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Système d’Information Géographique Chaib Souleyman s.chaib@esi-sba.dz École Sup

Système d’Information Géographique Chaib Souleyman s.chaib@esi-sba.dz École Supérieure en Informatique (Sidi Bel Abbès) October 9, 2019 1 / 33 Chaib Souleyman s.chaib@esi-sba.dz Bibliographie 1 Les Systèmes d’information géographique de J. Denègre, F. Salgé 2 SIG La dimension géographique du système d’information, Henri Pornon,Dunod 3 Geographic Information Systems and Science, P. Longley , M. Goodchild , D.Maguire , D. Rhind, 2005, Wiley 2 / 33 Chaib Souleyman s.chaib@esi-sba.dz Plan de la formation Cours (13 h) Introduction (1 h) Concepts fondamentaux Acquisition de données géographiques (1 h) Source, GPS Analyse de données (3 h) vectorielles raster Visualisation et analyse décisionnelle (2 h) SIG et SGBD (2 h) Modélisation Index spatiaux Architecture Architecture informatique et stockage TP (15 h) 50 % de la note ﬁnale Examen Terminal (2 h) : 50 % de la note ﬁnale 3 / 33 Chaib Souleyman s.chaib@esi-sba.dz Objectifs Après avoir étudié ce module, l’étudiant devrait pouvoir : 1 Connaître le principe des SIG 2 Comprendre la nature et l’importance des données géographiques dans les systèmes d’Information 3 Contrôler et manipuler les données de SIG en utilisant des opérations d’analyse spatiale et de visualisation 4 Identiﬁer les diﬀérentes tâches à réaliser pour exploiter un SIG 5 Caractériser les applications SIG et tenir compte de son impact croissant pour la société de l’information 4 / 33 Chaib Souleyman s.chaib@esi-sba.dz Introduction Qu’est-ce qu’un SIG ? 1 C’est un logeciel informatique permettant d’organiser et de présenter des données alphanumériques spatialement réferencées. 2 Il est basé sur l’association des compétences d’un ou plusieurs thématiciens, d’un système d’information de données cartographiques ou géographiques. 3 Cette technologie allie des opérations telles que : la gestion et l’analyse statistique des bases de données au caractère géographique des cartes La géométrie La visualisation 5 / 33 Chaib Souleyman s.chaib@esi-sba.dz Déﬁnition Système d’information Modélisation gestion stockage extraction données géoréférencées Coordonnées géographiques Présenter « Carte » numérique 2D, 3D, animation présentant des variations temporelles Analyse spatiale systèmes interactifs Entre le logiciel et les utilisateurs d’aide à la décision Répond à un problème de décideurs 6 / 33 Chaib Souleyman s.chaib@esi-sba.dz Introduction Composents majeurs d’un SIG Le matériel : ordinateur, capteur d’acquisition,système de visualisation Les données : carte, statistique, photographie Les logiciels. Les acteurs : informaticiens, thématiciens (géographes, cartographes, urbanistes, environnementalistes... 7 / 33 Chaib Souleyman s.chaib@esi-sba.dz Introduction Un SIG : pour quoi faire ? 80 % des activités gouvernementales sont liées à l’information géographique Travaux publique, gestion des ressources, aménagement du territoire Une partie importante du gouvernement a en charge la gestion de la géographie du territoire Équipement, Écologie, Industrie Les industriels utilisent les SIG dans nombre d’applications Logistique (gestion de ﬂotte, suivie de véhicule) Agriculture Gestion des ressources naturelles Ingénierie, urbanisme Télécommunications Les logiciels. Les acteurs : informaticiens, thématiciens (géographes, cartographes, urbanistes, environnementalistes... 8 / 33 Chaib Souleyman s.chaib@esi-sba.dz Introduction domaine d’application (1) Gestion urbaine Zoning, subdivision planning Gestion des territoires Développement économique. Aménagement urbain Protection civile Suivi des crimes Politique de taxes Environnement Suivi des risques Modélisation des inondations Gestion des bassins versants, forêts, zones aquifères, zones humides.... Suivi des déchets toxiques Protection civile Modélisation de pollution 9 / 33 Chaib Souleyman s.chaib@esi-sba.dz Introduction domaine d’application (2) Politique Redéﬁnition des limites Analyse des résultats d’élection Modèles prédictifs. Ingénierie civile Localisation de lignes souterraines Business Localisation de lignes souterraines Analyse démographique Analyse des ventes , Sélection d’un site, publicité Éducation Occupation des écoles Planiﬁcation de bus Immobiliers Prix des terrains Études d’impact Schéma d’aménagement Santé 10 / 33 Chaib Souleyman s.chaib@esi-sba.dz Introduction Qu’apportent’-ils de plus Système de gestion de base de données (SGBD) contiennent une localisation implicite, mais pas explicite Ville, Département, Centroïde, mais pas réellement des coordonnées géographiques 11 / 33 Chaib Souleyman s.chaib@esi-sba.dz Introduction certaine convergence Géographie principalement concernée par la position de l’homme dans le monde Propose des méthodes d’analyse spatiale Cartographie Chargé de représenter l’information spatiale Les cartes sont la base de l’information dans un SIG Science de la restitution de l’information géographique Traitement d’image Les images aériennes et spatiales sont une source majeure d’information Le traitement d’image permet des processus sophistiqués d’analyse 12 / 33 Chaib Souleyman s.chaib@esi-sba.dz Introduction certaine convergence Géométrie Permet un positionnement de qualité à grande échelle. Géodésie Source de points de contrôle de qualité pour les SIG Le GPS (Global Positioning System) est une technologie peu coûteuse et facile à mettre en œuvre Informatique Représentation graphique Utilisation des SGBD 13 / 33 Chaib Souleyman s.chaib@esi-sba.dz Introduction Le modèle de données L’information est organisée en couches, couvertures ou thèmes Chaque thème représente une même entité géographique. Les informations sont enregistrées en utilisant explicitement leurs coordonnées géographiques L’organisation est basée sur les coordonnées géographiques 14 / 33 Chaib Souleyman s.chaib@esi-sba.dz Introduction Les fonctionnalités : les 5 A Acquisition saisie des informations géographiques sous forme numérique. Archivage gestion de base de données Analyse manipulation et interrogation des données géographiques Aﬃchage mis en forme et visualisation Abstraction représentation du monde réel. (MCD plus quelque notions spéciﬁques aux SIG) 15 / 33 Chaib Souleyman s.chaib@esi-sba.dz Introduction Les fonctionnalités : les 5 A Acquisition saisie des informations géographiques sous forme numérique. Archivage gestion de base de données Analyse manipulation et interrogation des données géographiques Aﬃchage mis en forme et visualisation Abstraction représentation du monde réel. (MCD plus quelque notions spéciﬁques aux SIG) 16 / 33 Chaib Souleyman s.chaib@esi-sba.dz Introduction Quelques fonctionnalités Acquisition de données Images satellites. Trace GPS autres capteurs Préparation & intégration Conversion de format Numérisation et scannage Rectiﬁcation et correction Gestion de données Sélection et déﬁnition / Quelles données modéliser ? Modélisation de données / Quel modèle ? Procédures standard / Création, Gestion, Interrogation, Mise à jour et Suppression Manipulation et analyse Requête spatiale Address matching : géocodage Modélisation du terrain Production et distribution d’information pour l’aide à la décision 17 / 33 Chaib Souleyman s.chaib@esi-sba.dz Introduction SIG Sa composition 18 / 33 Chaib Souleyman s.chaib@esi-sba.dz Introduction Le matériel Les SIG tournent sur tout type de plateforme Linux, Windows, Mac, OS léger (Android,iOS...) Mais aussi Système d’acquisition GPS, Système d’aide à la navigation GPS 19 / 33 Chaib Souleyman s.chaib@esi-sba.dz Introduction Les logiciels Tous les SIG possèdent, aujourd’hui les mêmes fonctionnalités Visualisation, restitution, analyse Accès aux Bases de données Restitution sur le Web Mais aussi Système d’acquisition GPS, Système d’aide à la navigation GPS 20 / 33 Chaib Souleyman s.chaib@esi-sba.dz Introduction Exemple : SGBD Spatiale PostGIS Oracle Spatial Propriété Gestion de grand volume de données Requête spatiale simple Indexation spatiale Pas de visualisation Mais aussi Système d’acquisition GPS, Système d’aide à la navigation GPS 21 / 33 Chaib Souleyman s.chaib@esi-sba.dz Introduction Exemple : Visualisation sur Internet Google Earth Nasa World Wind 22 / 33 Chaib Souleyman s.chaib@esi-sba.dz Introduction Exemple : Cartographie en ligne Grand public Geoportail viaMichelin Mappy 23 / 33 Chaib Souleyman s.chaib@esi-sba.dz Introduction Exemple de SIG "libres" QGIS (Vecteur et Raster) Très complet Beaucoup d’interfaces (GRASS, MapServer, PostgreSQL) GRASS GIS (Geographic Resources Analysis Support System) SIG fonctionnalités raster et depuis peu des fonctionnalités vecteurs MapServer (Serveur Cartographique Internet) publication de carte sur Internet. applications Web, services Web JUMP (plutôt orienté vecteur) application Java Outils d’Analyse gvSIG (Vecteur et Raster) Simple et puissant 24 / 33 Chaib Souleyman s.chaib@esi-sba.dz Introduction Exemple de SIG Commerciaux ArcGIS (ArcInfo, ArcView,...) GeoConcept MapInfo 25 / 33 Chaib Souleyman s.chaib@esi-sba.dz Introduction Les données La plus importante des composantes Elles doivent être en relation avec les tables attributaires via un SGBD Exploitées à travers un SGBD 26 / 33 Chaib Souleyman s.chaib@esi-sba.dz Introduction Les thématiciens Sans thématiciens, les SIG sont inutiles. Ils apportent la valeur ajoutée Ils sont chargés de maintenir le système Ils modélisent leur environnement 27 / 33 Chaib Souleyman s.chaib@esi-sba.dz Introduction En terme de requêtes (1) Localisation Quelle est l’occupation des sols en ce point ? A qui appartient cette parcelle ? 28 / 33 Chaib Souleyman s.chaib@esi-sba.dz Introduction objets sous forme de couches Dans un SIG Objet regroupé par couches Chacune des couches peut alors être visualisée ou traitée séparément Cette gestion par couche oﬀre à l’utilisateur // une plus grande souplesse de manipulation des données 29 / 33 Chaib Souleyman s.chaib@esi-sba.dz Introduction Modélisation des données Avec quoi remplir les diﬀérentes couches composant un SIG ? Modélisation permettant la manipulation eﬃcace d’images, // de cartes, de fonds topographiques Modélisation des objets ou entités géographiques tels que les bâtiments, // les routes, les ﬂeuves, les limites administratives... 30 / 33 Chaib Souleyman s.chaib@esi-sba.dz Introduction Vision Raster du Monde L’espace géographique est représenté par des grilles régulières; à chaque cellule (pixel) de la grille sont associées une ou plusieurs valeurs décrivant les caractéristiques de l’espace. 31 / 33 Chaib Souleyman s.chaib@esi-sba.dz Introduction Vision Vecteur du Monde Les objets de l’espace géographique sont modélisés à l’aide de points, de lignes et de polygones. 32 / 33 Chaib Souleyman s.chaib@esi-sba.dz Introduction les modélisations Vecteur et Raster 33 / 33 Chaib Souleyman s.chaib@esi-sba.dz uploads/Geographie/ 1sig-introduction.pdf