Immersion en formation et stage en Géomatique

Nous étions avec Arnaud l'informaticien pour l'immersion en formation qualifiante au Lycée des chaumes à Avallon. Nous avons beaucoup appris en ayant suivi un premier cours d'introduction

au logiciel QGIS, un logiciel de SIG qui nous a permis d'en apprendre plus et d'évoluer plus rapidement en stage d’observation en entreprise à la DDT de l'Yonne on a pu crée une première carte que l'on a pu emporter avec nous en l'imprimant. Le responsable de notre stage Romain Tholé nous a beaucoup appris en dix jours de stage.

Qu'est ce que les SIG ?

Les SIG c'est un système d'information géographique (en anglais geographic information system) GIS, est un système d'information conçu pour recueillir, stocker, traiter, analyser, géré,et présenter

tous type de données spatiales et géographique ou « étude sur l'information géospatial » Cela se réfère aux carrières ou aux métiers qui impliquent l'usage de systèmes d’information géographique et, dans une plus large mesure, qui concernent les disciplines de la géo-informatique (ou géomatique). Ce que l’on peut observer au-delà du simple concept de SIG a trait aux données de l’infrastructure spatiale.

Le SIG est un terme général qui se réfère à un certain nombre de technologies, de processus et de méthodes. Celles-ci sont étroitement liées à l’aménagement du territoire, la gestion des infrastructures et réseaux, la gestion et protection de l'environnement, le transport et la logistique, l’assurance, les télécommunications, l’ingénierie, la planification, l’éducation et la recherche, etc. C’est pour cette raison que les SIG sont à l’origine de nombreux services de géolocalisation basés sur l’analyse des données et leur visualisation.

Les SIG permettent également une mise en relation de données qui peuvent, sur le papier, sembler très éloignées. Quelle que soit la façon d’identifier et de représenter les objets et événements qui illustrent notre environnement (coordonnées, l atitude & longitude, adresse, altitude, temps, médias sociaux, etc.), les SIG permettent de réunir toutes ces dimensions autour d’un même référentiel, véritable colonne vertébrale du système d’information.

Cette caractéristique clé du SIG permet d’imaginer de nouvelles applications et de nouveaux débouchés en matière de recherche scientifique.

Au début des années 1980, M&S Computing (qui deviendra plus tard Intergraph) avec Bentley Systems Incorporated pour la plateforme CAD, Environnemental Systems Research Institute (ESRI), CARIS (Computer Aided Resource Information System), MapInfo Corporation et ERDAS (Earth Resource Data Analysis System), deviennent des logiciels commerciaux, intégrant un nombre important de fonctionnalités, combinant la première approche de la « séparation spatiale », avec la deuxième approche consistant à l’organisation d’attribut dans les structures de base de données. En parallèle, on observe le développement de deux systèmes publics (MOSS et GRASS GIS) entre la fin des années 1970 et le début des années 1980 7.

En 1986, le système MIDAS (Mapping Display and Analysis System), le premier logiciel S.I.G pour ordinateur personnel a été développé sous DOS. MIDAS a été rebaptisé MapInfo au début des années 1990 lors de son portage sous Windows. C’est à partir de ce moment-là que le du S.I.G passe du monde de la recherche pour devenir une industrie à part entière.

À la fin du xx e siècle, la croissance exponentielle des différents systèmes d’information a permis au S.I.G de se démocratiser et de devenir accessible à tous les utilisateurs disposant d’un ordinateur et d’un accès à Internet. Plus récemment, l’avènement de solutions Open Source fonctionnant sous différents systèmes d’exploitation a permis de voir émerger un nombre croissant de solutions. De plus en plus de données localisées et d’applications de cartographie sont désormais disponible sur le web 8. Les logiciels gratuits et de qualité sont désormais nombreux.

Table des matières

Quelques concepts 3

Les composants du SIG 3

Les logiciels 3

Les données 3

Les matériels informatiques 3

Les savoir-faire 3

Les utilisateurs 4

Exemples de bases de données / référentiels 4

Conclusion

Quelques concepts

Les composants du SIG

Un système d'information géographique est constitué de cinq composantes majeures.

Les logiciels

Ils assurent les six fonctions suivantes (parfois regroupées sous le terme des « 6A ») :

saisie des informations géographiques sous forme numérique (Acquisition)
gestion de base de données (Archivage)
manipulation et interrogation des données géographiques (Analyse)
mise en forme et visualisation (Affichage)
représentation du monde réel (Abstraction)
la prospective (Anticipation).

Une liste des logiciels SIG, libres et propriétaires, est disponible.

Les données

Taille/dimension de la représentation de la donnée

Les données géographiques sont importées à partir de fichiers ou saisies par un opérateur. Une donnée est dite « géographique » lorsqu'elle fait référence à un ou plusieurs objets localisés à la surface de la Terre. Ses coordonnées sont définies par un système géodésique (ou système de référence spatiale). Voir le paragraphe suivant.

Les matériels informatiques

Le traitement des données se fait à l'aide des logiciels sur un ordinateur de bureau ou sur un ordinateur durci directement sur le terrain. L'ordinateur de terrain avec GPS et laser télémètre permet la cartographie et la collecte des données. La construction de la carte en temps réel et la visualisation de la carte sur le terrain augmente la productivité et la qualité du résultat. La tendance depuis les années 2000 est à une cartographie précise et interactive, où l'analyse des données se fait de plus en plus in situ, sur le terrain, de même que la validation. Des systèmes client-serveur en intranet, extranet voire via Internet facilitent ensuite, et de plus en plus, la diffusion des résultats.

Les savoir-faire

Un système d'information géographique fait appel à une connaissance technique et à divers savoir-faire, et donc divers métiers, qui peuvent être effectués par une ou plusieurs personnes. Le spécialiste doit mobiliser des compétences en géodésie (connaissance des concepts de système de référence et de système de projection), en analyse des données, des processus et de modélisation (analyse Merise, langage UML par exemple), en traitement statistique, en sémiologie graphique et cartographique, en traitement graphique. Il doit savoir traduire en requêtes informatiques les questions qu'on lui pose. Toutes les compétences techniques se retrouvent dans le métier de géomaticien 9, compétences auxquelles viennent se greffer des compétences "métiers" thématiques.

Les utilisateurs

Comme tous les utilisateurs de systèmes d'information géographique ne sont pas forcément des spécialistes, un tel système propose une série de boîtes à outils que l’utilisateur assemble pour réaliser son projet. N’importe qui peut, un jour ou l’autre, être amené à utiliser un SIG. Le niveau de compétences requis pour la conduite des opérations les plus basiques (voir géomatique), est généralement celui de technicien supérieur. Mais afin d'assurer une bonne qualité d'interprétation des résultats de l'analyse des données et des opérations avancées, celles-ci sont généralement confiées à un ingénieur disposant d'une bonne connaissance des données manipulées et de la nature des traitements effectués par les logiciels. Enfin, des spécialistes sont parfois amenés à intervenir sur des aspects techniques précis.

Exemples de bases de données / référentiels

Corine Land Cover, base de données européenne d'occupation du sol, financée par la communauté européenne.
Urban Atlas, base de données d'occupation du sol, plus précise que Corine Land Cover.
Plan cadastral informatisé, maintenu par la DGFiP-direction générale des finances publiques).
Cartes géologiques au 1/50 000 produites par le BRGM.
BD CARTO : Cette base de données contient les réseaux routiers et ferrés, les unités administratives, le réseau hydrographique, l'occupation du sol, la toponymie et les équipements.
BD RHF : Référentiel hydrogéologique français produit par le BRGM.
BD CARTHAGE : Référentiel des données sur l'eau de surface produit à l'origine par l'IGN pour le compte du Ministère de l'Écologie, administré par chaque agence de l'eau.
le Référentiel à Grande Echelle (RGE) français, constitué par l'IGN, composé de la BD ADRESSE, BD PARCELLAIRE, BD ORTHO et BD TOPO.
OpenStreetMap : base de données cartographique Open Source.
Geosignal (accès par WMS).
Wheelmap.org: carte interactive des endroits accessibles en fauteuil roulant, partout dans le monde.

Les SIG sont utilisés essentiellement pour :

l'analyse spatiale ;
la gestion de données et de bases de données géographiques ;
l'aide à la décision, notamment pour l'aménagement du territoire ; comme l'Entente interdépartementale pour la démoustication du littoral méditerranéen 10.
les définitions de zones de chalandise, implantations de points de vente, aides au mediaplanning notamment en affichage, optimisation de la distribution d'ISA (imprimés sans adresses) ;
la cartographie ;
la cartographie réglementaire, destinée à représenter et à rendre opposables les droits à construire sur un terrain particulier. En France, elle permet d’élaborer graphiquement les plans locaux d'urbanisme (PLU) et de les éditer sous forme de documents papiers ou informatiques. La cartographie réglementaire doit permettre de faire le lien entre les différents acteurs de l’immobilier en partant des collectivités publiques compétentes en matière d’urbanisme en passant par les professionnels de la construction (promoteurs immobiliers et maîtres d’œuvre) sans oublier le public non professionnel ;
l'information géographique bénévole.

Notre immersion en formation qualifiante a eu lieu le lundi 19 mai 2023 après-midi au lycée des chaumes à Avallon, et notre stage d'observation en entreprise a eu lieu du 3 juillet au 13 juillet 2023

à la DDT de l'Yonne à Auxerre dans le service géomatique de l’Administration.

Le matériel utiliser est :

Equipement

13 Ordinateur Tour HP Prodesk 600 G1
- Processeur i7-4770 3.4Ghz
- 32Go de ram
- Disque SSD 220Go
- Disque 1To
- Carte graphique Nvidia GT 630 2Go
- Double écran 24 et 22 pouces
1 Video-projecteur
1 Serveur de Stockage accessible dans la salle et en extranet

Nous utilisons ce matériel car le bases de données cité ci-dessus sont très lourdes et volumineuses,

pour jongler avec les données (Excel et statistiques), les structurer en base (SQL, PostGreSQL, modélisation, algorithmie/programmation, Python) et comprendre la spécificité des données géoréférencées (géodésie, acquisition de données avec un géomètre et son matériel, DAO : AutocadMap / Illustrator).

Travail sur les SIG :
- Utilisation des logiciels propriétaires (Géoconcept, ArcGis PRO, FME) et libres (Qgis).
- Production cartographique traditionnelle (sémiologie graphique, Illustrator et connaissances thématiques en sus – cadastre, etc) et production web.
- Analyse spatiale (avec les outils d’Arcgis Pro et de Qgis).

Webmapping et WebSIG : une remise à niveau de base sur html, javascript, normes OGC WMS, WMFS et pratique d’intégration de services (OpenLayers, API Google, ESRI…).

Des cours semi-théoriques sont également proposés (introduction à la télédétection, mise en place d’un SIG, gestion de projet, etc).

Chaque module peut être suivi individuellement ou chronologiquement.

Une période d’application en entreprise de 392 heures finalise le cursus

Débouchés possibles :

Fonction publique (notamment Communautés de commune ou d’agglomération, SDIS, DDT, Parcs régionaux…)
Secteur privé (Bureaux d’études, Associations… ).

DDT de l'Yonne : Direction départemental des territoires

Le bâtiment de la DDT de l’Yonne à Auxerre

dans le service MSIG ; mission des systèmes d'information géographique

Notre immersion en formation était gratuite, ainsi que notre formation en entreprise,

au moyen de tutos en format PDF et de tutos en vidéos sur youtube.

Notre accès au parking de l'entreprise était gratuit car nous avions un badge d'accès magnétique,

notre seule budget a été le coût et la quantité d’essence environ .

Consommation

Réservoir :

40 L

Consommation urbaine :

7.6 L / 100 km

Consommation mixte :

L / 100 km

7,6L/100km -7,6x1,80=13,68 euro

40x1,80=72 euros

La raison de cette immersion en formation qualifiante et ainsi qu'en stage en entreprise est une vérification et validation de projet professionnel.

La raison de notre intérêt pour la géomatique est dû à notre intérêt au spatial, à la géographie et à

l'informatique, la programmation python.

Voici quelques photo et exemples .

voici la carte que nous avons réalisé à l'aide du logiciel QGIS

Système d'Information Géographique (SIG)

La Terre > Outils géographiques

Mis à jour le 19/03/2014118 K lectures

Sommaire

Système d'Information Géographique : définition

L'information géographique désigne toute information sur des objets ou des phénomènes (appelés entités géographiques) localisables à la surface de la terre. Elle est classiquement représentée sous forme cartographique, avec ses 2 composantes :

une composante graphique : la carte, qui décrit la forme et les caractéristiques de l'entité tout en la localisant par des coordonnées géographiques ou cartographiques.
une composante attributaire : la légende, qui identifie les entités représentées.

Les premières cartes eurent plusieurs inconvénients : quantité d'informations limitée, documents figés dont la mise à jour est difficile, manipulation de cartes à échelles différentes malaisée. C'est pourquoi, on a essayé de limiter ces inconvénients en profitant de l'essor de l'informatique :

DAO = dessin assisté par ordinateur (Autocad, Microstation). Il s'agit de logiciels spécialisés dans les dessins techniques notamment pour les constructions géométriques (plans), l'acquisition se fait par tracé (c'est à dire par digitalisation) avec possibilité de vues en 3D.
Cependant, il n'est généralement pas possible d'associer de données chiffrées (bien qu'Autocad2000 version 2004 intègre un module SIG)
Cartographers (Cartes et bases, Cartes et données) : logiciels de cartographie permettant une spatialisation des données à partir de données statistiques issues d'un tableur (comme EXCEL).
Cependant, l'acquisition de données est limitée car la digitalisation n'est pas possible (fonds de carte à importer qui sont couteux).
PAO = Publication assistée par ordinateur. Il existe deux grands types de logiciels :
- de dessin et de mise en page : Illustrator, FreeHand, Coreldraw, Canvas... pour faire des rendus et des mises en page professionnels (lissage des courbes par des courbes de Bézier)
- Logiciels de mise en page seulement : X-Press, Publisher, Pagemaker, Ventura...

Avantages de tous ces outils :

on peut exploiter une grosse quantité d'informations et les trier en les superposant sur des couches différentes (appelées calques).
on peut y ajouter des étiquettes de texte
le rendu final est souvent lisible et propre

Leurs lacunes :

les mises à jour sont très longues
ils ne permettent pas toujours de stocker de données attributaires
ils ne permettent pas de croiser ces données via des requêtes

Le logiciel SIG

une carte de l'Ile-de-France sur SIG
© C. Magdelaine / notre-planete.info

Ce qui explique la naissance des Systèmes d'Information Géographique (SIG), à la fin des années 60 au Canada, mais seulement dans les années 80 en France, en retard par rapport aux autres pays européens.
En 1989, la Société française de Photogrammétrie et de télédétection définissait le SIG comme étant " un 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 (géoréférencées). L'ensemble des informations géographiques intégrées dans le SIG forment une base de données géographiques. "
Le SIG permet donc de gérer une multitude d'informations de tous types (images satellitaires, photos aériennes, cartes, données chiffrées, bases de données...), de les mettre à jour très rapidement, de faire des requêtes (classiques et spatiales), d'appliquer des règles de topologie et de générer de nouvelles couches d'informations par le biais de ces croisements.

En schématisant, un logiciel SIG est donc un système de gestion de bases de données (SGBD) localisées qui comprend une ou plusieurs couches géographiques qui peuvent entretenir des relations entre elles, être croisées, interrogées...

Il existe aujourd'hui quelques grands éditeurs de logiciels SIG comme le leader ESRI avec sa gamme ArcGIS, Mapinfo, Star, Apic, Géoconcept, Infographe, Ascodes (JSInfo), GIPS (REGAZ-BORDEAUX), AnyGIS (Hitachi), Bentley Microstation...

Le projet SIG

Un projet SIG répond à une problématique de gestion du territoire ou d'étude de phénomènes géographiques (qui peuvent aussi être temporels). A ce titre, il s'agit d'un puissant outil d'aide à la décision.
Les domaines d'intervention sont nombreux comme les risques environnementaux, la sécurité, la santé, l'agro-alimentaire, l'éducation, l'urbanisme, l'économie, l'écologie...
Les possibilités de croisement entre ces disciplines sont infinies ! Cependant, il faut bien s'assurer que les différentes couches partagent le même système de projection et la même échelle pour les recoupements.

Dans la structuration du modèle SIG, il est conseillé de s'appuyer sur la méthode MERISE employée dans l'élaboration des bases de données. Ainsi, on réalisera un inventaire des données disponibles (le dictionnaire de données) pour établir les relations qu'elles entretiennent via le modèle conceptuel de données (MDC), puis le modèle logique de données (MLD) et enfin le modèle physique de données (MPD) qui est l'image la plus proche des exigences du système informatique.

Représentation, acquisition des données spatiales

Le géoréférencement

Dans la plupart des projets SIG, on procède tout d'abord à un découpage géographique de l'espace, qui délimite la zone d'étude. La première étape est de géoréférencer cet espace, c'est à dire le délimiter précisément par des coordonnées cartographiques (ou géographiques). C'est cette conformité qui permettra de superposer des plans de diverses natures. Pour assurer cette superposition, les différentes couches d'informations géographiques doivent avoir le même système de projection.

Les système de projection

La Terre est un géoïde (en prenant le niveau moyen des mers), c'est à dire une sphère irrégulière, pour la représenter, il faut donc trouver un modèle mathématique qui corresponde le mieux à la surface topographique de la Terre. La surface utilisée est donc un ellipsoïde (dit de révolution), un volume géométrique régulier proche du géoïde.
Les Ellipsoïdes de référence sont celui de Newton au 17e, puis de Clarke dès 1880 et de Hayford depuis 1924.
Afin de représenter cet ellipsoïde sur un plan, on utilise différents systèmes de projections :

conforme de Mercator : conserve les angles mais altère les surfaces (cartes militaires, de navigation...)
équivalente de Lambert : conserve les surfaces mais altères les angles (cartes politiques, démographiques...)
aphylactique qui altère les angles et les surfaces

Pour éviter des déformations trop importantes, on a partagé la France en 4 zones qui ont toutes le même méridien d'origine (Paris), mais qui diffèrent par leur parallèle d'origine, selon la projection de Lambert.

Une fois la zone d'étude délimitée, celle-ci va subir un second découpage, dit découpage vertical ou thématique, dont le résultat est un ensemble de couches superposables, appelées aussi couvertures ou plans.

Il existe deux modes de représentation des données spatiales.

Le mode vecteur

Les données géographiques sont représentées
à l'aide de formes géométriques de type
linéaires, ponctuelles ou surfaciques
© notre-planete.info

Ce mode est une représentation géométrique sous forme :

de points ("ponctuels") : forage, points géodésiques...
de lignes ("linéaires") : routes, rivières...
de surfaces ("polygones") : parcelles, communes...

Selon l'échelle d'analyse, un fleuve pourra être une ligne ou bien un polygone comme une ville pourrait être un point ou un polygone...

Afin de reproduire sous forme vectorielle des données sur support imprimé, il est nécessaire de les numériser : les points, lignes et polygones seront convertis en coordonnées (x, y) à l'écran de l'ordinateur.
A ce titre, on s'appuie sur une série de points repères dits amers dont on connait les coordonnées géographiques que l'on précisera lors du recalage des couches ainsi obtenues. Il exite deux moyens :

directement sur l'écran à partir d'un fond de carte ou d'une photo scannée = vectorisation ou numérisation par photo-interprétation. On vectorise en repassant sur les lignes continues.
sur une table à digitaliser ou à numériser, c'est la digitalisation qui peut se faire directement à partir du logiciel SIG ou par un logiciel de dessin (Autocad). Dans ce dernier cas, on exportera le document dans le SIG (format DXF sur Autocad).

Le vecteur s'organise selon deux méthodes :

la structure filaire ou dite "spaghetti" : les figurés géométriques de base sont enregistrés indépendamment les uns des autres
la structure topologique où les relations spatiales entres les classes d'entités sont explicites (voir suite : la topologie)

Avantages du vecteur :

donne une représentation très conforme à la réalité
la localisation et les dimensions des objets sont calculés avec précision
on peut individualiser les objets, donc leur attacher des attributs
le poids du fichier est réduit.

Le mode raster

Les données géographiques sont représentées à l'aide des pixels qui prennent différentes valeurs (1 = champ, 2 = ferme, 3 = rivière par exemple)
© notre-planete.info

Ce mode correspond à une division régulière de l'espace sous forme de cellules ou mailles généralement carrées appelées pixels, qui définissent la précision minimale de la structure. Les pixels sont par exemple, les centaines de milliers de points lumineux et colorés qui composent votre écran d'ordinateur.
Le mode raster s'applique aux traitements d'images (satellitaires, photos aériennes).
On appelle résolution la taille du pixel : (un pixel équivaut à x mètres sur le terrain).

image SPOT : résolution de 10 m (mode panchromatique = noir et blanc) ou 20 m (mode multispectral).
image LANDSAT : 30 m.
MNT (Modèle Numérique de Terrain) : 50 m (carrés de 50 m à l'intérieur desquels on choisit 8 points dont on calcule l'altitude moyenne) ou 80 m (BDALTI de l'IGN), mais parfois beaucoup plus précis : 50 cm à Marseille ou HK (Sté ISTAR à Sophia-Antipolis)

L'insertion d'une couche raster dans le SIG se fait par scannérisation. La précision du document scanné (carte ou image) dépend de son échelle et de la résolution du scanner, exprimée en dpi (dots per inches) ou ppp (pixels par pouce), sachant que 1 pouce = 2,54 cm.
Prenons l'exemple de la scannerisation d'une carte ou photo aérienne au 1/30 000 :

pour une résolution de 100 dpi -> 100 pixels/2,54 cm -> 1 pixel = 2,54/100 cm, or 1 cm = 300 m -> 1 pixel = (2,54/100) x 300 = 7,62 m
pour une résolution de 400 dpi -> 400 pixels/2,54 cm -> 1 pixel = 2,54/400 cm, or 1 cm = 300 m -> 1 pixel = (2,54/400) x 300 = 1,905 m

Pour scanner une carte, il n'est pas nécessaire d'avoir une grande précision, 250 dpi suffisent.

Avantages du raster

facilité d'utilisation : données sont sous forme de tableau. Par rapport au mode vecteur, la dimension thématique est donnée par des valeurs numériques de la grille et la dimension spatiale est déduite par la position relative du pixel dans la grille.
le croisement des données est facile à réaliser : toutes les grandeurs sont ramenées à la même unité de base (le pixel).
il se prête bien à certains types de traitements numériques car chaque pixel contient une valeur numérique (ex : classification supervisée). Cette valeur est stockée dans un canal (raster monocanal) ou plusieurs canaux (raster multi-canal), chacun d'eux représentant une info distincte. Le canal est au raster ce que l'attribut est au vecteur.

Les canaux ont une certaine profondeur, exprimée en bits :

un canal de 1 bit est dit binaire car il ne peut prendre seulement que deux valeurs de pixels : 0 ou 1 comme une image en noir et blanc
un canal de 8 bits autorise jusqu'à 256 (2^8) valeurs différentes. Ex : SPOT panchromatique (256 niveaux de gris) ou images 256 couleurs
canal de 16 bits autorisent 65 536 valeurs (2^16). Ex : MNT quand les altitudes > 255 m
canal maximum de 24 bits avec 16,7 (2^24) millions de couleurs possibles on parle de couleurs réelles ou vraies. Ex : images couleurs (SPOT multispectral)

Nous avons vu qu'il était possible de convertir les rasters en vecteurs par exemple, après avoir scanné une image, mais l'inverse est aussi possible et s'appelle la rasterisation. Ex. : création d'un MNT à partir d'une carte topographique.

Inconvénients du raster

fichier lourd en mémoire
manque de précision
qualité médiocre des documents à l'impression (phénomène d'aliasing ou marches d'escalier)
pas d'individualisation des objets.

La structuration des données spatiales : la topologie

La topologie : définition

La topologie désigne l'expression des relations entre les objets. Tous les logiciels SIG ne gèrent pas la topologie, dans ce cas on parle de SIG "en mode objet" (ou non topologiques).
Ceux qui gèrent la topologie (comme la gamme ArcGIS d'ESRI), identifient tous les objets les uns par rapports aux autres (le sens de la saisie est par exemple enregistré).

Par exemple, les vecteurs s'appellent des arcs, les points d'intersection des noeuds et les points intermédiaires des sommets.
Des règles topologiques lient les éléments les uns aux autres : une habitation est strictement comprise dans une parcelle cadastrale et n'intersecte pas d'autoroute par exemple.
Quand la topologie n'est pas encore effectuée, on parle de plan "spaghetti".

Avantages / inconvénients de la topologie

Les règles topologiques sur ArcGIS
crédit : ESRI France

Avantages

on peut capturer quelques noeuds pour fermer un polygone automatiquement et supprimer des arc pendants
on peut enregister les résultats de croisement de plusieurs couches dans une nouvelle qui hérite de toute l'information liée aux premières (géographique et attributaire). Notons qu'il existe plusieurs options de croisement (union, intersection, identité...)
on peut créer des zones-tampons ou buffer. Ceci consiste à déterminer une zone à distance fixe autour d'entités spatiales (zones de protection, zones d'influence...). Cette zone est circulaire autour des points isolés, forme un corridor autour d'un arc (ligne), et une zone tampon autour d'un polygone.
si l'intégrité topologique est respectée, les couches d'informations sont fiables et leur exploitation plus rigoureuse.
possibilité d'intégration Raster/Vecteur. Un plan raster peut être utilisé de manière passive (habillage lors de la restitution d'un plan), semi-passive (sert de guide à la numérisation), mais aussi active en enrichissant automatiquement la base de données vectorielles : c'est l'intégration Raster / Vecteur. Cette utilisation ne s'intéresse plus seulement à l'aspect visuel des images, mais aux valeurs des pixels. On peut connaître le nombre exacts de pixels à l'intérieur d'un polygone, mais aussi leur valeur numérique moyenne, mini ou maxi, la valeur majoritaire rencontrée etc...

Inconvénients

cela demande plus de temps et de rigueur dans la création et la mise à jour des données
l'application de règles topologiques risque de créer de nouvelles erreurs qu'il faudra gérer...

La constitution d'une base de données géographiques

Représentation, acquisition et structuration des données attributaires

Chaque entité géographique peut-être interrogée
pour en connaître ses attributs

Les données attributaires sont celles qui vont décrire les objets graphiques de la carte. Il existe donc un lien dynamique dans le logiciel SIG entre les données graphiques, d'une part, et les données alphanumériques (c'est à dire qualitatives. Ex: nom du propriétaire de la parcelle), d'autre part. Toutes ces données sont stockées dans des tables dites attributaires.
Chaque table est intimement liée à sa représentation cartographique : sa couche géographique. Une table attributaire est identique à une table d'une base de données :

chaque ligne (ou enregistrement) représente un objet graphique du plan vecteur (ponctuel, linéaire ou surfacique)
chaque colonne (ou champ) représente une information (attribut)

Une table est dite descriptive si elle n'est pas associée à une couche de données.

La conception de la base de données

Afin de structurer et de mettre en évidence les relations et les types de données qui existent dans le projet SIG, on procède à la création de trois schémas classiques des SGBD :

le modèle conceptuel des données (MCD) qui décrit la structure des données, c'est à dire l'organisation des entités
le modèle logique de données (MLD) décrit le rapport entre les données, les relations et leurs sens
le modèle physique (MPD) représente la structure informatique de la base de données à créer.

Les étapes de structuration d'une table attributaire

Les données sont représentées sous forme de tableaux

Le renseignement manuel

bâtir la charpente de la table par saisie manuelle des attributs
associer la table à un plan, ainsi si on sélectionne un objet (= une ligne) dans la table, elle est aussi sélectionnée sur le plan, il existe donc un lien dynamique entre les deux.
sélectionner chaque objet du plan via les outils d'identification
remplir la fiche d'interrogation qui remplira automatiquement la table attributaire. Nous noterons que la superficie et la longueur sont calculés automatiquement, ce qui est pratique pour calculer la surface d'un bassin versant ou la longueur d'une route par exemple.

Pour des valeurs répétitives, il est possible de les codifier, ce qui évite de renseigner chaque objet, via des requêtes et l'affectation d'une valeur par défaut pour les enregistrements qui y répondent.

Le renseignement automatique

il est possible d'importer (et c'est souvent comme cela que l'on procède) des données issues d'une table provenant d'un tableur (comme EXCEL), d'un fichier texte ou d'une base de données (ACCESS, DBase..). Pour cela, il suffit d'avoir un attribut commun appelé "attribut de jointure".

L'analyse d'une base de données géographiques

L'analyse thématique

Une base de données peut être analysée graphiquement par la mise en place de légendes, de deux types :

la légende non attributaire : aucune relation n'est entretenue avec la table associée
les légendes thématiques qui ont un lien dynamique avec la table : on peut faire une légende pour chaque attribut de la table. Ex. : faire la même carte en NB et en couleur, ou différents types de cartes en couleur. L'avantage majeur tient dans le fait qu'une mise à jour de la table entraîne une mise à jour automatique de la carte.

L'interrogation de la base

Première image : des entités sont sélectionnées à l'aide d'un buffer ou zone tampon
Seconde image : création d'une requête SQL sur ArcGIS

On peut interroger le SIG de 2 façons :

Sélections attributaires :
Les questions adressées reposent sur la construction d'une phrase logique ou requêtes SQL (Structural Query Language) qui sélectionne tous les objets graphiques répondant aux critères définis dans cette expression. Le résultat est visualisable graphiquement et dans la table associée.
Ex. : recenser les communes dont la population dépassait 2000 h en 1995.
Il est possible de faire des requêtes plus complexes (multi-critères) avec les opérateurs logiques comme ET/OU.
Sélections spatiales
On construit des requêtes topologiques répondant à des critères spatiaux. Ces questions se font par un opérateur spatial qui s'appuie sur des notions de proximité ("distant de", "inclus dans", "contient").
Il est possible de faire des requêtes sur une ou plusieurs couches. Ex. : recencer les communes boisées qui sont traversées par la rivière "Krasak".

Le champ d'action d'un SIG

Les couches d'informations géographiques peuvent être superposées quelque soient leurs modes représentations : vecteurs ou raster et interrogées en effectuant des croisements entre elles.
Les phénomènes temporels peuvent être représentés avec une visualisation cinématique via des modules logiciels dédiés.
Les altitudes peuvent être introduites (variable Y) dans un processus de construction d'un Modèle Numérique de Terrain (MNT) avec une vue en 3D.
Enfin, l'étendue des possibilités dans l'interrogation des couches du SIG correspond aux fonctionnalités que l'on retrouve dans un Système de Gestion de Bases de Données (SGBD) classique.

Les cartes du territoire français

En France, c'est l'IGN (Institut Géographique National) fondé en 1940 qui a pour mission de réaliser et de mettre à jour les cartes topographiques du teritoire français.

A partir de 1998, l'IGN a entamé la numérisation des données cartographiques existantes et la création de nouvelles pour constituer un SIG : le RGE (Référentiel numérique à Grande Echelle) qui s'est achevé en 2008. Une grande variété d'informations géographiques est désormais disponible pour la France entière, de façon homogène et à une précision métrique.
Le RGE se décompose en 4 couches :

l'orthophotographie (photographie aérienne au 1/30 000e, résolution : 1 pixel<=>25 cm)
la topographie (infrastructures de communication, courbes de niveau, cours d'eau, bâtiments, toponymie...)
le parcellaire ou le cadastre (limites des propriétés)
les adresses (nom des voies, n° des bâtiments, sens de circulation...)

Chacune de ces 4 couches est progressivement numérisée, mise à jour et intégrée dans le RGE.

Les compétences transversales

Mathématique : algorithmique géométrique, Algèbre linéaire, logique, stratégies

français : expression oral : prise de commande clients

expression écrite : mail, prise de rendez-vous agenda , prise de notes demande clients

et création d'un petit livret de cartographie et textes sur le territoire de l'Yonne

Certification Socle de compétences et de connaissances

Domaine 1 : COMMUNIQUER EN FRANÇAIS

Sous domaine 1 : Écouter et comprendre

es informations essentielles (qui, quoi, où, quand, comment, combien, pourquoi) d’une situation simple décrite oralement sont comprises

a question posée oralement sollicite des informations complémentaires utiles à une meilleure compréhension.

Sous domaine 2 : S’exprimer à l’oral

Le propos exprimé utilise le lexique professionnel approprié. La réponse à une question est appropriée, compréhensible, précise et formulée dans le registre de langue adapté. Dans une situation de débat, l’argumentation est construite (sélection et classement des arguments). Les techniques de communication sont adaptées : écoute, reformulation, relance, questionnement

Sous domaine 3 : Lire

Après lecture d’un document professionnel, les informations communiquées sur celui-ci sont comprises. La nature et la fonction de chacun des documents sont précisemment identifiées. Les erreurs sont repérées entre le document original et son double modifié.

Les réponses apportées aux questions relatives à la lecture et compréhension d’un tableau à double entrée (de nombres ou de textes) sont exactes. Les informations contenues dans un tableau à double entrée sont correctement utilisées.

Sous domaine 4 : Ecrire

La formalisation écrite d’un message respecte la syntaxe (sujet, verbe, complément) d’une phrase simple. Le document produit ou rempli est correct, conformément à l'objectif visé. Les anomalies d'un document professionnel sont repérées et notifiées par écrit. Les informations essentielles (qui, quoi, où, quand, comment, combien, pourquoi) d’une situation communiquée (oralement ou par écrit) sont correctement retranscrites à l’écrit. Le vocabulaire professionnel utilisé correspond exactement à la situation professionnelle. La présentation écrite d’une situation professionnelle, d’un objet ou d’un problème est formalisée en des termes simples, en une description la plus complète, avec une orthographe et une syntaxe permettant sa compréhension par le lecteur

Sous domaine 5 : Décrire - Formuler

Une information ou une consigne est transmise sans être modifiée, ni interprétée, en utilisant le vocabulaire approprié. La description orale d’une situation professionnelle, d’un objet, ou d’un problème simple est compréhensible, correctement construite avec un vocabulaire adapté.

2. UTILISER LES REGLES DE BASE DE CALCUL ET DU RAISONNEMENT MATHEMATIQUE

Sous domaine 1 : Se repérer dans l’univers des nombres

Le résultat d’un calcul simple réalisé à la main (nombres entiers) ou à la calculette (nombres décimaux) est exact. Parmi un ensemble d’objets de nature et de quantité variables, le nombre exact d’objets de chaque catégorie est déterminé. Une liste de nombres, classés par ordre croissant (du plus petit au plus grand), est exacte. Des exemples d'ordre de grandeur (Centaine/millier/million/milliard, gramme / kilogramme / tonne, etc.) sont compris et expliqués. Les techniques élémentaires du calcul mental sont utilisées pour effectuer correctement des opérations simples (multiplications ou divisions par 2 et 3, additions ou soustractions de deux nombres entiers inférieurs à 100, multiplications ou divisions de nombres décimaux ou entiers avec des nombres multiples de 10). La valeur du résultat obtenu est logique vis–à-vis du calcul, des données de départ et du contexte. La cohérence des résultats obtenus est vérifiée. Le principe de proportionnalité est compris et appliqué dans le cadre d’un calcul simple (application règle de 3 sur de petits nombres entiers, détermination d'un coefficient de proportionnalité).

Sous domaine 2 : Résoudre un problème mettant en jeu une ou plusieurs opérations

Le raisonnement choisi pour résoudre un problème utilise la ou les bonne(s) opération(s) : addition, soustraction, division, multiplication. Le calcul réalisé à partir de petits nombres entiers, simple ou combiné, produit un résultat exact. L’identification d’un pourcentage (par exemple 10%; 0,1; 10/100) et sa signification sont maîtrisées ; son utilisation dans les calculs est adaptée, le résultat est exact

Sous domaine 3 : Lire et calculer les unités de mesures, de temps et des quantités

La lecture de l’heure sur une pendule digitale ou à aiguille est correcte, les calculs (durée, conversion) sont exacts. Un planning de travail est compris (identification d'horaires, calculs simples de durées). Les horaires (ex : de travail) sont transcrits sans erreur dans un formulaire ou sur un planning. Les 3 types d’unités de mesures (longueur, masse, capacité) ainsi que les instruments de mesure associés sont identifiés correctement. Les conversions effectuées (à l'aide d'un tableau de conversion) sont exactes. Le sens de lecture de tableaux, de diagrammes, ou de graphiques est identifié, la signification de leurs données est comprise. Les réponses aux questions relatives à ces représentations sont justes. Les erreurs sont repérées et sont différenciées selon leur nature (erreur d’écriture des unités, d’opérations, de résultat, de signification des données, de représentation…). A partir de la formule, les calculs simples de périmètres, de surfaces et de volumes sont exacts.

Sous domaine 4 : Se repérer dans l’espace

Les réponses aux questions relatives à la lecture et à la compréhension d'un plan, d'une carte ou d'un schéma sont justes. Les informations utiles en sont extraites.

Sous domaine 5 : Restituer oralement un raisonnement mathématique

La reformulation d’un calcul exposé par quelqu’un d’autre est adaptée et présente les différentes étapes de ce calcul en reprenant les explications données sans interpréter, ni modifier. Les calculs à transmettre ou à effectuer sont restitués oralement dans un langage clair et précis. Le langage mathématique de base est compris et utilisé de manière adaptée.

Domaine 3 : UTILISER LES TECHNIQUES USUELLES DE L'INFORMATION ET DE LA COMMUNICATION NUMERIQUE

5/10 Acquis Non acquis Eléments à travailler en formation Les différents matériels informatiques dans l’environnement de travail sont identifiés et nommés. Les différents éléments de base du poste de travail informatique sont repérés et leurs fonctions décrites. Le démarrage de l’ordinateur est effectué convenablement. La souris est utilisée correctement dans chacune de ses différentes fonctions (pointage, sélection, validation, glisser-déposer). Le clavier et la souris sont utilisés correctement dans leurs fonctions. Les fonctionnalités de base de traitement de texte, messagerie électronique et navigation internet sont repérées et utilisées. Eléments à travailler en formation La structure du document est identifiée et comprise. Le texte simple est saisi correctement en respectant majuscules/minuscules, accentuation, chiffres, paragraphes. Les modifications sont appliquées correctement (insérer, supprimer, copier/coller, mise en forme des caractères). Les fichiers simples existants ou nouveaux sont ouverts correctement. Ils sont enregistrés et déplacés dans une arborescence cohérente. Le formulaire numérique est renseigné et enregistré correctement. L’imprimante est identifiée ; les paramètres d’impression sont réglés conformément aux attendus ; le document est imprimé correctement. Eléments à travailler en formation Le navigateur internet est ouvert puis utilisé correctement. Les liens hypertextes et des zones interactives dans une page web sont identifiés correctement. Le moteur de recherche est lancé et utilisé correctement. Des mots clés adaptés au thème de la recherche sont utilisés. La pertinence des informations obtenues est appréciée. La requête est ré évaluée si besoin. La nature des sites proposés (commercial, personnel, institutionnel) par le moteur de recherche est identifiée, comprise et explicitée correctement. La sélection, la copie et l’enregistrement d’une image ou d’un texte ou d’un document sont réalisés correctement. Les services en ligne appropriés sont identifiés. La pertinence du service en ligne repéré est évaluée. Des sites pratiques ou d’informations liés à l’environnement professionnel sont identifiés et trouvés. D

La connexion et la déconnexion à une messagerie sont réussies. Les différents dossiers d’une boîte aux lettres sont repérés et explicités (messages envoyés, reçus, supprimés, boîte d’envoi, brouillons, courriers indésirables…). La recherche de contacts et création d’un nouveau contact sont effectives. Le courriel ou le document attaché sont ouverts, lus puis fermés. Un nouveau message ou une réponse à un message est envoyé à un ou plusieurs destinataires. Le corps du message est saisi correctement. La pièce jointe reçue est ouverte correctement. L’emplacement de la pièce à joindre est repéré ; elle est insérée correctement dans le message.

Domaine 4 : TRAVAILLER DANS LE CADRE DE REGLES DEFINIES D’UN TRAVAIL EN EQUIPE

Les règles mises à disposition sont identifiées. Leur reformulation est conforme aux attendus. Les enjeux de leur application sont explicités. Les horaires et rythmes de travail sont identifiés et respectés. En cas d’aléas ou d’impossibilité de les appliquer, une information motivée est transmise. Les formules de base de politesse et une posture respectueuse sont utilisées. La tenue vestimentaire est conforme aux règles de sécurité et d’hygiène et adaptée à l’environnement professionnel de référence. Eléments à travailler en formation Les missions de chaque membre du groupe sont identifiées et peuvent être expliquées. L’impact de l’action réalisée sur celles menées par l’équipe est identifiée et adaptée. Eléments à travailler en formation Les différents points de vue sont pris en compte, leur reformulation en atteste. Les objectifs de la mission sont intégrés et partagés. La contribution individuelle participe aux résultats collectifs attendus. Des actions visibles, mesurables et quantifiables sont décrites et leurs moyens de mise en œuvre explicités. Eléments à travailler en formation Les interlocuteurs (collègues, hiérarchiques, clients internes, externes..) sont identifiés selon leurs fonctions et missions. L’expression écrite et orale est adaptée aux différents interlocuteurs ; le mode de communication le plus adapté est choisi. Sous domaine 2 : Travailler en équipe Sous domaine 3 : Contribuer dans un groupe Sous domaine 4 : Communiquer Domaine 4 : TRAVAILLER DANS LE CADRE DE REGLES DEFINIES D’UN TRAVAIL EN EQUIPE S

Conclusion

En conclusion l'immersion en formation c'est très bien passé ainsi qu'en stage en entreprise,

nous avons appris beaucoup de choses en observant et en pratiquant le SIG, la maîtrise des bases

de QGIS en dix jours nous à permis la réalisation d'une première carte que l'on a pu emporter avec nous.