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Concepts de base de la géomatique

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Jean-Francois Legendre

on 5 October 2012

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Transcript of Concepts de base de la géomatique

Concepts de base de la
géomatique La géomatique regroupe l'ensemble des outils et méthodes permettant d'acquérir, de représenter, d'analyser et d'intégrer des données géographiques.
La géomatique consiste donc en au moins trois activités distinctes : Collecte Photographie aérienne
Imageries satellitaires
Relevé direct par GPS Orthophotographie Les orthophotographies ou orthoimages sont des images aériennes ou satellitales de la surface terrestre rectifiées géométriquement. Ces images se présentant sous forme de dalles couvrant une zone de la Terre et peuvent être géoréférencées dans n'importe quel système de coordonnées. Elles servent de fonds cartographiques dans les Systèmes d'information géographique. 3 types de données vectorielles 46.80463, -71.78810 46.80877, -71.78308 46.80729, -71.78783 46.80404, -71.78257 46.81036, -71.77868 Les points Une coordonnée géographique c'est : Et une longitude (le x) : -71.78783 Une latitude (le y) : 46.80729 Le plus souvent exprimée en valeurs décimales : -71.78783, 46.80729 Ou en degré, minute et seconde : 46° 48' 26.244" Les lignes : Composées d'une série de coordonnées reliées en pair. Plus de coordonnées sont présents dans la ligne, plus la ligne est détaillée. Les polygones Un polygone est constitué d'une suite finie de coordonnées (points) appelés sommets Traitement Diffusion Archivage des données géographiques La terminologie des produits ESRI (ArcGIS) Feature ou occurence géographique
Représente une ligne dans la table, soit un représentant
d'un Feature Class (ou classe d'entité) Table : Ne contient que des données
descriptives. Geodatabase : C'est le terme utilisé par ESRI pour décrire une base de données qui permet de stocker des données géographiques et descriptives. Feature Class (ou Classe d'entité)
Les classes d'entités représentent des ensembles homogènes d'entités communes, possédant toutes la même représentation spatiale (comme des points, des lignes ou des polygones) et un ensemble commun de colonnes d'attributs, par exemple une classe d'entités linéaires représentant les axes médians des routes. Les trois classes d'entités les plus utilisées dans les géodatabases sont les points, les lignes, les polygones Le stockage peut aussi se faire dans des fichiers plutôt que dans une base de données géospatiales Shapefile (format propriétaire de ESRI) GML KML Le traitement est l'étape où les données géographique sont manipulées pour donner une valeur ajoutée à celles-ci afin de répondre à des besoins précis en termes d'analyse ou de diffusions de l'information spatiale en fonction des utilisateurs finaux. Le traitement peut soit être manuel ou automatisé Les outils utilisés pour le traitement manuel sont légions Mais aussi plusieurs autres :
- AutoCad Map
- GRASS
- OpenJUMP
- uDig
- GDAL/OGR
- À l'aide des fonctions spatiales des
bases de données spatiales Les traitements automatisés sont ceux exécutés avant que l'utilisateur n'utilise les données géographiques.

FME Server est un exemple d'outil qui permet de traiter les données de façon automatique.

FME Server et Desktop seront traités en détail dans le cadre d'une seconde présentation. Une base de données spatiales permet de stocker et manipuler des données spatialement localisées à la surface de la Terre.

Les bases de données spatiales introduisent 3 nouvelles fonctionnalités :
- Des nouveaux types de données;
- Des indexes spatiaux;
- Des fonctions spatiales. Les types de données réfèrent à ceux que nous avons vus précédemment, soient :
- Points;
- Lignes;
- Et les polygones. Contrairement aux bases de données traditionnelles, les bases de données spatiales utilisent les champs contenant la géométrie pour indexer une table. Finalement les fonctions spatiales d'une base de données géographiques, permettent d'effectuer des opérations sur les champs contenant des géométries.

http://webhelp.esri.com/arcgisserver/9.3/java/index.htm#geodatabases/an_overv315896832.htm Vitesse = 20 km/h Vitesse = 70 km/h DJMA = 12 500 DJMA =11 000 DJMA =14 000 Nb voies principales = 2 Nb voies principales = 1 DJMA =14 000 Nb voies principales = 2 Vitesse = 70 km/h DJMA =14 000 Nb voies principales = 1 Vitesse = 70 km/h DJMA =11 000 Nb voies principales = 1 Vitesse = 20 km/h Vitesse = 20 km/h Nb voies principales = 1 DJMA = 12 500 Pour réaliser ceci, plusieurs outils ou approches peuvent être utilisés. Soient manuellement avec les fonctions spatiales de la base de données ou automatiquement par appel d'un workspace de transformation des données spatiales de FME par exemple. Exemple d'un géo traitement Informations géographiques c'est quoi ? Toujours 2 composantes principales :
- 1 géométrie (localisation et forme de l'objet)
- 1 ou plusieurs descriptions (qualitatifs ou quantitatifs) autre que sa localisation et forme Les 3 composantes d'un
système SIG Base de données
(données descriptives) Analyse spatiale Cartographie numérique Base de données (descriptifs) Cartographie numérique Analyse spatiale La collecte d'informations géographiques permet de récupérer les informations selon 2 modèles (matriciel et vectoriel) : Couche de fond (appelé carte de base) provient de Bing Map de Microsoft (via des webservices) Les 2 couches matricielles représentent un modèle d'élévation du terrain. Celle de gauche a été traitée pour présenter le relief en fonction de l'élévation de chacun des pixels de l'image, tandis que celle de droite n'a pas été traité, elle est donc brute. Finalement 1 couche vectorielle affichant les données du réseau routier. Lien entre la cartographie numérique et les données descriptives Lien entre la cartographie numérique et l'analyse Lien entre l'analyse et les données descriptives Les traitements manuels réfèrent aussi aux analyses ou aux traitements qu'un géomaticien ou un développeur effectuent sur les données géographiques collectées en vue d'être diffusées. La diffusion des données traitées peut se faire selon plusieurs moyens : soient au travers de clients légers comme les navigateurs Internet, la production de carte web ou papier, les systèmes de navigation embarqués à bord des véhicules ou à l'aide d'outils d'analyse géospatiale tels que ArcGIS Desktop. Pour diffuser les données géospatiales, une infrastructure de données spatiales est nécessaire.
Une telle infrastructure comporte habituellement les éléments suivants: Une base de données spatiales. Soit celle dont nous avons parlé dans la phase de collecte ou acquisition des données géo-spatiales.

Cette BD est le dépôt centralisé dans lequel les utilisateurs viennent consommer ou écrire des données. Un serveur permettant à plusieurs personnes simultanées de consommer des données spatiales Finalement, un logiciel client permettant à l'utilisateur de se connecter au serveur afin de consommer les données spatiales.

Plusieurs logiciels clients sont potentiellement capables de se connecter au serveur : Tablette Téléphone cellulaire Principalement en mode consultation. Poste de travail ou portable Permet de consulter, de saisir et d'analyser des informations spatiales. Les opérateurs spatiaux Des opérateurs spatiaux permettent d'accompagner le développeur (dans la phase de traitement de l'information) ou l'analyste (lorsque l'information est diffusée et prête à être analysée).

Les opérateurs spatiaux sont de 2 types, soient métriques ou topologiques :

- Les opérateurs spatiaux métriques reposent sur l'appréciation des distances d'un objet à un autre

- Les opérateurs spatiaux topologiques offrent une puissance d'analyse ou de traitement plus importante. Ils reposent sur la relation spatiale qui existe entre les objets spatiaux. De plus ils mettent en oeuvre autant la géométrie d'un objet que le descriptif de celui-ci pour effectuer l'analyse.
C'est l'analyse des interactions qui peuvent lier des objets de même type ou de type différent, et cela en fonction de leur position dans l'espace, notamment les uns par rapport aux autres. L'analyse spatiale permet d'apprécier et d'expliquer la répartition spatiale d'un phénomène. Analyse spatiale Pour terminer, des concepts généraux de la géomatique. Quelques exemples : Opérateur spatial de type métrique :
Analyse de type "zone tampon" (corridor). Ex.: Quelle est le nombre d'accident de la route à être survenu dans un corridor de 60 mètres de l'autoroute X ? Opérateur spatial de type topologique :
Quelle est la longueur totale des routes de type "autoroute" qui traversent le territoire de la municipalité de Québec ? Opérateur spatial de type topologique :
Combien de résidences ont un terrain dont celui-ci touche les berges d'un lac et quelle est la superficie totale de ces terrains ? Finalement pour terminer avec les opérateurs spatiaux, ce site web permet de les visualiser et les comprendre :

http://workshops.opengeo.org/postgis-intro/spatial_relationships.html Projections cartographiques La projection cartographique est un ensemble de techniques géodésiques permettant de représenter la surface de la Terre dans son ensemble ou en partie sur la surface plane d'une carte. http://www.jhlabs.com/java/maps/proj/ Autres concepts de la géomatique :
- Les échelles cartographiques :
- Sémiologie : Est le langage permettant, à l'aide d'outils de représentation (variables visuelles), de construire une carte parfaitement compréhensible et accessible par le lecteur. Une carte est toujours présentée à une échelle précise, qui varie selon le détail ou la portion de territoire à représenter. Par exemple :
- Une carte à grande échelle présente une petite portion de territoire avec beaucoup de détails;
- Une carte à petite échelle présente une grande portion de territoire avec peu de détails. http://help.arcgis.com/fr/arcgisdesktop/10.0/help/index.html#//006z0000002n000000 http://georepository.com/crs_3799/NAD83-CSRS-MTQ-Lambert.html Les données diffusées par le serveur cartographique (tel que ArcGIS Server) peuvent l'être selon différents protocoles et formats. Par exemple :

- Un client ArcGIS Desktop échange ses données avec un serveur ArcGIS Server dans un format propriétaire définit par ESRI.

- Un navigateur web peut échanger avec le serveur ArcGIS à l'aide des standards définis par l'OGC (Open Geospatial Consortium). Les protocoles d'échanges sont :

- WMS (Web Map Services) : Pour l'échange de carte de base ou de couches matricielles
- WFS (Web Feature Services) : Pour l'échange de données vectorielles dans différents formats : KML, GML, XML, JSON, etc.
- Et bien d'autres...

Aujourd'hui les standards aide grandement à rapidement diffuser et développer des applications pouvant consommer les données géographiques. http://workshops.opengeo.org/suiteintro/geoserver/index.html
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