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Introduction aux systèmes d'information géographique avec QGIS

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Guillaume Larocque

on 29 March 2016

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Transcript of Introduction aux systèmes d'information géographique avec QGIS

Introduction aux systèmes d'information géographiques avec QGIS et GRASS
Guillaume Larocque, Ph. D.

professionnel de recherches,
Centre de la science de la biodiversité du Québec

http://qcbs.ca/wiki/introsig
http://registration.qcbs.ca/pay

GDAL - Geospatial Data Abstraction Library. A translator library for raster geospatial data formats.
OGR - Library providing read (and sometimes write) access to a variety of vector file formats.
Python – OSS programming language. “Easy” way to create plugins for QGIS and GRASS.
WMS – Web map service. Provides online access to maps.
DBMS – Database management system. MySQL, PostgreSQL.
Terminology
uDIG
SAGA GIS
ILWIS Open
GvSIG
OpenJUMP GIS
QGIS (QGIS)
GRASS
...?
SIG libres pour le desktop
Projets matures.
Facilité d'utilisation, versatilité, implication des usagers.
Possibilité d'intégration entre les différentes plate-formes libres.
Windows, Mac, Linux
Les alternatives sont dispendieuses. License ArcView: 1,500$, Spatial Analyst: 2,500$, ArcEditor: $7,000, ArcInfo:+14,000$
Pourquoi les SIG libres?
Gratuit aujourd'hui, gratuit demain.
Transparence.
Développement communautaire.
Exemples: Python, R, PHP, Linux, LibreOffice, Joomla, Firefox, MySQL, etc.
Aspects négatifs: documentation souvent insuffisante, sites non mis à jour, système de support pas toujours disponible.
Que sont les logiciels libres?
Manuel d'utilisateur en ligne
QGIS Training Manual
The Geospatial Desktop
Liste d'envois QGIS-User
QGIS wiki
Site questions réponses QGIS Stackexchange.
Obtenir de l'information sur QGIS
Développement démarré en 2002.
Convivial et multi plate-formes.
Centré sur l'affichage et les requêtes
Possibilités d'analyses améliorées avec des extensions, ou en utilisant avec GRASS.
Analyse vectorielle avec Ftools.
Analyses raster de base avec GDAL tools.
Développement très actif.
QGIS
Développé au début des années 1980 par l'armée américaine comme outil de gestion pour les applications militaires.
Basé sur le terminal, l'invite de commande
Centré sur l'analyse raster.
Fonctions vectorielles et d'affichage élaboré ont été ajoutées.
Fait maintenant partie d'OSGeo
Nouvel interface amélioré.
GRASS
Objectifs
Se familiariser avec les SIG.
Concepts de base.
Introduction aux SIG libres.
Utilisation de QGIS et GRASS.
Où trouver des données géo-spatiales.
La reprojection 'à la volée' est appropriée pour visualiser des cartes, mais pas pour l'analyse. Reprojetez toujour les couches à un format commun de SCR avant de faire des analyses.
Important!
sp package.
ManageR plugin. Requires R 2.11
Launch R within GRASS. System() function to execute GRASS commands.
Launch GRASS within R with initGRASS() function. execGRASS() function to execute GRASS functions.
Using R with QGIS and GRASS
résolution en X= (Max X-Min X)/Nbre colonnes
resolution en Y= (Max Y-Min Y)/Nbre lignes
Nombre de colonnes
Nombre de
lignes
Max X, Max Y
Min X, Min Y
Dans QGIS. Utilisation simple. Processing.
Avec l'interface graphique GRASS. Utilisation intermédiaire.
Avec la ligne de commande ou des scripts ou d'autres logiciels. Utilisation avancée.
GRASS
DATABASE (Géodatabase): répertoire principal de GRASS.
LOCATION (Secteur): répertoire de travail. SCR unique.
MAPSET (Jeu de données) : sous-répertoires sous le secteur.
REGION (Région): définie par une étendue et une résolution spécifiques.
GRASS
sp package.
ManageR plugin. Requires R 2.11
Launch R within GRASS. System() function to execute GRASS commands.
Launch GRASS within R with initGRASS() function. execGRASS() function to execute GRASS functions.
Using R with QGIS and GRASS
http://qcbs.ca/fr
Qu'est-ce qu'un SIG?
Des cartes dans l'ordinateur.
Un ensemble d'outils permettant la collecte, l'entreposage, l'accès, la transformation, l'analyse et l'affichage de données à références spatiales.
Utilisé pour: créer des cartes, répondre à des questions à caractère spatial.
Organisation des données pas couches.
Vecteurs
Point
Ligne
Polygone
(X, Y, ID)
Vertices
(ID)
Table d'attributs
Contient l'information non-spatiale associée à chaque entité.
Lié a des entités avec un identifiant unique.
Chaque colonne a un format strict.
1
2
Texte
Nombre entier (Integer)
Nombre réel (single, double, float)
Format Shapefile
.shp
- données géographiques.
.shx
- index de position de la géométrie.
.dbf
- table d'attributs.
.prj
- Projection/système de coordonnées.

Format développé et utilisé par ESRI. Maintenant utilisé par la plupart des SIG.
Analyses vectorielles
Tampons/Buffer
Découpage / Clip
Dissoudre / Dissolve
Multi part to single part
Union
Rasters
Grids, images, matrices.
Surface rectangulaire divisée en cellules.
Approprié pour la représentation des variables quantitatives.
Photos, modèles numériques de terrain, température, cartes d'abondance, teneur en carbone du sol.
1
0
Attributs
résolution en X = (Max X-Min X)/Nbre de colonnes
Nombre de colonnes
Nombre de lignes
Max X, Max Y
Min X, Min Y
1
0
Projection
Système de coordonnées de référence
Système de coordonnées de référence SCR/CRS
"Systèmes géographiques": définis seulement par le datum.

WGS84. NAD83 = Latitude / Longitude
Systèmes avec projections: projection et datum.
UTM 18N / NAD83. Lambert Conformal Conic / WGS84.
vecteur = coverage ~ shapefile
Formats de données
Opérations sur des tables d'attributs
Similaire aux feuilles de calcul ou aux bases de données.
Opérations mathématiques (addition de colonne, ...)
Opérations logiques (AND, OR, ...)
Calculs géométriques (aire, longueur, périmètre)
Le premier SIG (en 1965)
Projection
Système de coordonnées
Geodetic datum
Latitude,
Longitude
-W
+E
-S
+N
Degrés, minutes, secondes
45°17'23''N, 73°21'18''W

Degrés décimaux
45 + 17/60 + 23/3600 = 45.2897
73 + 21/60 + 18/3600 = -73.3550
WGS84 Ellipsoid/Datum
Analyse de rasters
Idéal pour: Télédétection, surfaces continues, couverture terrestre, abondance/disribution.
Peut être utilisé avec des variables de catégories.
Gros fichiers.
Calculs simples.
Transformation de SCR difficile et imparfait. Rubber sheeting.
Vecteur à raster
"Rasterization"
Perte de détail
Une colonne par raster

Vector à raster
Interpolation
Inverse distance weighing
(versatile)
Trend surface analysis
. Surfaces très lisses.
Spline
(surfaces lisses)
Thiessen polygons
(catégories/"patch")
Triangular irregular networks
(TIN). Haute densité, densité hétérogène.
Krigeage
(versatile, si le nombre de points le permet).
Triangular irregular network (vecteur)
Satellites / télédétection
Imagerie multi-spectrale.
Directionnel ou trajet fixe.
Compromis résolution-couverture.
Nuages = problème fréquent.
MODIS
(250m-1km)
Landsat
5, 7 and 8. (30 mètres/15 mètres panchromatic). Gratuit via USGS.
SPOT
. 2.5m to 20 mètres. $$
Radarsat.
Micro-ondes. Traverse les nuages. Couverture de neige/glace, couverture des terres.
High resolution
. GEOEYE-1, Ikonos, Quickbird.
Traitement d'imagerie multi-spectrale
Composites couleurs/fausses-couleurs. RGB, combinaisons de bandes diverses.
Index de végétation. Normalized difference vegetation index (IR-R)/(R+IR)
Classification d'images. Non-supervisée, supervisée.
Classification supervisée

sites échantillons d'apprentissage training sites -> signatures -> classification
Classification par maximum de vraisemblance
Maximum likelihood classification
Vecteur ou raster?
Quels sont les types de données?
Raster
: détection du changement de couverture terrestre, modélisation spatiale, évaluation multi-critère.
Vecteurr
: formes complexes. Limites administratives, routes, lacs. Analyses de réseaux.
Minimiser la perte d'information.
Autres outils SIG libres
Processing dans QGIS
PostGIS
R
SAGA
Outil gratuit
Fragstats
SIG Desktop
Bibliothèques
géo-spatiales
Cartographie web
système de référence géodésique
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