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Système d´information Géographique Introduction aux SIG Pr. DIABATE KRAMOKO Ann

Système d´information Géographique Introduction aux SIG Pr. DIABATE KRAMOKO Année académique 2019-2020 2 Objectif du cours A ´issue de ce cours, l´étudiant devra d´une part connaitre:  Les disciplines liées aux SIG ;  Les composantes des SIG ;  Quelques domaines d´application ;  La structuration des données du SIG ;  Les modes de représentation ;  Les métadonnées ;  Les formats des données ;  Les familles des SIG. Et d´autre part, il devra pouvoir de façon pratique :  stocker sous forme numérique de gros volumes de données géographiques de manière centralisée et durable ;  afficher et consulter les données sur l’écran ;  superposer plusieurs couches d’information ;  rapprocher des informations de différentes natures (topographique, environnementale, sociale, économique) ;  effectuer des recherches à partir de certains critères (qualitatifs et/ou quantitatifs) ;  actualiser ou de modifier les données sans avoir à recréer un document ;  analyser les données en effectuant par exemple des calculs de surface ou de distance ;  ajouter ou d’extraire des données, de les transformer pour les mettre à disposition d’un prestataire (géomètre, architecte, gestionnaire de réseau) ;  éditer des plans et des cartes à la demande et en grand nombre à des coûts peu élevés. 3 Sommaire Définition du SIG ................................................................................................................................ 5 1. Historique du SIG .......................................................................................................................... 5 2. Principales disciplines à la croisée des SIG .............................................................................. 6 3. Les composantes du SIG ............................................................................................................. 6 4. Fonctionnalités applicatives d’un SIG ........................................................................................ 7 4.1 Abstraction ............................................................................................................................... 8 4.2 Acquisition ................................................................................................................................ 8 4.3 Archivage ................................................................................................................................ 10 4.4 Analyse ................................................................................................................................... 10 4.5 Affichage ................................................................................................................................. 10 5. Les questions auxquelles peut répondre l'information géographique ................................. 10 6. Les domaines d'application ........................................................................................................ 11 7. Structuration de l´information géographique ........................................................................... 12 7.1 L´organisation des données en couches ........................................................................... 12 7.2Modes de représentation de l´information géographique dans un SIG ......................... 15 7.2.1 Le mode vectoriel ........................................................................................................... 14 7.2.2 Le mode matriciel ........................................................................................................... 15 7.2.3Pour ou contre: le conflit du choix vectorielles ou matricielles ................................. 16 7.3 La métadonnée ...................................................................................................................... 17 7.4 La donnée alphanumérique ................................................................................................. 17 7.5 Les « modèles » des SIG ..................................................................................................... 18 8. Formats de données des fichiers SIG ...................................................................................... 20 8.1 Shapefiles / feature classes ................................................................................................. 21 8.2 Geodatabases ....................................................................................................................... 21 8.3 Geotiff ...................................................................................................................................... 22 9. Les quatre familles de Logiciels SIG ........................................................................................ 22 4 8.1 Le navigateur WEB (gamme 1) ........................................................................................... 22 8.2 Les viewers (gamme 2) ........................................................................................................ 22 8.3 Les viewers + (gamme 3)..................................................................................................... 23 8.4 Les logiciels SIG complets (gamme 4) .............................................................................. 23 5 Définition du SIG On trouve des définitions variées pour un SIG dont voici quelques unes : « Un SIG est un système informatique de matériels, de logiciels et de processus, conçu pour permettre la collecte, la gestion, la manipulation et l’affichage de données à référence spatiale en vue de résoudre des problèmes d’aménagement et de gestion » « Un SIG est un outil informatisé capable de créer, transformer, afficher, analyser et stocker de l’information géographique. Il permet d'organiser et de présenter des données alphanumériques spatialement référencées, en vue notamment de produire des plans et cartes ». « Ensemble de données repérées dans l’espace, structuré de façon à pouvoir en extraire commodément des synthèses utiles à la décision » « Un Système d'Information Géographique est un outil informatique permettant d'effectuer des tâches diverses sur des données à références spatiales ». « Système informatique permettant, à partir de diverses sources, de rassembler et d'organiser, de gérer, d'analyser et de combiner, d'élaborer et de présenter des informations localisées géographiquement, contribuant notamment à la gestion de l'espace. (Société française de photogrammétrie et télédétection,1989) » « Un système d'information géographique (SIG) est d'abord, et avant toute chose, un système d'information, et non un simple système de cartographie automatique. Sa caractéristique principale réside dans sa capacité à intégrer, gérer et analyser les données spatiales, et les données qualitatives ou quantitatives correspondantes, pour fournir des informations synthétiques sur un territoire ». 1. Historique du SIG On cite souvent comme première application des SIG l'étude menée avec succès par le docteur John Snow pendant l'épidémie de choléra dans le quartier de Soho à Londres en 1854 : ayant représenté sur un plan la localisation des malades et l'endroit où ils puisaient leur eau, il détermina que c'était l'eau d'un certain puits qui était le foyer de contamination. Le développement des SIG dans la science et l’aménagement du territoire a été permis par l'avancée de la technologie informatique, et encouragé par prise de conscience environnementale et de nouvelles approches scientifiques transdisciplinaires, intégratrices. Depuis les années 1970, notamment depuis le sommet de la Terre à Rio de Janeiro en 1992 qui a généré une demande croissante de cartes présentant l'état de l'environnement et utiles pour mesurer les impacts du développement. L’on distingue trois périodes principales dans l'évolution des SIG : 6  De la fin des années 1950 – au milieu des années 1970 : début de l'informatique, premières cartographies automatiques ;  Du milieu des années 1970 – jusqu’au début des années 1980 : diffusion des outils de cartographie automatique/SIG dans les organismes d'État (armée, cadastre, services topographiques...) ;  Et depuis les années 1980 : croissance du marché des logiciels, développements des applications sur PC, mise en réseau (bases de données distribuées, avec depuis les années 1990, des applications sur Internet) et, une banalisation de l'usage de l’information géographique (cartographie sur Internet, calcul d'itinéraires routiers, utilisation d'outils embarqués liés au GPS...). 2. Principales disciplines à la croisée des SIG Figure 1 : Disciplines liées au SIG 3. Les composantes du SIG On parlait au départ de quatre composantes pour le SIG : Figure 2 : Composantes du SIG sans les méthodes 7  Le matériel informatique : Les SIG fonctionnent grâce aux ordinateurs et périphériques connectés entre eux ou non et permettant aux utilisateurs d'avoir toutes les fonctionnalités des SIG regroupées autour des 5A (abstraction, analyse, acquisition, affichage, archivage) ;  Les logiciels : les logiciels de SIG offrent les outils et les fonctions pour stocker, analyser et afficher toutes les informations ;  Les données : Les données sont certainement les composantes les plus importantes des SIG. Les données géographiques et les données tabulaires associées peuvent, soit être constituées en interne, soit acquises auprès de producteurs de données.  les ressources humaines ou les utilisateurs : Un SIG est avant tout un système et ce sont ses utilisateurs (le personnel qui entretient et gère le système) qui lui permettent de fonctionner pour livrer tout son potentiel aux besoins de l'homme. On parle aujourd´hui des cinq (5) composantes du SIG, car on ajoute aux quatre dernières composantes les méthodes.  Les méthodes : La mise en œuvre et l’exploitation d’un SIG ne peuvent s‘envisager sans le respect de certaines règles et procédures propres à chaque organisation. 4. Fonctionnalités applicatives d’un SIG Un Système d'information géographique comporte les cinq fonctionnalités suivantes dénommées « les cinq A » :  Acquisition : intégration et échange de données (Import-export) ;  Archivage : structuration et stockage de l'information géographique sous forme numérique ; 8  Abstraction : modélisation du réel selon une certaine vision du monde ;  Analyse : analyse spatiale (calculs liés à la géométrie des objets, croisement de données thématiques) ;  Affichage : représentation et mise en forme, notamment sous forme cartographique. On parle de « 6A » lorsqu´on ajoute L'anticipation. 4.1 Abstraction C’est la modélisation, l’intellectualisation du monde réel suivant différents prismes A quoi va servir la base de données ? La construction du Schéma Conceptuel de Données (SCD) permet de modéliser la base de données en définissant les objets (classes d’objets), leurs attributs ainsi que leurs relations. Prenons l’exemple de la mise en place d’un circuit touristique lié au patrimoine historique d’un pays : Des bornes interactives situées dans les gares et syndicats d’initiatives permettent de se constituer un circuit selon un thème et son moyen de locomotion. On représente tous les lieux pouvant accueillir des touristes, reliés par des axes de communication afin que le voyageur puisse choisir son mode de transport en fonction du temps dont il dispose Cette étape est nécessaire avant toute numérisation, elle sert de point de départ de la constitution des bases de données géographiques, et de support de dialogue entre les différents intervenants (décideurs, utilisateurs, prestataires, …). Le but de modéliser est de se faire comprendre par le plus grand nombre. La deuxième étape consiste à trouver le logiciel qui soit capable de transcrire et de « stocker » le schéma. Chaque logiciel possède implicitement un Modèle Conceptuel de Données (que les diffuseurs de logiciels sont réticents à donner, afin de rendre captif le futur client), le MCD interprétera et stockera le Schéma Conceptuel de Données (SCD). Il est facile mais dommageable de faire l’inverse (modéliser à partir d’un logiciel), l’important étant le résultat, le logiciel n’étant qu’un outil. L’outil SIG doit être capable de transcrire et de « stocker » votre modélisation. 4.2 Acquisition Où trouver de l’information ? Auprès d’organismes nationaux ou internationaux producteurs ou revendeurs uploads/Geographie/cours-de-sig1.pdf