INTRODUCTION AUX SYSTEMES D INFORMATION GEOGRAPHIQUE

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1 INTRODUCTION AUX SYSTEMES D INFORMATION GEOGRAPHIQUE CRTS, Janvier 2016 Amal LAYACHI, layachi@crts.gov.ma DEFINITION- GENERALITES

2 Vers une définition Information? Géographique? Système? INFORMATISATION Information localisée sur la surface de la TERRE Base de données géoreferencées modélisation Définition des SIG (1) C est un "système informatique de matériels, de logiciels, et de processus conçus pour permettre la collecte, la gestion, la manipulation, l'analyse, la modélisation et l'affichage de données à référence spatiale afin de résoudre des problèmes complexes d'aménagement et de gestion". SIG-logiciel = définition réductrice

3 Définition des SIG (2) La définition française est due à l'économiste Michel Didier (1990) Un système d'information géographique est un "ensemble de données repérées dans l'espace, structuré de façon à pouvoir en extraire commodément des synthèses utiles à la décision". SIG : une base de données structurée Pourquoi le SIG Passer des cartes sur support papier à des cartes numériques Gérer l archivage des cartes et leur identification Faire des d interrogations et des analyses spatiales et temporelles Rendre les données géographiques accessibles à distance et au profit du grand public Échanger et partager l information géographique Moderniser les pratiques de gestion des données à référence spatiale Disposer d un outil d aide à la décision, à la gestion et à la communication

4 Disciplines reliées aux SIG

5 Terminologie Des termes voisins sont également utilisés : Géomatique collecte de données, télédétection, mesures de terrain, relevé d élévation, etc. Système d'information à référence spatiale (SIRS) terme en usage notamment au Canada Système d'information du territoire (SIT) cadastre, aménagement du territoire Système d'information de l'environnement (SIE) Les Types de SIG COLLET & HUSSY (1995) établissent une distinction entre SIG de gestion et SIG d exploitation SIG de gestion : «concernent les institutions publiques ou privées dont le rôle est de fournir une information à caractère spatial cohérente, fiable et actualisée». SIG d exploitation : «proposent un environnement de description (cartographie, animation, ) et d analyse (interrogation, modélisation spatiale, simulation)».

6 Un peu d histoire 1 er apparition En 1854, John Snow analyse l'épidémie de choléra de Londres et en détermine les points de contamination. Un peu d histoire Maguire et al. (1991) distinguent trois périodes principales dans l'évolution des SIG : fin des années 1950 milieu des années 1970 : début de l informatique, premières cartographies automatiques et naissance de l'éditeur de logiciels SIG ESRI (en 1969) ; milieu des années début des années 1980 : diffusion des outils de cartographie automatique/sig dans les organismes d Etat (armée, cadastre, services topographiques...) ; depuis les années 1980 : croissance du marché des logiciels, développements des applications sur PC, mise en réseau (bases de données distribuées, depuis les années 1990, apparition des applications sur Internet et banalisation de l'usage de l'information géographique (cartographie sur Internet, calcul d'itinéraires routiers, utilisation d'outils embarqués liés au GPS...), apparition de logiciels libres

7 Quelques exemples de questions auxquelles un SIG peut répondre Quel est l'état des routes sur une commune? Qu'est-ce qui a changé depuis 1952? Quelles sont les parcelles concernées par une inondation éventuelle? Quelles sont les zones sensibles en cas d'avalanches ou de glissement de terrain? Quel est le chemin le plus rapide pour aller de la caserne des pompiers à l'incendie? Que se passe-t-il si une substance toxique se déverse à tel endroit? Où implanter des postes de surveillance d'incendie de forêt? Trouver les zones favorables à la culture du riz? Comment évolue la déforestation en Amazonie? Recherche de sites propices à la culture des algues sur la côte atlantique?

8 QUESTIONS TYPES AUXQUELLES PERMET DE REPONDRE UN SIG (1) Où Occupation du sol Comment Propriétaire? Type de sol? Superficie? QUOI Parcellaire Qualité de l eau QUESTIONS TYPES AUXQUELLES PERMET DE REPONDRE UN SIG (2) Quand Suivi de la Et si? végétation Impact routier

9 Tableau récapitulatif des fonctions SIG Questions Objet d étude Exemple d application Où? Quoi? Localisation Analyse thématique Inventaire localisé Comment? Répartition Analyse Spatiale Quand? Évolution Analyse temporelle Et si? Modélisation Simulation Étude d impact Domaine d applications En caractérisant les questions auxquelles un S.I.G est censé pouvoir répondre, on est vite confronté à la multiplicité des domaines d application possibles. - aménagement du territoire : Schémas d aménagement du territoire, Plan d'urbanisme (PU), choix de tracés routiers, autoroutiers ou ferroviaires, études d impacts. - gestion urbaine : gestion de la voirie, des réseaux de distribution, des espaces verts, du patrimoine, de la sécurité, simulation d insertion de projets architecturaux. - circulation et conduite automobile : choix d itinéraires, suivi de flottes de véhicules, aide à la conduite assistée par ordinateur, - agriculture : génie rural, gestion des ressources en eau, suivi et prévision des récoltes, gestion des forêts, - protection de l environnement : définition des zones sensibles, suivi des évolutions, alerte aux pollutions, protection des paysages, - risques naturels et technologiques majeurs : définition et suivi des zones à risque, prévention de catastrophes, intervention en cas de sinistre, organisation des secours...

10 APPROCHE DE DONNEES DANS UN SIG Les systèmes d'information géographique (SIG) : Double Approche SIG CAO Logiciel de cartographie assisté par ordinateur SGBD Système de gestionnaire de bases de données

11 Modéliser les problèmes spatiaux Construire un SIG revient à modéliser le monde réel :

12 LA NOTION DE COUHE D INFORMATION FONCTIONNALITES DES SIG

13 les 5 A Abstraire : modélisation géographique des données Acquisition- les outils pour saisir, acquérir et manipuler des données, Archivage- les outils de gestion, de stockage et d'extraction des données, Analyse- les outils de requête, de transformation et d'analyse des données, Affichage- les outils de visualisation, d'affichage et de présentation des données, ABSTRACTION C est la modélisation, l intellectualisation du monde réel suivant différents prismes. La construction du Schéma (ou Modèle) Conceptuel de Données (SCD/MCD) permet de modéliser la base de données en définisant les objets (classes d objets), leurs attributs ainsi que leurs relations L outil SIG doit être capable de transcrire et de «stocker» votre modélisation. 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.

14 ACQUISITION Acquisition à partir de documents existants Acquisition à partir de photos Acquisition à partir d images satellite Acquisition à partir de données alphanumériques Acquisition à partir du terrain Les échanges de Données L acquisition de données externes et leur diffusion font partie de la mise en place d un SIG et de son évolution. Or, l échange de données géographiques n est pas qu un échange de coordonnées X et Y et d un éventuel Z. C est échanger toute une série d informations très diverses supportées par des technologies différentes : - Qualité de la donnée (précision) - La métadonnée - Le référentiel de localisation - La structure de la donnée sémantique - La donnée graphique - Les relations entre objets - Le codage des caractères - Le support physique pour l échange - Le matériel

15 ARCHIVAGE Outils de gestion de la donnée: stockage et d extraction de la données Rôle de la métadonnée : étiquette de la donnée. Renseignements qui ont pour but de favoriser l'utilisation et la diffusion de la donnée en précisant les caractéristiques et les précautions d'emploi à respecter. Exemple Le réseau routier Description des objets :» Arcs polygons ou points» modèle topologique ou non» precisions de la saisie (m dm, ) source de la saisie Date de la donnée Périodicité de la mise à jour Taille de la donnée (octet) La couverture géographique Système de projection ANALYSE SPATIALE Analyse spatiale mettant en jeu les relations géométriques entre les objets géographiques Analyse topographique mettant en jeu la données sur le relief Analyse réseaux mettant en jeu les relation de connexité dans un réseaux

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18 AFFICHAGE LES COMPOSANTES DU SIG

19 PRINCIPALES COMPOSANTES LES DONNEES GEOGRAPHIQUES DANS LES SIG Les données constituent le cœur du SIG

20 Les sources peuvent être : SPECIFICITES TECHNIQUES DES DONNEES MULTI-SOURCES 1. Des documents internes sur papier (plans et cartes, croquis, fiches de renseignements) ou numérique 2. Des sources externes provenant : - d organismes nationaux (ANCFCC, ) - d organismes partenaires (exploitants réseaux, collectivités locales, ) 3. Acquisition de données si l existant ne répond pas aux besoins SPECIFICITES TECHNIQUES Plusieurs techniques pour la collecte de l information Digitalisation carte Relevés terrain Image satellite Données numériques existantes GPS Données statistiques, rapport, enquêtes Scanerisation carte

21 SPECIFICITES TECHNIQUES TYPOLOGIE DES DONNEES 1. Données de base ou de référence Cartes topographiques cadastre Limites administratives Représentation du territoire Constitution d un «référentiel» 2. Données thématiques ex : occupation du sol, espaces verts, voiries, 3. Données applicatives Données spécialisées, difficilement ré exploitables dans d autres contextes AUTRES ASPECTS LIES AUX DONNEES ASPECTS INSTITUTIONNELS : respect du mandat producteur/utilisateur, confidentialité des données ASPECTS JURIDIQUES : protection de l information, copyright ASPECTS FINANCIERS : 80% du coût de mise en place des SIG NECESSITE d une analyse préalable de l existant et de l identification des procédures d échange et de mise à jour des données avant le démarrage du projet

22 PRINCIPALES COMPOSANTES Utilisateurs - Les utilisateurs finaux des SIG ont des profils très diversifiés: décideurs, gestionnaires, techniciens, cadres techniques - Le Niveau de connaissance technique est hétérogène - Les besoins de ces utilisateurs sont variés - Identification des besoins - la sensibilisation - la formation - l implication - L accompagnement et le suivi - l organisation institutionnelle

23 PRINCIPALES COMPOSANTES Méthodes Méthodes liées à la gestion de projets Techniques et méthodes de démarrage de projets : études d opportunités, de faisabilité, analyse des besoins, études détaillées Techniques de gestion de projets : organisation, délai, coût, temps, planification, suivi évaluation, contrôle,. Méthodes techniques liés aux développement des systèmes d information : Formalisme de conception Méthode de développement Méthodes techniques spécifiques aux outils de traitement et de développement

24 PRINCIPALES COMPOSANTES Matériel L'ordinateur: Le S.I.G fonctionnent aujourd'hui sur une gamme très diversifiée d'ordinateurs: des micro-ordinateurs (PC ou Mac) aux stations de travail sous Unix et des serveurs de données aux ordinateurs de bureaux connectés en réseau ou utilisés de façon autonome. Infrastructure réseaux Les périphériques: Reliés à l'ordinateur, de multiples périphériques permettent d'assurer diverses fonctions et deviennent de plus en plus indispensables: - le matériel d'acquisition des données: scanner, table à digitaliser.. - le matériel de stockage des données: disques durs, CD Rom, DVD... - le matériel de visualisation des données: écrans traditionnels, écrans plats, portables... - le matériel d'impression des données: imprimantes, traceurs...

25 PRINCIPALES COMPOSANTES MATERIELS - LOGICIELS - APPLICATIFS OFFRE LOGICIELS ET MATERIELS TRES DIVERSIFIEE Les critères qui jouent sur le choix des outils et de l architecture : La taille de l organisation La nature du domaine de l activité SIG : métier ou territoire L envergure de l activité SIG : un ou plusieurs métiers concernés? La place du SIG dans l activité de l organisation: raison d être de l organisation ou moyen parmi d autres de travail Le mode d utilisation du SIG : ponctuel sur étude ou routinier comme support de l activité Le degré d ouverture du SIG : système ouvert sur l extérieur ou clos sur ses données internes, part des données externes dans le système, échange de données, diffusion de documents. Le type de production du SIG : cartes d analyses, plans complexes, documents de communication La culture informatique de l équipe

26 MATERIELS - LOGICIELS - APPLICATIFS Croisement des besoins avec les objectifs stratégiques des décideurs CONCLUSION SIG outils indispensable de gestion de planification et de décision Rapidité dans la prise de décision Rapidité dans l exécution des tâches facilité et rapidité à l accès à l information SIG : difficultés non techniques mais organisationnelles et structurelles Nécessité d une démarche pragmatique de mise en place de projets