une heure un travail qui autrement aurait pris une semaine à comprendre (puis une autre semaine à trouver qui peut vraiment le faire).

Ce billet a été écrit en anglais par Nathan Enge et peut être consulté ici.