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- RÉPUBLIQUE DU TCHAD MINISTÈRE DE L’AMENAGEMENT DU TERRITOIRE DE L’URBANISME E

- RÉPUBLIQUE DU TCHAD MINISTÈRE DE L’AMENAGEMENT DU TERRITOIRE DE L’URBANISME ET DE L’HABITAT UNION EUROPÉENNE Programme de Système d’Information pour le Développement Rural et l’Aménagement du Territoire (P-SIDRAT) MANUEL DE FORMATION D’INITIATION EN SIG / ARCGIS DES AGENTS DU MATUH, DES MINISTERES ET INSTITUTIONS PARTENAIRE DU P- SIDRAT Par Mme Noubagombé née Kemsol Nagorngar Angéline N’Djamena, Octobre 2011 Page 2 sur 104 Sommaire I. NOTION DE CARTOGRAPHIE ..................................................................................................................................... 5 A. Introduction .......................................................................................................................................................... 6 B. Représentation de la Terre ................................................................................................................................... 7 C. Système géodésique ............................................................................................................................................. 9 D. Coordonnées ....................................................................................................................................................... 10 1. Passage de l'ellipsoïde au plan : les projections cartographiques .................................................................. 11 2. La projection UTM (Universal Transverse Mercator)..................................................................................... 14 E. Echelle d'une carte.............................................................................................................................................. 17 II. GENERALITES SUR LES SYSTEMES D'INFORMATION GEOGRAPHIQUE (SIG)........................................................... 18 A. Définitions ........................................................................................................................................................... 19 B. Types de données dans un SIG ........................................................................................................................... 19 1. Les données spatiales ..................................................................................................................................... 20 2. Les données thématiques ou descriptives...................................................................................................... 21 3. Liens entre les données spatiales et descriptives ........................................................................................... 21 C. Domaine d'application des SIG ........................................................................................................................... 23 III. GENERALITES SUR LA TELEDETECTION SPATIALE ............................................................................................... 24 A. Définition............................................................................................................................................................. 25 B. Acquisition des images........................................................................................................................................ 27 C. Extraction du contenu informatif d'une image................................................................................................... 30 IV. UTILISATION DU GPS ........................................................................................................................................... 33 A. Introduction ........................................................................................................................................................ 34 B. Description des composantes ............................................................................................................................. 34 C. Principe du GPS ................................................................................................................................................... 35 1. Potentiel d'utilisation ...................................................................................................................................... 36 2. Les limites du GPS ........................................................................................................................................... 36 3. Les touches du GPS ......................................................................................................................................... 37 D. Les MENUS DU GPS ............................................................................................................................................. 37 1. La page des satellites ...................................................................................................................................... 38 2. Page position................................................................................................................................................... 38 3. Page de carte................................................................................................................................................... 39 4. Page navigation ............................................................................................................................................... 39 5. Page Menu ...................................................................................................................................................... 40 E. Configuration du GPS .......................................................................................................................................... 42 1. Choix des référentiels ..................................................................................................................................... 42 2. Comment configurer le GPS ............................................................................................................................ 42 Page 3 sur 104 F. Comment marquer votre position actuelle ........................................................................................................ 42 G. Navigation ........................................................................................................................................................... 43 H. Récupération des données GPS .......................................................................................................................... 43 V. PRISE EN MAIN DU LOGICIEL ARCGIS 10................................................................................................................. 44 A. Présentation du logiciel ...................................................................................................................................... 45 1. Présentation de l’interface ArcMap................................................................................................................ 46 2. Présentation de l’interface ArcCatalog ........................................................................................................... 48 3. Présentation de l’interface ArcToolbox .......................................................................................................... 49 4. Le document MXD........................................................................................................................................... 50 B. Gestion des couches ........................................................................................................................................... 52 1. Ouverture et fermeture d’une couche ........................................................................................................... 52 2. Exploration des couches : ArcMap.................................................................................................................. 52 3. Exploration des couches : ArcCatalog ............................................................................................................. 53 4. Affichage des données attributaires à l’écran ................................................................................................ 54 5. Connaître et modifier la projection d’une couche.......................................................................................... 54 C. Acquisition de données géographiques .............................................................................................................. 57 1. Saisie de métadonnées ................................................................................................................................... 57 2. Intégration de données brutes GPS ................................................................................................................ 58 3. Géoréférencement (calage) d'une image raster ............................................................................................ 60 4. Création d’une couche (ArcCatalog) ............................................................................................................... 63 5. Création de champs attributaires ................................................................................................................... 64 6. Création d’objets graphiques (ArcMap).......................................................................................................... 65 7. Modification d’objets graphiques ................................................................................................................... 66 8. Modification d’objets sémantiques ................................................................................................................ 67 9. Calcul d’un champ ........................................................................................................................................... 69 10. Calcul de superficie ..................................................................................................................................... 69 11. Les tables récapitulatives (summarize) ....................................................................................................... 70 12. Les diagrammes .......................................................................................................................................... 72 D. Analyse spatiale .................................................................................................................................................. 74 1. Sélection par attribut (requête attributaire) .................................................................................................. 74 2. Sélection selon emplacement géographique (requête géographique ou spatiale) ....................................... 83 3. Création d'une zone tampon autour d'une entité (BUFFER) .......................................................................... 88 4. Jointure attributaire ........................................................................................................................................ 90 5. Outils d’analyse ............................................................................................................................................... 92 E. Restitution Cartographique ................................................................................................................................ 93 1. Symbologie / affichage simple des unités....................................................................................................... 93 2. Analyse thématique/ Affichage avancé des entités.......................................................................................94 3. Etiquetage des entités ....................................................................................................................................95 4. Mise en page cartographique et habillage de la carte....................................................................................96 S. Exportation de la mise en page.....................................................................................................................103 F. Références bibliographiques.............................................................................................................................104 I. NOTION DE CARTOGRAPHIE : Par LIBAR et ANGELINE A. Introduction La cartographie a pour but la représentation de la terre ou d’une autre planète sous une forme géométrique et graphique grâce à la conception, la préparation et la réalisation de cartes. La cartographie est à la fois une science, un art et une technique. - Science car ses bases sont mathématiques notamment la détermination de la forme et des dimensions de la terre puis la projection de la surface courbe de la terre sur un plan (la carte) et enfin l’établissement de canevas planimétrique et altimétrique. L’enjeu étant la précision. - Art car en tant que mode d’expression graphique la carte doit présenter des qualités esthétique et didactique de sorte à accrocher ou à frapper l’imagination du lecteur. Pour cela sa clarté et sa lisibilité doivent être de rigueur. -Technique car elle nécessite d’amont en aval l’emploi d’instruments et de techniques dont les progrès ont bouleversé toute la filière cartographique (photographie aérienne, satellites, ordinateurs, impression et diffusion etc.) La representation de la terre nécessite un ensemble de techniques et de méthodes synthétisables dans deux branches cartographiques : - Du côté des techniques, on a une cartographie mathématique dont l’objectif est le repérage objectif et précis, mais aussi la mesure des dimensions de la terre. Les domaines suivants permettent de recueillir ce type de données : astronomie, géodésie, océanographie, photogrammétrie, système de projection, télédétection, topométrie, topographie. Cette cartographie permet de mettre au point des cartes générales, des cartes de base. - Du côté des méthodes, on a une cartographie thématique dont l’objectif est la description et l’explication des répartitions spatiales de phénomènes géographiques. Cette cartographie regroupe la géographie physique (biogéographie, géomorphologie, climatologie, etc.) et la géographie humaine (géographie urbaine, rurale, économique, politique, des transports, etc). D’autres domaines tels que le marketing, l’aménagement et les statistiques en font également usage. Cette cartographie permet de mettre en place des cartes spéciales, des cartes thématiques. B. Représentation de la Terre La Terre n’est pas ronde, et sa surface est loin d’être uniforme. En plus d’être aplatie aux pôles, sa forme est constellée d’irrégularités. Le géoïde est l’appellation utilisée pour designer la surface irrégulière du globe terrestre. Géoïde : surface équipotentielle coïncidant avec le "niveau moyen de la mer" et en chaque point perpendiculaire à la direction de la verticale locale. On accole à cette surface, une surface plus régulière : l’ellipsoïde Ellipsoïde :l'ellipsoïde est une surface mathématique coïncidant aussi bien que possible avec le "géoïde" et caractérisée en général par son "demi-grand axe" a et "l'aplatissement" f. C. Système géodésique Un système géodésique (ou datum géodésique) est caractérisé par : • la forme et les dimensions de l'ellipsoïde (définies par a et f) • la position du centre de l'ellipsoïde par rapport au centre de masse de la Terre • l'orientation des axes principaux de l'ellipsoïde par rapport à un système de référence tridimensionnel, lié à la Terre. Un système géodésique ne doit pas être confondu avec un type de projection : il définit une représentation du géoïde terrestre. WGS 84 (World Geodetic System 1984 : Système géodésique mondial, révision de 1984) est le système géodésique associé au GPS ; il s'est rapidement imposé comme une référence pour la cartographie. Les précédentes réalisations étaient : WGS 72 , WGS 64 et WGS 60. D. Coordonnées Il existe différents types de coordonnées pour localiser un point sur la Terre ainsi représentée: • Géographiques : latitude et longitude (valeurs angulaires) • Cartésiennes : exprimées dans un référentiel géocentrique (valeurs métriques) • En projection : représentation cartographique plane (valeurs métriques) Généralement, les coordonnées géocentriques ne servent que d’étape de calcul pour les changements de système géodésique. On exprime aussi les coordonnées géographiques en degrés décimaux. Ex : 10,48° = 10°28’ 48’’ Pour trouver ce résultat, on multiplie 0,48 par 60 : 0,48°X 60 = 28,8’ = 28’ + 0,8’ Or 0,8’ = 0,8 X 60’’ = 48’’, d’où le résultat. Pour passer de 10° 28’ 48’’ à 10, 48°, on fait le c hemin inverse : 48’’ = 48 / 3600 degrés et 28’ = 28 / 60 degrés. Il suffit de sommer les 2 nombres : 48 / 3600 = 0,01333 et 28 / 60 = 0, 46666 0,01333 + 0, 46666 = 0, 47999 C’est ainsi que l’on dit que le tropique du Cancer est à 23,45°ou 23°27’ de latitude nord. 1. Passage de l'ellipsoïde au plan : les projections cartographiques On appelle projection cartographique le système de correspondance entre les coordonnées géographiques et les points du plan de projection. On fait appel à la géométrie et plus couramment aux formules mathématiques pour réaliser ce système de projection. Une projection cartographique implique des altérations au niveau : … des formes … des distances … des directions (ou angles) … des superficies La nature et l’ampleur des altérations varient selon le type de projection et sont régies par une série d’équations particulières. En fonction de ses caractéristiques, chaque projection répond à des usages spécifiques et a été élaborée pour minimiser un type d’altération choisi ou pour respecter un compromis dicté par un usage cartographique déterminé. Il est impossible en utilisant une simple projection, de préserver toutes les propriétés. La plus part du temps, on obtient une distorsion minimale pour une propriété alors que les autres subissent des déformations plus importantes. On retrouve quatre grands types: La projection conforme La projection équivalente La projection équidistante La projection azimutale. a) La projection conforme ... préserve les directions locales et ne déforme pas les angles. Pour les objets de taille réduite, les formes sont préservées. Une ligne d’orientation constante uploads/Geographie/ manuel-arcgis-sidrat.pdf