Tutoriel pour débutant sur QGIS Yverdon-les-bains, le 30 novembre 2015

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1 DÉBUTER AVEC QGIS Tutoriel pour débutant sur QGIS Yverdon-les-bains, le 30 novembre 2015 Yunis Darbellay, Denis Spycher Haute Ecole d Ingénierie et de Gestion du Canton de Vaud - HEIG-VD Département comem + Filière Ingénierie des médias Classe MM42 Enseignants Olivier Ertz, Daniel Rappo Avenue des Sports 20 Ch-1400 Yverdon-les-bains

2 Débuter avec QGIS Tutoriel pour débutant sur QGIS Page 1/18 Table des matières 1 Introduction Qu est-ce que ce document? Quelques définitions Qu est-ce qu un SIG? Quelles sont les données traitées par un SIG? Données géographiques Représenter des données sous QGIS Système de coordonnées Format des fichiers Début du Tutoriel Que pouvons-nous voir sur cette carte? Regroupement des communes Isolation du canton de Vaud Intégration d une couche WMS Ajout de données Open Street Map Conclusion Webographie... 18

3 Débuter avec QGIS Tutoriel pour débutant sur QGIS Page 2/18 1 Introduction 1.1 Qu est-ce que ce document? Bienvenue sur ce manuel d utilisation développé dans le cadre du cours de GéoInf enseigné par M. Daniel Rappo et M. Olivier Ertz à la Haute École d Ingénierie et Gestion du canton de Vaud. Ce document a pour but de vous servir de guide dans la découverte du logiciel QGIS dans sa version , ainsi qu une introduction au programme à l aide d un tutoriel. Nous allons passer ensemble au travers des étapes suivantes : vous apporter des explications sur les termes de SIG (système d'informations géographiques) et sur les de données utilisées dans ce cadre. vous aider à installer et à comprendre le fonctionnement de QGIS (2.10). vous aider à prendre en main le logiciel via un travail pratique. 1.2 Quelques définitions Qu est-ce qu un SIG? SIG est l acronyme de Système d Information Géographique. Un tel outil est en mesure d organiser et de représenter des données référencées spatialement, ainsi que de visualiser des cartes et plans. Voici une liste non exhaustive des traitements réalisable à l aide d un SIG : Afficher ou concevoir une carte (ce qui n est pas la même cho se!) Analyser des données attributaire pour créer une couche informative sur une carte Traitement de données, afin d obtenir des informations supplémentaires (taux de pénétration d un marché via les clients actuels et potentiels par exemple) Quelles sont les données traitées par un SIG? Notre SIG va travailler avec un certain type de données géographique. Nous ne pouvons pas faire entrer n importe quoi dans notre logiciel et il est important de comprendre en quoi ces données diffère. Voici un listing des différents types de données traitées dans notre SIG : On commence avec les données géométriques. Ces dernières nous apportent une information sur la forme et l emplacement d un objet.

4 Débuter avec QGIS Tutoriel pour débutant sur QGIS Page 3/18 Nous avons ensuite les données attributaires. Il s agit d un ensemble d informations descriptives sur un objet. Il existe des données de style liées à un objet. Ces derniers se caractérise par des couleurs, des types de traits etc Données de style Données géométriques Figure 1: Accueil de QGIS Données attributaires Figure 2: Exemple de données d'un fichier.shp Données géographiques Ce type de données se divise en deux sous-catégories : Vectorielle Raster

5 Débuter avec QGIS Tutoriel pour débutant sur QGIS Page 4/ Vectorielle Ces données sont représentées via des ensembles de coordonnées mathématiques. Ce sont des points, des lignes, des polygones. Par exemple la représentation d une ligne sous forme vectorielle se fait via ses coordonnées de départ et d arrivée. Figure 3: Exemple de données vectorielles Raster Un raster lui ne comporte pas de la même manière. Ce dernier est en réalité une matrice composée de points (pixels). Figure 4: Exemple de données raster

6 Débuter avec QGIS Tutoriel pour débutant sur QGIS Page 5/18 Dans un SIG les données raster représentent une image numérisée d un plan. Donnée vectorielle Donnée raster Figure 5: Différence vecteurs - rasters Représenter des données sous QGIS Le système de de représentation de données sous QGIS doit être perçu comme des calques que l on va superposés et nous ainsi nous apporté de l information. Lacs Cantons Carte Suisse Figure 6: Exemple de couches

7 Débuter avec QGIS Tutoriel pour débutant sur QGIS Page 6/ Système de coordonnées On est en droit de se demander comment fonctionne le système de coordonnées. Comment un lac se place au bon endroit sur notre carte? QGIS passe par le biais du SCR acronyme de Système de Coordonnées de Référence. Ce dernier lui permet de comprendre quel système de coordonnées est utilisé, afin de superposer les couches de façon cohérente. En ce qui concerne la Suisse et le Lichtenstein, le SCR utilisé est le CH1903 / LV03, afin d obtenir plus d information sur cette norme, rendez-vous à l adresse suivante : Format des fichiers QGIS permet d ouvrir un bon nombre de fichiers, principalement des fichiers vectoriels. Parmi les plus utilisés figurent des fichiers au format.shp, appelés shapefile. Ces trois lettres sont l abréviation de «shape» signifiant «forme» en anglais. Ce format contient toute l'information liée à la géométrie des objets pouvant être des polygones, des points et/ou des lignes. Il faut savoir qu un fichier.shp est toujours accompagné de deux autres fichiers ayant le même nom mais une extension différente. Ce sont les fichiers.dbf, contenant les données attributaires relatives aux objets ainsi qu un fichier.shx, qui stocke l'index de la géométrie.

8 Débuter avec QGIS Tutoriel pour débutant sur QGIS Page 7/18 2 Début du Tutoriel Nous allons commencer le travail pratique. L objectif sera de concevoir la carte ci-dessous. Cette carte représente la Suisse et elle isole les communes du district d Aigle. Elle met en avant les lieux d intérêts entourant une zone à risque en cas de crues (pharmacie, abri, eau potable etc ). Voici le résultat que nous voudrons obtenir : Le tutoriel existe aussi sous format vidéo, avec le lien suivant : Figure 7: Résultat final du tutoriel Il faut dans un premier temps télécharger le fichier zip disponible à l adresse suivante : Ce dossier contient l ensemble des fichiers que nous utiliserons au cours de ce travail pratique. Il faut ensuite télécharger et installer le logiciel QGIS sur votre poste de travail. Une fois que tout cela sera fait, vous pouvez lancer le logiciel. Nous allons ouvrir notre premier fichier shape sous QGIS. Pour ce faire, utiliser l outil «Ajouter une couche vecteur» puis cliquez sur «Parcourir» et choisissez le fichier nommé communes.shp. Dans le cadre de ce tutoriel, l encodage utilisé est le latin1. Il est important de connaitre l encodage de vos fichiers sans quoi ces derniers risques de présenter des erreurs d affichage une fois ouvert sur QGIS. 2.1 Que pouvons-nous voir sur cette carte? Cette carte représente toutes les communes Suisse. L affichage des couleurs, peut varier d un utilisateur à un autre. Dans notre cas, nous voulons changer la couleur afin de mieux

9 Débuter avec QGIS Tutoriel pour débutant sur QGIS Page 8/18 distinguer les frontières entre les communes et avoir un résultat plus esthétique. Pour ce faire, double-cliquez sur la couche. Un nouveau panneau s ouvre à vous. Figure 8: Shapefile de la Suisse avec communes Afin de changer l aspect visuel de la couche, allez sous l onglet «Style». Vous pouvez choisir la couleur parmi une large palette, dans le cadre de notre tutoriel, nous allons utiliser la couleur prédéfinie «Land». Vous pouvez aussi changer l aspect des bordures, l opacité et plein de paramètres en cliquant sur «Remplissage simple». Figure 9: Changer la couleur de fond de la couche des communes Vous avez peut-être remarqué que les lacs n étaient pas apparents sur la carte. En effet, notre couche ne les intègre pas et ces derniers ont été traités à part, sur un autre fichier.

10 Débuter avec QGIS Tutoriel pour débutant sur QGIS Page 9/18 Afin de les intégrer à notre carte pour un meilleur rendu, vous pouvez ajouter une nouvelle couchée, nommée lac.shp de la même manière que précédemment. Nous avons ici aussi changé la couleur pour cette couche, en choisissant le paramètre prédéfini «Water». Figure 10: Changer la couleur de fond de la couche des lacs 2.1 Regroupement des communes Tout ceci est très joli, mais offre peu de visibilité. Imaginons que nous souhaiterions avoir un calque représentant le contour de la Suisse sans pour autant avoir de délimitation entre les communes. Nous pourrions ouvrir un vecteur contenant une telle forme, mais comment faire si nous n avions pas en notre possession un tel fichier? Pour cela il faudrait fusionner toutes les communes en un seul bloc, représentant toute la Suisse. QGIS propose une palette d outil de traitement nous permettant de parvenir à nos fins. Pour regrouper les communes nous allons traiter le vecteur contenant ces dernières. Il faut donc aller dans l onglet «Vecteur Outils de géotraitement Regrouper». Il faut sélectionner le calque que vous voulez traiter, puis dans les champs de catégories «Tout regrouper», afin de créer un ensemble et il faut sélectionner la destination du nouveau calque générer par notre regroupement.

11 Débuter avec QGIS Tutoriel pour débutant sur QGIS Page 10/18 Figure 11: Regroupement des communes Une fois le regroupement fait, nous pouvons apercevoir quelques impuretés. Il reste des contours au milieu de la carte. Ceci est dû à une mauvaise génération du fichier par son créateur. Nous allons épurer ceci en supprimant tous les contours. Pour ce faire on va travailler sur le style du nouveau calque. «Style Remplissage simple Style de la bordure Pas de bordure». Voici le résultat que vous devriez obtenir. Figure 12: Changer le style des traits 2.2 Isolation du canton de Vaud Si on sélectionne la couche avec toutes les communes et qu on sélectionne l outil «Ouvrir la table d attributs», on peut voir que les fichiers regorgent d informations. Ces dernières sont triées par colonnes. Grace à ce tableau, nous pouvons mieux comprendre comment le

12 Débuter avec QGIS Tutoriel pour débutant sur QGIS Page 11/18 regroupement des communes a eu lieu. En effet, il a regroupé toutes les informations en une seule ligne. Dans la table d attributs, nous pouvons voir que la colonne KT représente les cantons, euxmêmes classés par numéros. Le canton de Vaud est lui représenté par le numéro 22. Ce que nous voulons faire est garder toutes les communes du canton de Vaud et supprimer les autres. Pour ce faire, il existe deux méthodes. Vous pouvez d une part activer le mode édition et sélectionner les communes à supprimer, mais cette technique prend énormément de temps. Vous pouvez aussi utiliser l outil de sélection d entité. Figure 13: Filtrer le contenu de la table des attributs Via cette interface, vous pouvez saisir des requêtes et expressions de sélection. Pour sélectionner les cantons à supprimer, sélectionner l option «Champs et valeurs», puis KT (pour canton). KT apparait entre guillemets sur la gauche et vous pouvez entrer votre expression de sélection. Dans notre cas, tous les cantons différents de 22, qui se traduit de la façon suivante :

13 Débuter avec QGIS Tutoriel pour débutant sur QGIS Page 12/18 Figure 14: Console des expressions Validez votre sélection, activez le mode édition, supprimer les colonnes et observez le résultat. Nous avons donc le canton de Vaud avec toutes ses communes et nous pouvons passer à l étape suivante. On va maintenant essayer d isoler la région d Aigle. Sachant que les communes nous intéressant appartiennent toutes au district Via un peu de «styling» on souhaiterait obtenir le résultat suivant : Figure 15: Isolation du district d'aigle 2.3 Intégration d une couche WMS Nous allons maintenant nous amuser à intégrer un web map service qui nous permettra d intégrer de l information supplémentaire sur notre carte. Ces informations proviennent d une source externe, dans notre cas il s agit d informations en provenance de Geo Admin.

14 Débuter avec QGIS Tutoriel pour débutant sur QGIS Page 13/18 Pour ce faire, allez sous couche et puis sous ajouter des couches d un server WMS. Il faut ensuite paramétrer une nouvelle connexion WMS en indiquant donnant un nom à notre connexion et en indiquant l url sur laquelle nous allons puiser de l information. Il nous suffit ensuite de nous connecter et d ajouter des couches de notre choix. Dans le cadre de cet exercice nous allons ajouter la couche : Niveaux de danger de crues. Dans le district d Aigle deux points sont apparus. Attention si l on sélectionne la couche générée, et que l on souhaite ouvrir la table d attribut on se rencontre que cela n est pas possible. Le serveur WMS nous renvoie uniquement des images de ce fait l information reçue peut difficilement interprétable. Dans ce cas, nous savons qu il s agit de zones à risque en cas de forte intempérie, sans pour autant savoir pourquoi ces zones sont risquées ou sur quelles chiffres se base cette information. Nous allons tout de même travailler avec cette couche dans le cadre de cette carte thématique. Figure 16: Ajout d'une couche WMS 2.4 Ajout de données Open Street Map Nous voulons afficher des routes, les bâtiments et autres informations offrant une bonne visibilité et un bon rendu cartographique. Pour ce faire, nous allons télécharger les données OpenStreetMap sur la couche de la région d Aigle. Ces données sont enregistrées sous un système de coordonnées de référence EPSG : 4326, qui est donc différent du nôtre. Il est donc indispensable d ajuster notre système de coordonnées afin d éviter toutes erreurs. Pour ce faire, cliquez en bas à droite sur EPSG : et sélectionnez EPSG : 4326.

15 Débuter avec QGIS Tutoriel pour débutant sur QGIS Page 14/18 Vous pouvez maintenant importer les données OpenStreetMap de la façon si dessous. Figure 17: Insertion de données OSM Dans le même menu vecteur, il faut convertir le fichier OSM en base SpatiaLite afin de pouvoir la travailler. Chercher le fichier.osm généré précédemment et lancer la conversion. Ceci a créé une base de données. Toujours dans l onglet vecteur, il faut exporter la topologie OSM en SpatiaLite. Sélectionnez la base de données générée plus tôt et cliquez sur «Charger depuis une base». Ceci va afficher toute une série de données disponibles sur la base de données. Ces données peuvent être exportées selon trois types ; les points, les lignes et les polygones. Toujours sur la même fenêtre, pour les points, cochez «name» et «amenity». «Name» nous donne des informations sur le nom des objets et «amenity» sur le type des objets (banque, toilettes etc). Nous avons récupérer énormément d informations, mais dans le cadre de notre carte seul certaines nous intéresse. Nous allons donc supprimer dans la table attributaire tout ce qui n est pas parking, shelter, police, pharmacy, restaurant, hospital, drinking_water et fuel. Pour cela ouvrez l outil de sélection et tapez la commande suivante : "amenity" = 'parking' OR "amenity" = 'shelter' OR "amenity" = 'police' OR "amenity" = 'pharmacy' OR "amenity" = 'restaurant' OR "amenity" = 'hospital' OR "amenity" = 'drinking_water' OR "amenity" = 'fuel' Vous pouvez ensuite inverser la sélection et supprimer le reste. Nous allons maintenant intégrer les routes. Pour ce faire, cliquez sur «polylignes», rechargez depuis la base et sélectionnez «highway», «railway», «oneway» et «maxspeed».

16 Débuter avec QGIS Tutoriel pour débutant sur QGIS Page 15/18 Pour finir nous allons intégrer les bâtiments. Sélectionner les polygones pour le type d export et tous les champs commençant par «addr :», «name», «amenity» et «parking». Trois nouveaux calques se sont créés. Toutes ces couches s affichent avec un style par défaut. Le tout devrait ressembler à cela : Figure 18: Affichage des points, lignes et polygones Il est possible de styliser ces couches à la main, mais afin de faciliter notre travail nous allons utiliser un style existant. Double-cliquez sur la couche des points. En bas de la fenêtre, vous pouvez voir un menu déroulant style. En le sélectionnant vous pouvez charger un fichier. Ouvrez le fichier stylepoint.qml. Ce style va apporter de la mise en page à nos points. En regardant de plus près, nous pouvons constater que les règles de style s appliquent à certains éléments qui ne nous intéressent pas comme les poubelles. Nous allons supprimer les styles des poubelles, bars et cafés et en rajouter pour les objets sélectionnés précédemment. Par exemple pour les hôpitaux, on filtre les objets qui ont l attribut amenity équivalent à hospital, pour qu ils affichent une croix rouge. Il faut faire de même avec fuel, drinking_water, pharmacy, shelter et police.

17 Débuter avec QGIS Tutoriel pour débutant sur QGIS Page 16/18 Figure 19: Modification du style des points Vous êtes libre de créer les règles que vous voulez, mais en ce qui nous concerne voilà à quoi ressemble notre tableau après avoir traité nos différents types de points. Figure 20: Affichage des styles de la couche des points Appliquez les styles stylepolygone.qml et styleligne.qml aux calques respectifs. On peut à nouveau voir que des styles ont été appliqués en fonction de la valeur des colonnes. Nous voulons mettre les bâtiments universitaires d une autre couleur, afin de les différentier des autres bâtiments, car ces derniers pourraient être utilisés comme refuge pour les potentiels sinistrés. Observons d abord la liste des attributs de la couche des polygones, ainsi

18 Débuter avec QGIS Tutoriel pour débutant sur QGIS Page 17/18 que leurs valeurs. Nous voyons que les bâtiments ayant pour valeur «yes» sont en gris. Nous voyons également que certains bâtiments ont comme valeur dans «amenity» school, university ou college. C est donc ici qu il faut viser. Pour ce faire, nous allons éditer la règle existante pour utiliser une couleur plus voyante comme du rouge par exemple, afin que ces lieux se démarque plus facilement de la carte. Vous pouvez constater que malgré la règle, rien ne change. C est explicable par le fait que le rendu de building est fait après notre règle concernant les collèges. Pour parer ce défaut, cliquez sur «Ordre de rendu» et mettez une valeur supérieure à celle de building pour qu elle s affiche par-dessus, ainsi vous devriez obtenir ce résultat : Figure 21: Résultat final 3 Conclusion Nous avons réussis en quelques opérations à générer une carte personnalisée qui permettrait à des services comme ceux de la protection afin d obtenir des informations sur les points d intérêts entourant une zone à risque lors de fortes intempéries. Nous avons vu au cours de ce tutoriel qu une partie infime de l éventail de possibilité offertes par un logiciel comme QGIS. N hésitez pas à consulter d autres tutoriels liés à ce logiciel et d essayer d autres outils afin de maitriser toutes ses subtilités.

19 Débuter avec QGIS Tutoriel pour débutant sur QGIS Page 18/18 4 Webographie Site officiel QGIS QGIS selon Wikipedia Définition d un SIG Le service suisse geo-admin es_wms.html Librairie de couches sur toposhop 5 Tableau des Illustrations Figure 1 Accueil QGIS, p3 Figure 12 Changer le style des traits, p10 Figure 2 Exemple de données d'un fichier.shp, p3 Figure 13 Filtrer le contenu de la table des attributs, p11 Figure 3 Exemple de données vectorielles, p4 Figure 14 Console des expressions, p12 Figure 4 Exemple de données raster, p4 Figure 15 Isolation du district d'aigle, 12 Figure 5 Différence vecteurs rasters, p5 Figure 16 Ajout d'une couche WMS, p13 Figure 6 - Exemple de couches, p6 Figure 17 Insertion de données OSM, p14 Figure 7 Résultat final du tutoriel, p7 Figure 18 Affichage des points, lignes et polygones, p15 Figure 8 Shapefile de la Suisse avec communes, p8 Figure 19 Modification du style des points, 16 Figure 9 Changement de couleur des communes, p8 Figure 20 Affichage des styles de la couche des points, 16 Figure 10 Changer la couleur de la couche des lacs, p9 Figure 21 Résultat final, p.17 Figure 11 Regroupement des communes, p10