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Introduction à la géomatique Définition de la géomatique • Le mot "géomatique"

Introduction à la géomatique Définition de la géomatique • Le mot "géomatique" est issu des termes "géographie" et "informatique • Elle consiste à acquérir, stocker, traiter, analyser, modéliser, interpréter, visualiser , gérer et diffuser des données localisées sur un territoire • Multi-disciplinaire (a pproche intégrée environnement et société): données variées sous forme d’empilement de couches : cartes, photos, images satellite, réseau de routes … • La géomatique est utilisée pour répondre à des questions nécessitant une composante spatiale (inventaire des ressources, sélections de sites, réseau de transport, gestion des risques, aménagement et planification, établir des zones tampon …) = prise de décisions Historique du développement de la géomatique 1ère (1914-18) et 2nde (1939-45) Guerres Mondiales • Essor des missions aériennes et dvt des photos aériennes • Vision à plus grandes échelles des territoires Entre les années 1970 et 1980 • Dvt et diffusion de logiciel SIG (ESRI en 1969) • Programmes civils de lancement de satellites (Landsat I 1972) • Démocratisation de l’accès aux données Depuis les années 80 • Croissance du marché des logiciels, développements des applications sur PC, mise en réseau (bases de données distribuées, applications sur Internet de géolocalisation …) Structure et utilité d’un SIG En conservation: identifier où se situent les milieux naturels d’intérêt Données spatiales • L'information géographique est la représentation d'un objet ou d'un phénomène réel ou modélisé, présent, passé ou futur, localisé dans l'espace à un moment donné Géoréférencement : coordonnées X et Y (voire Z altitude) Topologie (forme) : points, lignes, polygones ou matrice Données descriptives/attributaires Systèmes de coordonnées Forme de la terre = datum • Système géographique : Système de représentation de coordonnées basé sur un datum = expression mathématique de la surface (ellipsoïde) visant à minimiser l’erreur par rapport à la surface réelle de la terre (géoïde). Coordonnées = degré-minute-seconde Vidéo • https://www.youtube.com/watch?v=xKGlMp__jog Systèmes de coordonnées Projections • Système projeté : Système de représentation mathématique plane de coordonnées basé sur un ellipsoïde. La projection est la représentation de la totalité ou d’une partie de l’ellipsoïde sur une surface développable = cylindrique ou conique la plupart du temps. Coordonnées = mètres Projection Conique Ex: Lambert conforme (grands territoires) Projection cylindrique Ex: Universal Transverse Mercator (UTM) Autres …. = projection azimutale : pour les pôles Connaitre le système de coordonnées projetées utilisé Données spatiales • L’information géographique est constituée de couches d’information représentant les multiples faces de l’environnement social et physique, c’est l'image du millefeuille • Métadonnées = données sur les données Description et détails sur le jeu de données : origine, date, auteur, détails des codes / abréviations… Permet à d’autres utilisateurs de comprendre et d’utiliser les données (en vue de partager) • Types de données spatiales Vectorielles: points, lignes, polygones Matricielles: pixels (maillage) Modèle vectoriel Points Ligne Polygone Villes, stations d’échantillonnage, arbres Routes, cours d’eau, transects, frontières Pays, province, réserve naturelle, … (dépend de l’échelle de la … bâtiment, zones urbaines, cartographie représentation) d’habitats … Identifiant unique pour chaque entité Tableau de coordonnées X et Y Représente une localisation réelle dans l’espace Un seul type d’objet par shapefile Phénomènes discrets Données vectorielles • Table d’attributs Ligne = une entité Nbre de champs « infinis » : date d’observation, note, expert … Sélection d’entités en fonction de critères de recherche = requêtes (langage SQL) • Requêtes attributaires : area > 50 ha • Requêtes spatiales : polygones/points compris dans une autre couche Données matricielles Matrice de cellules = pixels ! Espace géographique représenté par une grille de cellules de même dimension (=résolution choisie par l’utilisateur ou restreinte par le matériel, moins précis) Valeur numérique = 1 seul attribut par cellule (différent du modèle vectoriel) Représente des phénomènes continus Provient d’images satellites ou données d’élévation, relevés terrains, précipitation … rmnat.org Passage matrice <-> vectoriel Différence vecteur / matrice Points Ligne Polygone Comparaison Matricielle et Vectorielle Vectoriel Matriciel Phénomènes discontinus: cours d’eau, routes, Phénomène continu: élévation, précipitations zonage … Coordonnées x y : point d’observation précis Unité = pixel moins précis 5 x 5, 30 x 30 … d’un phénomène Cartographie: lignes, points, polygones Analyses complexes et modélisation (habitat, agriculture, corridors …) Si carto = utile pour le background (land cover) Outils d’analyse : tampon, clip, … Analyse spatiale : raster calculator, modélisation … Description topologique multiple Une seule caractéristique par couche (sauf images composites) Mise à jour simple (édition) Mise à jour complexe (opération matricielle) Peu adapté aux analyses et simulations Bon pour la modélisation Shapefile: *.shp + données tabulaires *.xls , Raster: *.tif , *.ecw , *.img … *.mdb + fichiers textes *.csv En pratique une combinaison matricielle et vectorielle! • Superposition de données matricielles et vectorielles ! Google satellite = matriciel Réseau routier = vectoriel • Déterminer quelle représentation est plus appropriée en fonction du type de données, de l’échelle (lac = polygones, cours d’eau = polylignes) et des analyses à effectuer ! Acquisition de données spatiales • Levés topographiques : récolte de données existantes sur le terrain (+ mesure des angles dans les deux plans horizontaux et verticaux afin de déterminer une direction, format DXF) • Relevé terrain = GPS (point d’échantillonnage, télémétrie) • Digitalisation : photo-interprétation ou cartes existantes Acquisition de données spatiales • Photos aériennes : obtenues à partir des survols par avion (futur = drônes?!) • Images satellites (LandSat, Ikonos …) = résolution, bandes et longueurs d’ondes (NDVI) • Données administratives : Infolot (cadastre) zonage agricole (CPTAQ) … Où se procurer des données géomatiques ? • Télédétection Fournisseurs d’images gratuites: NASA /USGS, Global Land cover facility, GeoBase / Geogratis, Google Earth, Ministères …. • Couches thématiques Ministères du Québec : réseau hydrologique, Québec administratif, domaines bioclimatiques … • En cherchant sur internet ! Bcp de ressources (vérifier les sources des données) Exemple de données spatiales • Exemples de données spatiales paramètres pour l’évaluation d’un indice de risque à la biodiversité Activités humaines • Accès routier :densité des routes et tailles des routes: autoroute, chemin … • Population : densité de population, changements démographiques à venir, rejets industriels, pollution, cultures agricoles …. Conditions environnementales • Élévation et Végétation : composition en espèces du couvert, densité, surface terrière … • Climat : précipitation, températures, humidité … • Perturbations naturelles: feux, épidémie de tordeuse, chablis … Biodiversité • Espèces en péril • Dynamique des populations : source / puits, succès de reproduction … Analyse d’images Principaux logiciels • ArcGIS Le plus connu  Licence $$$ (2000 à 10 000 $ selon la licence + extensions) Didacticiels et tutoriels complets Potentiel limité pour développer des extensions User-friendly • QGIS Moins connu Open-source Aide assez anarchique (forum, tutoriels …) Mais très grand potentiel pour analyses poussées Moins user-friendly • Ressources en OR : Youtube ! Tutoriels LES DOMAINES D''APPLICATION Les domaines d'application des SIG sont aussi nombreux que variés. Citons cependant :  Tourisme (gestion des infrastructures, itinéraires touristiques)  Marketing (localisation des clients, analyse du site)  Planification urbaine (cadastre, POS, voirie, réseaux assainissement)  Protection civile (gestion et prévention des catastrophes)  Transport (planification des transports urbains, optimisation d'itinéraires)  Hydrologie  Forêt (cartographie pour aménagement, gestion des coupes et sylviculture)  Géologie (prospection minière)  Biologie (études du déplacement des populations animales)  Télecoms (implantation d'antennes pour les téléphones mobiles) QU'EST--CE QUE CELA APPORTE ? o les informations sont stockées de façon claire et définitive o gérer une multiplicité d'informations attributaires sur des objets o comprendre les phénomènes, prévoir les risques (simulations) o établir des cartographies rapides o localiser dans l'espace et dans le temps o réagir rapidement après des évènements ayant un impact sur le territoire o calculer des coûts ou des bénéfices o associer un plus grand nombre de partenaires aux choix d'aménagement o fournir des itinéraires, des plans adaptés uploads/Geographie/ introduction-a-la-geomatique-cour-1 1 .pdf