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Glossaire analyse Processus d identification d une question ou d un problème à résoudre, de modélisation de ce problème, de recherche des résultats de modélisation, d interprétation des résultats, assorti éventuellement d une recommandation. annotation Dans ArcGIS, texte ou graphiques sur une carte pouvant être sélectionnés, positionnés et modifiés individuellement par l utilisateur du logiciel. Le texte peut représenter des attributs d entités ou des informations supplémentaires. Les annotations peuvent être saisies manuellement par l utilisateur ou créées à partir d étiquettes. Elles sont stockées dans un document ArcMap sous forme de texte ou d éléments graphiques, ou dans une géodatabase sous forme d une classe d entités. ArcIMS Le logiciel ESRI permet l hébergement et la diffusion centralisés de cartes SIG, de données et d applications de cartographie sous forme de services Web. L infrastructure administrative permet aux utilisateurs de créer des fichiers de configuration, de publier des services, de concevoir des pages Web et de gérer des serveurs spatiaux ArcIMS. Personnalisable à de nombreux niveaux, ArcIMS prend en charge les plates-formes Windows, Linux et UNIX. ArcSDE Logiciel serveur fournissant une passerelle de stockage, de gestion et d utilisation des données spatiales dans l un des systèmes de gestion de bases de données commerciaux suivants : IBM DB2 UDB, IBM Informix, Microsoft SQL Server et Oracle. Applications client ArcSDE communes incluant ArcGIS Desktop, ArcGIS Server et ArcIMS. ArcToolbox Interface utilisateur dans ArcGIS permettant d accéder et d organiser un ensemble d outils de géotraitement, de modèles et de scripts. ArcToolbox et ModelBuilder sont utilisés conjointement pour effectuer le géotraitement. attribut 1. Information caractéristique d une entité géographique d un SIG, généralement stockée dans une table et liée à l entité par un identifiant unique. Les attributs d un fleuve, par exemple, peuvent être son nom, sa longueur, sa profondeur moyenne, etc. 2. Dans les jeux de données raster, information associée à chaque valeur unique des cellules. 3. Information cartographique qui définit la manière dont les entités sont affichées et étiquetées sur une carte. Les attributs cartographiques d un fleuve peuvent être, par exemple, l épaisseur de ligne, la longueur de ligne, la couleur et la police de caractères. attribut de clé Voir clé primaire. base de données géographiques Voir géodatabase (GBD). carte 1. Représentation graphique, sur une surface plane, des entités physiques d une partie ou de la totalité de la Terre ou d autres étendues, ou encore du ciel, à l aide de formes représentant les objets et de symboles décrivant leur nature, à une échelle dont la fraction représentative est inférieure à 1:1. Les cartes utilisent généralement une projection déterminée et indiquent la direction d orientation. 2. Représentation graphique d informations géographiques ou spatiales. 3. Document utilisé dans ArcMap permettant d afficher et de travailler sur des données géographiques. Dans ArcMap, une carte comporte une ou plusieurs couches de données géographiques, contenues dans des blocs de données, ainsi que divers éléments cartographiques complémentaires tels qu une barre d échelle.
cartographie Art et science permettant d exprimer graphiquement, en général à l aide de cartes, les entités naturelles et sociales de la Terre. catalogue d images Ensemble de jeux de données raster définis dans une table de format quelconque, dans laquelle les enregistrements définissent les jeux de données raster qui figurent dans le catalogue. Un catalogue d images permet d afficher des jeux de données raster contigus ou superposés sans avoir à les mosaïquer dans un seul grand fichier. classe d entités Ensemble d entités géographiques ayant le même type de géométrie (point, ligne ou polygone, par exemple), les mêmes attributs et la même référence spatiale. Les classes d entités peuvent être autonomes dans une géodatabase ou être intégrées à des fichiers de formes, des couvertures ou d autres jeux de classes d entités. Elles permettent de grouper des entités homogènes dans une seule unité à des fins de stockage. Les autoroutes, routes nationales et routes départementales, par exemple, peuvent être regroupées au sein d une classe d entités linéaires nommée routes. Dans une géodatabase, les classes d entités peuvent également servir à stocker des annotations et des cotes. classe d entités VPF Voir classe d entités. classe de relations Elément de la géodatabase, qui stocke des informations sur une relation. Une classe de relations apparaît en tant qu élément de l arborescence ou de la fenêtre de détails d ArcCatalog. clé Voir clé primaire. clé attributaire Voir clé primaire. clé primaire Colonne ou ensemble de colonnes d une base de données identifiant de façon unique chaque enregistrement. La clé primaire interdit toute valeur dupliquée et ne peut pas être nulle. couche 1. Dans ArcGIS, référence à une source de données, telles qu une couverture, une classe d entités de géodatabase, un raster, etc., qui définit la manière dont les données doivent être symbolisées sur une carte. Les couches peuvent également définir d autres propriétés (exemple : les entités de la source de données à inclure). Les couches peuvent être stockées dans des documents ArcMap (.mxd) ou enregistrées sous forme de fichiers de couche individuels (.lyr). Le concept des couches correspond à celui des thèmes dans ArcView GIS 3.x. 2. Classe d entités autonome d une géodatabase gérée avec SDE 3 ou ArcSDE. couverture Modèle de données permettant le stockage d entités géographiques. Une couverture contient un ensemble de données associées par thème, considéré comme une unité. Elle représente habituellement une seule couche, telle que des sols, des cours d eau, des routes ou l occupation des sols. Dans une couverture, les entités sont conservées à la fois sous forme d entités principales (points, arcs, polygones) et d entités secondaires (tics, liens et annotation). Les attributs des entités sont décrits et stockés séparément, dans des tables d attributs d entités. Les couvertures ne peuvent pas être modifiées dans ArcGIS 8.3 et les versions ultérieures. domaine Groupe d ordinateurs et de périphériques d un réseau, gérés comme une seule unité avec des règles et des procédures communes. Sur Internet, un domaine est défini par une adresse IP (Internet Protocol). Tous les périphériques qui partagent une partie de l adresse IP appartiennent au même domaine. données Ensemble de faits liés disposés dans un format particulier. Il s agit souvent des éléments d information de base produits, stockés ou traités par un ordinateur. données géographiques Informations relatives aux entités réelles, notamment leur forme, leur emplacement et leur description. Les données géographiques sont composées de données spatiales et de données attributaires. 118 Qu est-ce que ArcGIS 9.1?
données spatiales 1. Informations sur la position et la forme des entités géographiques et sur les relations entre ces entités, généralement stockées sous forme de coordonnées et de topologie. 2. Toute donnée pouvant être représentée sur une carte. entité linéaire Voir ligne. entité polygone Dans le logiciel ESRI, représentation numérique d un lieu ou d un objet dont la zone s affiche à une échelle particulière, comme un pays sur une carte mondiale ou une parcelle sur une carte des parcelles. Les entités polygones comportent une géométrie de polygone. Voir aussi polygone. entité polylinéaire Dans ArcGIS, représentation numérique d un lieu ou d un objet dont la longueur s affiche à une échelle particulière (et pas la zone), comme une rivière sur une carte mondiale ou une rue sur un plan de ville. Les entités polylinéaires comportent une géométrie de polyligne. Voir aussi polyligne. entité ponctuelle Dans le logiciel ESRI, représentation numérique d un lieu ou d un objet trop petit pour afficher une zone ou une longueur à une échelle donnée comme une ville sur une carte mondiale ou un bâtiment sur un plan de ville. Une entité ponctuelle peut également servir à représenter un lieu ou un objet dont la nature ne comporte aucune longueur comme un sommet de montagne ou un foudroiement. Les entités ponctuelles comportent une géométrie ponctuelle. Voir aussi point. extensible Markup Language (XML) Créé par le World Wide Web Consortium (W3C), le langage XML est une norme destinée à la création de formats de texte conçus pour faciliter l échange de données entre applications informatiques. Le langage XML est un ensemble de règles permettant de créer des formats d information normalisés à l aide de balises personnalisées, et de partager format et données entre différentes applications. extraction Procédure qui enregistre la duplication des données d une géodatabase dans une autre et désactive les données d origine afin qu il ne soit pas possible d accéder aux deux versions (ou de les enregistrer) en même temps. fichier de formes Format de stockage des données vectorielles permettant d archiver l emplacement, la forme et les attributs des entités géographiques. Un fichier de formes est stocké dans un jeu de fichiers associés et contient une classe d entités. GBD Voir géodatabase (GBD). géocodage Processus de recherche d une adresse sur une carte. L adresse peut être représentée par des coordonnées x,y ou une entité telle qu un segment de rue, une adresse de distribution postale ou un bâtiment. Dans SIG, le géocodage nécessite un jeu de données de référence contenant des attributs d adresse pour les entités géographiques de la zone qui vous intéresse. géocodage d adresses Voir géocodage. géodatabase (GBD) Ensemble de jeux de données géographiques à utiliser dans ArcGIS. Il existe différents types de jeux de données géographiques, notamment des classes d entités, des tables attributaires, des jeux de données raster, des jeux de données réseau, des topologies, etc. géodatabase d entreprise Voir géodatabase multi-utilisateurs. géodatabase d extraction Géodatabase personnelle ou ArcSDE contenant des données extraites d une géodatabase principale. géodatabase multi-utilisateurs Géodatabase gérée dans un serveur SGBDR par ArcSDE. Les géodatabases multi-utilisateurs sont parfois très volumineuses et prennent en charge de nombreux éditeurs concurrents. Elles sont prises en charge par les différents SGBDR du marché, notamment par Oracle, Microsoft SQL Server, IBM DB2 et Informix. Glossaire 119
géodatabase personnelle Géodatabase stockant les données dans un système de gestion de bases de données relationnelle (SGBDR) mono-utilisateur. Une géodatabase personnelle peut être consultée simultanément par plusieurs utilisateurs, mais l enregistrement de données ne peut être effectué que par un seul utilisateur à la fois. géométrie Mesures et propriétés de points, de lignes et de surfaces. Dans un SIG, la géométrie permet de représenter le composant spatial d entités géographiques. Une classe de géométrie ArcGIS est dérivée de la classe abstraite Geometry pour représenter une forme telle qu un polygone ou un point. géoréférencement Attribution des coordonnées d un système de référence connu, par exemple, latitude/longitude, transversale universelle de mercator (UTM) ou State Plane aux coordonnées de page d une carte raster (image) ou planaire. Le géoréférencement de données raster permet de les visualiser, de les interroger et de les analyser avec d autres données géographiques. géotraitement Opération SIG permettant de manipuler des données SIG. Généralement, une opération de géotraitement consiste à prendre un jeu de données en entrée, à effectuer une opération sur ce jeu de données, puis à renvoyer le résultat de l opération dans un jeu de données en sortie. Les opérations de géotraitement les plus couramment utilisées sont la superposition d entités géographiques, la sélection et l analyse d entités, le traitement topologique, le traitement raster et la conversion de données. Le géotraitement permet de définir, de gérer et d analyser les informations utilisées lors de la prise de décision. Global Positioning System (GPS) Constellation de 24 satellites d émission radio déployés par le ministère de la défense des Etats-Unis et utilisés pour des localisations sur la surface de la Terre. Ces satellites en orbite émettent des signaux qui permettent à un récepteur GPS situé n importe où sur la Terre de calculer sa propre position par triangulation. Ce système est utilisé dans la navigation, la cartographie, l arpentage et d autres applications dans lesquelles un positionnement précis est nécessaire. GPS Voir Global Positioning System (GPS). image Représentation raster ou description d une scène, généralement créée à l aide d un dispositif optique ou électronique tel qu une caméra ou un radiomètre à balayage. Les exemples les plus courants sont les données détectées à distance (les données satellite, par exemple), les données scannées et les photographies. Les images sont stockées en tant que jeu de données raster de valeurs binaires ou entières représentant l intensité de la lumière réfléchie, de la chaleur, du son et d autres plages de valeurs contenues dans le spectre électromagnétique. Une image peut contenir un ou plusieurs canaux. insertion Procédure permettant de transférer une copie des données dans la géodatabase principale, en remplaçant la copie d origine et en l activant, afin qu elle soit accessible (et puisse être enregistrée) à partir de cet emplacement. jeu de classes d entités Ensemble de classes d entités stockées ensemble et qui partagent la même référence spatiale. Autrement dit, elles ont le même système de coordonnées et leurs entités se situent au sein d une même zone géographique. Les classes d entités possédant des types de géométrie différents peuvent être stockées dans un jeu de classes d entités. jeu de classes d entités DAO Représentation des entités d un fichier DAO dans la structure d une géodatabase. Un jeu de classes d entités DAO se compose de cinq classes d entités en lecture seule : points, lignes, polygones, annotation et tables Les formats pris en charge par ArcGIS sont les suivants : DWG (AutoCAD), DXF (AutoDesk Drawing Exchange Format) et DGN (format de fichier Microstation par défaut). jeu de données Ensemble structuré de données quelconques avec un thème commun. jeu de données DAO Voir jeu de classe d entités DAO. jeu de données géographiques Ensemble structuré de données d une géodatabase ayant un thème commun. 120 Qu est-ce que ArcGIS 9.1?
jeu de données VPF Voir vector product format (VPF). jointure relationnelle Opération par laquelle deux tables de données sont définitivement fusionnées par un champ commun, appelé clé primaire. ligne Forme qui possède une longueur et une direction mais pas de superficie, et qui connecte au moins deux coordonnées x,y. Les lignes représentent des entités géographiques trop étroites pour pouvoir être représentées par une surface à une échelle donnée ; il peut s agir de contours, d axes de rues, de cours d eau ou d entités sans superficie qui constituent les contours de polygones (des frontières entre pays, par exemple). métadonnées Informations décrivant le contenu, la qualité, la condition, l origine et d autres caractéristiques des données ou informations. Les métadonnées de données spatiales peuvent renseigner sur leur sujet, le mode, la date, le lieu et l auteur de leur collecte, leur précision, leur disponibilité et leur diffusion, leur projection, leur échelle, leur résolution ainsi que leur fiabilité par rapport à la norme applicable. Les métadonnées fournissent des propriétés et une documentation. Les propriétés proviennent de la source de données (par exemple, le système de coordonnées et la projection des données), tandis que la documentation est saisie manuellement (mots-clés utilisés pour décrire les données). mise à jour en mode déconnecté Processus de copie des données vers une autre géodatabase, de mise à jour de ces données puis de fusion des mouvements avec les données de la géodatabase source ou principale. MNA Voir modèle numérique d altitude (MNA). mode continu Technique permettant de transférer des données, généralement via Internet, dans un flux en temps réel au lieu de les stocker d abord dans un fichier local. Le mode continu permet d afficher des fichiers multimédia volumineux avant que la totalité du fichier ne soit téléchargée sur l ordinateur d un client. Lorsque le client (ordinateur local) reçoit les données, un logiciel les décompresse pour les interpréter et les afficher rapidement. ModelBuilder Application de géotraitement d ArcGIS utilisée dans ArcToolbox pour créer graphiquement un modèle ou un script de géotraitement. modèle 1. Abstraction et description de la réalité utilisées pour représenter des objets des processus ou des événements. 2. Ensemble de procédures analytiques clairement définies utilisé pour déduire de nouvelles informations à partir de données en entrée. 3. Ensemble de règles et de procédures destinées à représenter un phénomène ou à prévoir un résultat. En géotraitement, un modèle est constitué d un processus ou d une séquence de processus reliés les uns aux autres. Il est créé dans ModelBuilder ou à l aide d un script utilisant Python et d autres langages de script. 4. Représentation de données de la réalité, par exemple le modèle de données vectorielles. modèle de données 1. Dans SIG, paradigme mathématique permettant de représenter des objets géographiques ou des surfaces sous forme de données. Le modèle de données vectorielles représente la géographie sous forme d ensembles de points, de lignes et de polygones, le modèle de données raster sous forme de matrices de cellules stockant des valeurs numériques et le modèle de données TIN sous forme d ensembles de triangles contigus non superposés. 2. Dans ArcGIS, ensemble de spécifications de conception de base de données pour les objets d une application SIG. Un modèle de données décrit les couches thématiques utilisées dans l application (par exemple, des pays, des routes et des restaurants), leur représentation spatiale (par exemple, un point, une ligne ou un polygone), leurs attributs, leurs règles d intégrité et relations (par exemple, les rues ne peuvent pas être auto-sécantes, ou les pays doivent être inclus dans des états) ; leur présentation cartographique et la configuration requise pour les métadonnées. Glossaire 121
3. En théorie, description des règles selon lesquelles les données sont définies, organisées, recherchées et mises à jour dans un système d information (généralement un logiciel de gestion de base de données). modèle de données de géodatabase Structure des différents jeux de données géographiques et tables d une instance de géodatabase. La structure définit les objets, les règles et les relations SIG permettant d ajouter un comportement SIG et une intégrité aux jeux de données d un ensemble. modèle numérique d altitude (MNA) Représentation de valeurs d altitudes continues sur une surface topographique à l aide d un tableau de valeurs Z référencées par rapport à un datum commun. Il est généralement utilisé pour représenter le relief d un terrain. modèle numérique de terrain (MNT) Voir modèle numérique d altitude (MNA). modificateur de texte Voir attribut. multipatch Type de géométrie permettant de représenter la surface extérieure (l enveloppe) d entités qui occupent une zone discrète ou un volume dans l espace en trois dimensions. Il s agit de triangles et d anneaux 3D utilisés en combinaison pour modéliser une entité. Les multipatchs peuvent représenter tout objet, simple ou complexe, notamment les sphères, les cubes, les isosurfaces et les bâtiments. multipatch 3D Voir multipatch. National Spatial Data Infrastructure (NSDI) Infrastructure de données spatiales appartenant à l Etat fédéral et faisant référence à des sites aux Etats-Unis et aux moyens de distribuer et d utiliser ces données de façon efficace. Elle inclut les technologies, stratégies, normes et ressources humaines destinées à acquérir, traiter, stocker, diffuser et améliorer l utilisation des données géospatiales aux Etats-Unis. Développé et coordonné par le Federal Geographic Data Committee (FGDC), la NSDI regroupe des stratégies, des normes et des procédures en vue de permettre aux organisations de collaborer pour créer et partager des données géographiques. La NSDI est développée en coopération avec des organismes issus de gouvernements nationaux, locaux et tribaux, du milieu universitaire et du secteur privé. NSDI Voir National Spatial Data Infrastructure (NSDI). Oracle Fournisseur de bases de données qui propose un système de gestion de bases de données relationnelles (SGBDR) permettant de stocker des données et des objets dans des tables. Oracle fournit un accès client/serveur aux données et utilise des index, des séquences et d autres objets de bases de données afin de simplifier et accélérer la création des données, leur modification et leur disponibilité. ESRI gère un SGBDR Oracle pour stocker les données vecteur et raster utilisées par ArcSDE. outil 1. Dans ArcGIS, opérateur de géotraitement qui exécute des tâches de géotraitement spécifiques, telles que le découpage, le fractionnement, l effacement ou la création de zone tampon. Un outil peut appartenir à plusieurs jeux d outils et/ou boîtes à outils. 2. Commande qui nécessite une interaction avec l interface utilisateur pour exécuter une opération. Par exemple, avec l outil Zoom avant, un utilisateur doit cliquer ou délimiter une zone autour des données géographiques ou de la carte avant qu elle ne soit redessinée à plus grande échelle. Les outils peuvent être ajoutés à n importe quelle barre d outils. point Dans le logiciel ESRI, type de géométrie permettant de représenter des entités ponctuelles. Un point est défini par une paire unique de coordonnées x,y. Voir aussi entité ponctuelle. polygone Dans le logiciel ESRI, type de géométrie permettant de représenter des entités surfaciques. Un polygone est défini par un ou plusieurs anneaux, un anneau représentant un chemin commençant et se terminant au même point. Un polygone à plusieurs anneaux représente un polygone multi-parties. Les polygones multi-parties peuvent être séparés ou imbriqués, mais ils ne peuvent pas se chevaucher. Voir aussi entité polygone 122 Qu est-ce que ArcGIS 9.1?
polyligne Dans ArcGIS, type de géométrie permettant de représenter des entités polylinéaires. Une polyligne est définie par un ensemble de trajets (un ou plusieurs segments de ligne). Si les trajets sont réunis ou distincts, la polyligne est de type multi-parties. Voir aussi entité polylinéaire. quadrillage Voir raster. raster Modèle de données spatiales définissant l espace comme un tableau de cellules de taille égale disposées en lignes et colonnes. Chaque cellule contient une valeur attributaire et des coordonnées de position. A la différence d une structure vectorielle, qui stocke explicitement les coordonnées, les coordonnées raster sont conservées dans l ordre de la matrice. Des groupes de cellules qui partagent la même valeur représentent le même type d entités géographiques. Voir aussi vecteur. requête Interrogation permettant de sélectionner des entités ou des enregistrements dans une base de données. Les requêtes apparaissent souvent sous la forme d instructions ou d expressions logiques. réseau Ensemble de liens interconnectés constituant des trajets possibles d un emplacement à un autre. Pour les réseaux géométriques, cet ensemble comprend les tronçons, les jonctions et la connectivité entre elles. Pour les jeux de données réseau, il est constitué de tronçons, de jonctions, de courbes et d éléments d interconnexion. Un ensemble de liens interconnectés représentant une couche de rues d une ville constitue un exemple de réseau. SDTS Voir Spatial Data Transfer Standard (SDTS). SGBD Voir système de gestion de bases de données (SGBD). SGBDR Système de gestion de bases de données relationnelles. Type de base de données dans lequel les données sont organisées sur plusieurs tables. Les tables sont associées les unes aux autres via des champs communs. Les éléments de données peuvent être recombinés à partir de différents fichiers. Contrairement à d autres structures de bases de données, un SGBDR travaille à partir d hypothèses sur la manière dont les données sont reliées ou doivent être extraites de la base de données. SIG Voir système d information géographique (SIG). SOAP Simple Object Access Protocol. Protocole XML développé par Microsoft, Lotus et IBM permettant d échanger des informations entre des points dans un environnement distribué centralisé. Le protocole SOAP permet à des programmes sur différents ordinateurs de communiquer quel que soit le système d exploitation en utilisant les langages HTTP et XML d Internet pour échanger des informations. SOAP est désormais une spécification W3C. Spatial Data Transfer Standard (SDTS) Format d échange de données permettant de transférer différentes bases de données d un système informatique à un autre, en conservant le contexte et en réduisant le volume d informations externes nécessaires pour décrire les données. Toutes les agences fédérales doivent être en mesure de pouvoir mettre à disposition leurs données cartographiques numériques au format SDTS ; cette norme est largement utilisée dans de nombreux secteurs. SQL Voir SQL (Structured Query Language). Structured Query Language (SQL) Syntaxe permettant de définir et de manipuler des données d une base de données relationnelle. Conçu par IBM dans les années 70, le SQL est devenu une norme industrielle pour les langages d interrogation dans la plupart des systèmes de gestion de bases de données relationnelles. système d information géographique (SIG) Ensemble des matériels et logiciels informatiques ainsi que des données géographiques avec lesquels les utilisateurs interagissent pour intégrer, analyser et visualiser les Glossaire 123
données, identifier les relations, les schémas et les tendances et apporter des solutions aux problèmes. Ce système est destiné à la saisie, au stockage, à la mise à jour, à la manipulation, à l analyse et à l affichage des informations géographiques. Un SIG sert habituellement à représenter des cartes sous forme de couches de données qui peuvent être étudiées et utilisées à des fins d analyse. système de gestion de bases de données (SGBD) Ensemble de programmes informatiques organisant les informations contenues dans une base de données selon une structure conceptuelle et fournissant des outils destinés à la saisie, la vérification, le stockage, la modification et la récupération des données. système de gestion de bases de données relationnelles (SGBDR) Voir SGBDR. table 1. Ensemble d éléments de données organisés en lignes et colonnes. Chaque ligne représente une entité, ou un enregistrement, tandis que chaque colonne représente un champ ou une valeur attributaire unique. Une table comporte un nombre précis de colonnes tandis que le nombre de lignes peut varier. 2. Dans ArcView GIS 3.x, un des cinq types de documents que peut contenir un fichier de projet. Une table contient des données attributaires. topologie Dans les géodatabases, disposition forçant les entités ponctuelles, linéaires et surfaciques à partager une géométrie. Par exemple, les axes médians de rues et les îlots de recensement partagent une géométrie, tout comme les polygones de sol adjacents. La topologie définit et applique des règles d intégrité concernant les données (par exemple, il ne doit y avoir aucun espace entre les polygones). Elle prend en charge les requêtes de relations topologiques et la navigation (par exemple, la contiguïté et la connectivité des entités), les outils de mise à jour avancés et permet d élaborer des entités à partir de géométries non structurées (par exemple, l élaboration de polygones à partir de lignes). transaction 1. Groupe d opérations constituant une tâche opérationnelle complète, telle que l insertion d une ligne dans une table. 2. Unité logique de travail telle que définie par un utilisateur. Les transactions peuvent être des définitions de données (création d un objet), des manipulations de données (mise à jour d un objet) ou des lectures de données (sélection à partir d un objet). vecteur 1. Modèle de données basé sur des coordonnées, représentant des entités géographiques sous forme de points, de lignes et de polygones. Chaque point est représenté sous forme de paire de coordonnées unique, alors que les polygones et les lignes sont représentés sous forme de listes ordonnées de sommets. Des attributs sont associés à chaque entité, à la différence du modèle de données raster, qui associe les attributs à des cellules de grille. 2. Quantité dotée à la fois d une grandeur et d une direction. Voir aussi raster. vector product format (VPF) Format, structure et organisation standard pour les grandes bases de données géographiques s appuyant sur le modèle de données géorelationnel. version Dans les géodatabases, état supplémentaire de la base de données ; cette autre version a un propriétaire, une description, une autorisation (privée, protégée ou publique) et une version parent. Les versions ne sont pas affectées par les modifications apportées à d autres versions de la base de données. version d extraction Version créée dans une géodatabase d extraction lors de l extraction des données de cette base de données. La version créée est une copie de la version de synchronisation. Seules les modifications apportées à la version extraite peuvent être réinscrites dans la géodatabase principale. Voir aussi géodatabase d extraction. VPF Voir vector product format (VPF). XML Voir extensible Markup Language (XML). 124 Qu est-ce que ArcGIS 9.1?
Création de données avec ARCGIS - information vectorielle- J.Boulier UMR Géographie-cités CNRS Université Paris 1 Université Paris 7 Fichiers de formes (rappels) Les fichiers de formes sont stockés dans des dossiers. Un fichier de formes se compose d un ensemble de fichiers : de données vectorielles et d un fichier *.dbf (attributs des entités). Chaque fichier constitutif partage le même nom de fichier de formes. 2 1. Création d'une nouvelle source (vectorielle) vide Ouvrir ARCCATALOG Dans VOTRE REPERTOIRE CONNECTE : Bouton droite de la souris (menu contextuel) Nouveau / Fichier de formes 3 1
2 Source Nom du shape Nommer correctement le ShapeFile Ce fichier de formes sera vide au départ C est prêt : lancer ArcMap TYPE Détails de la description Informations pour réseau ou 3D 4 C est prêt : lancer ArcMap La source vide est prêt pour être peuplée Ce sera fait avec les outils de saisie d ArcMap Il suffira de la reprendre et de l éditer La nouvelle source vectorielle sera placée dans un projet (document.mxd), dans un Bloc de données (ou couche) 5 Nouveau blocs de données (couches) : affichage 6 2
Ajouter le fichier VIDE dans le projet (arcmap) vide et sans projection (shp) La source vide «essai» ne possède pas d information de référence spatiale Par défaut, les coordonnées retenues seront celles (par exemple) de l image en dessous ou du réseau routier, ou Les informations déjà projetées ne peuvent pas l être de nouveau à l affichage 7 Le «shapefile» est vide et à sélectionner Source à modifier ou remplir Jusque là, aucun champ attributaire n est rempli 8 Lancer la barre d outil de l éditeur, puis ouvrir une session et au travail!!! Menu déroulant Pour la session d édition Une session d édition fait appel à une source à modifier (Cible), des outils, des règles de capture, déplacement, des tâches particulières,.. 9 3
Autres outils de mise à jour 10 Outils d édition : interchangeables (si construction non Terminée ) Point= Intersection de Deux segments Saisie libre des points Point=centre d un segment Sur tracés existants (sélection entités au préalable) Point= Convention Intersection Universités 2 distances Paris 7 Denis Diderot et Yaoundé I, UMR Géographie-cités 11 Menu contextuel de la saisie Menu contextuel apparaissant en cours de digitalisation (clic droit) 12 4
Liste de tâches Un certain nombre de tâches, plus ou moins automatisées, sont accessibles depuis la barre d outils 13 Changer les projections? Uniquement à l affichage : - régler les propriétés des «COUCHES» ou encore des «BLOCS DE DONNEES» - si les données sont déjà projetées (c est-à-dire en dur dans un des fichiers du bloc), il ne faut pas tenter de le (re)projeter à l affichage : il faudra changer la projection via un outil d ArcToolBox 14 Affecter une projection à un bloc (pour l affichage) Menu contextuel des blocs de données 15 5
Reprojeter des données dans un autre sytème ARC TOOL BOX Outils de cartographie (ou cartography tools) Ajouter (si besoin les outils de projection) Lancer l outil ad-hoc. Ici, il s agit bien de changer les coordonnées des entités spatiales 16 6
Les bases de l Analyse des données existantes : relations, jointure et sélections J.Boulier UMR Géographie-cités CNRS Université Paris 1 Université Paris 7 1 - Positionnement du problème 2 Positionnement du problème Deux choses fondamentales apparaissent dans l analyse des IG : Les mises en relation de plusieurs tables : - Comment récupérer des données extérieures et les rendre cohérente avec la géométrie ou la table utilisée? - Comment alléger le schéma de la base de données en affectant une partie sémantique qu au moment voulu? Sélection : - Sélectionner les informations (géométriques ou attributaires) selon des critères sémantiques ou spatiaux 3 1
Association de deux tables (au moins) deux méthodes d association des données stockées dans des tables aux entités géographiques : les jointures les relations 4 2 - Relations et jointures 5 Relation ou jointure? relation relation : il est possible d'explorer les attributs reliés, mais pas de les utiliser pour définir les propriétés de la couche (symboles). Dans le cas de rapports (1-m) ou (m-n), il est nécessaire de passer par une relation. * (exemple : canton / communes : quelles sont toutes les communes dans un département observé? ) La mise en relation de tables : définit un rapport entre deux tables (également en fonction d un champ commun) Mais n annexe pas les attributs de l une à l autre 6 2
Les jointures Les jointures permettent d'établir un rapport (1-1) ou (m-1) entre la destination (qui veut on renseigner) et la source (quelles infos veut on récupérer). (exemple : canton / communes : dans quel département se trouve la commune dont j observe l enregistrement? ) En joignant deux tables, les attributs d une table sont annexés à l autre en fonction d un champ commun aux deux tables les données jointes apparaissent dans la table aux côtés des données d'origine. 7 (les jointures suite) Jointures dynamiques "à la volée" en n'enregistrant que la façon dont les tables sont liées et non pas les données elles-mêmes. («logique») Pour faire une copie permanente («physique») il faut exporter les données 8 Mise en œuvre des relations ou jointures 9 3
3 Les sélections 10 Sélections Elles représentent les opérations de base pour l'analyse. Plusieurs méthodes pour y parvenir : 1) Recherche de chaîne de caractères 11 2) Outil de sélection d'entités, en cliquant sur une entité sur la carte. - Si plusieurs entités sont superposées, elles sont toutes sélectionnées. rendre certaines couches non sélectionnables. - sélection par rectangle. Dans la table attributaire de la couche, - en cliquant sur le ou les enregistrements les entités correspondantes sont alors sélectionnées sur la carte. 3) Par requêtes attributaires ou spatiales 12 4
1 ) Niveau global Méthodes de sélection : niveaux sélectionner toutes les entités, inverser la sélection ou tout désélectionner sur une couche. tout désélectionner sur toutes les couches en même temps. 13 Sélections emboîtées 2 ) Sélections emboîtées ou non On peut emboîter toute une série de sélections quelque qu en soit l opérateur : Créer une nouvelle sélection (méthode par défaut) Ajouter à la sélection courante Supprimer de la sélection courante Sélectionner dans la sélection courante 14 Les niveaux de sélection sont appelés «Méthode» dans ArcGIS : 15 5
4 - Requêtes sémantiques, attributaires 16 Il existe déjà un module de recherche simple permettant de rechercher toutes les entités (de n'importe quelle couche) dont un champ contient une chaîne de caractère donnée. De manière similaire, la fonction "rechercher/remplacer" permet de rechercher les enregistrements d'une table attributaire donnée. Tout ceci offre des possibilités assez restreintes d interroger les données sémantiques 17 Requêtes attributaires Aussi, un module de requête selon les attributs : permet de sélectionner des entités selon des critères beaucoup plus complexes qu une simple comparaison à une chaîne de caractères en écrivant une requête de type SQL (Structured Query Language). «select (quoi) from (source) where (conditions)» Par exemple : SELECT * FROM reseau_l2 WHERE nbchaussées>2 18 6
Opérateurs de sélection Définir les couches sur lesquelles porteront les requêtes 19 Rédaction d une requête attributaire Définition des paramètres de la requête attributaires : «sélectionner par attributs» (ArcGis) : couche source (from) Méthode (*, ) Champ Opérateur «critère» valeur 20 5 - Requêtes spatiales 21 7
Ce sont également des requêtes répondant à des critères Mais ici, les critères portent sur la position des objets et leurs relations spatiales avec d'autres objets Le logiciel permet de choisir une ou plusieurs couches à sélectionner, un "opérateur spatial" et une couche de référence : 22 Mise en œuvre des requêtes spatiales Définir les couches sur lesquelles porteront les requêtes 23 Syntaxe d une requête spatiale : - source - opérateur spatial (inhérent au type de source) - couche de condition (critère) - tolérance (unités) 24 8
Opérateurs spatiaux des requêtes spatiales Quelques exemples dont la formalisation reprend ce principe graphique : 25 Intersection Quelles routes intersectent telle rivière? Quelles lignes électriques passent en partie dans un département? Quelles chefferies sont présentes au moins en partie dans un département? etc 26 Contiennent complètement Quels communes possèdent un terrain de sport? Quels villages possèdent au moins une antenne GSM? etc 27 9
Partagent un segment de ligne avec Quelles routes bordent telle rivière? Quelles lignes électriques suivent la route départementale 32? etc 28 6 - Devenir des sélections Les objets sélectionnés apparaissent avec un symbole spécifique (par couche ou table) On peut à partir de cette sélection : ne faire apparaître que les enregistrements sélectionnés dans une table. zoomer sur la sélection, pour une couche donnée. Créer une nouvelle couche, à partir des entités sélectionnées, Calculer une valeur de champ, et bien d autres choses encore 29 10
Systèmes d Information Géographique Cohérences géométriques J.Boulier UMR Géographie-cités CNRS Université Paris 1 Université Paris 7 1- Pourquoi en parler? 2 Quel contexte nécessite cette réflexion? Cohérence entre des informations de sources différentes,(géologie, foresterie, infrastructures routières, ) De temporalités différentes, (1880 2005,..) De supports différents (papier, photos, ) Définition de «cohérence géométrique»? En se basant sur l exemple d images géométriquement cohérentes, le problème est facile à comprendre : - Les images se superposent et un point représente la même chose sur l autre image Cela sous entend un certain nombre de conditions : Nombre de Lignes et colonnes, Unité de mesure Projection, coordonnées du premier pixel 3 1
Géoréférencer ou rectifier? géoréfèrencer : on attribue des coordonnées cartographiques à une couche sans en modifier la forme rectifier (redresser, ) : on déforme les objets à l'aide de fonctions mathématiques «warp», «déformation», 4 2 - Projections, coordonnées : quelques rappels de définitions 5 Systèmes de coordonnées Un système de coordonnées comprend plusieurs éléments: la projection utilisée (UTM par ex.) le système d unités (mètres, pieds) l ellipsoïde de référence la position d origine (fausse origine, coordonnée arbitraire) X = Méridien central du fuseau Y = Équateur les caractéristiques du réseau géodésique 6 2
Coordonnées géographiques «globales et universelles» longitude - latitude Géoréférences continues de base. Elles sont universelles, donc tout point situé à la surface de la Terre a une paire de coordonnées unique. appel à des calculs d'angles dans un espace à trois dimensions. implique des calculs de trigonométrie sphérique relativement complexes. D'où l'intérêt de travailler avec des coordonnées planes dans un système cartésien (coordonnées x, y dans le plan). 7 Coordonnées planes cartographiques ou projetées permettent d'établir une correspondance mathématique entre les coordonnées géographiques et divers systèmes de coordonnées planes Coordonnées utilisées pour traduire en «mètres» les coordonnées géographiques, - à partir d un point de référence qui est l origine de la projection que l on utilise. 8 Coordonnées planes (2) les coordonnées planes ou cartographiques relatives : coordonnées locales chaque lieu peut avoir des coordonnées différentes si l'on change la projection plusieurs lieux sur la planète peuvent avoir les mêmes coordonnées, sauf si l'on utilise un système de repérage global. projection 9 3
Coordonnées planes (3) Projection : - projections pour représenter les coordonnées sphériques dans un espace à deux dimensions. - passage des coordonnées géographiques aux coordonnées planes (ex : coordonnées UTM). «Déprojection» : - passage des coordonnées planes aux coordonnées géographiques. Attention, dans ces aller-retour entre projections, aucune projection n est tout à fait satisfaisante, 10 Coordonnées cartésiennes géocentriques (X,Y,Z) relatives aux 3 axes d'un repère ayant son origine au centre des masses de la Terre. utilisées, par exemple, comme intermédiaire lors de calculs de changements de systèmes géodésiques de références. 11 3 Géoréférencer 12 4
géoréfèrencer une image raster «tif» (par exemple) attribuer des informations qui permettent de localiser tout pixels de l image dans un référentiel choisi Fichiers «worldfile» : *.tifw ou *.bmpw» 20.00» 0.00» 0.00» -20.00» 534666.00» 3131569.00 13 Géoréférencement : exemple des projections sous ArcGIS Déterminer le système de projection des données (ou changer de projection) 2 cas de figure : Les données sont en degrés décimaux Les données sont dans une autre unité que les degrés décimaux 14 Les données en degrés décimaux définir le système de projection d'une vue que si les unités de mesure des données spatiales sont des degrés décimaux système de coordonnées sphérique non projeté par définition Ces données peuvent par conséquent être représentées selon n'importe quelle projection dans Arcmap. Le système de projection utilisé par une vue est défini dans la boîte de dialogue Propriétés du bloc de données. 15 5
16 Les données ne sont pas en degrés décimaux exprimées dans d'autres unités de mesure cartographique?? appartiennent à un système de coordonnées déjà projetées. reflètent encore la projection source (numérisation), ou ont été transformées en une nouvelle projection?? On ne peut plus choisir d'autre système de projection simplement (bloc de données/propriétés) Conseil : Un BLOC = une projection!! 17 Définir un système de projection personnalisé Possibilité de Création d un fichier de projections personnalisé (default.prj personnalisé) Où chaque ligne = un paramètre d une projection. - (Tous les paramètres ne sont pas nécessaires pour toutes les projections) Name Description Ellipsoid FalseEasting FalseNorthing Lambda0 : indique la longitude de référence Phi0 : méridien central Phi1, Phi2 : seconds parallèles standards PhiS : le parallèle standard etc. 18 6
4 - Transformations géométriques globales - principes- 19 Positionnement du problème chaque couche d information spatiale a une géométrie particulière liée au mode d acquisition de la donnée nécessaire lors de distorsions géométriques ou plus simplement de projection et d'orientation sont indispensables. souples, donc adaptables aux modifications désirées, et performantes. 20 Rectification des couches vectorielles La rectification d'une couche vecteur comporte les étapes suivantes : choix de la projection, des unités définition des paramètres géométriques de déformation (fonction polynomiale, projection, ), densification des arcs (éventuellement), projection des objets (points, lignes, surfaces) reconstruction de la topologie 21 7
Rectification des couches raster Pourquoi distinguer le mode matriciel? complexité supérieure Pour une image raster, la procédure est similaire: choix de la projection, du référentiel géodésique, des unités, définition des paramètres géométriques (fonction polynomiale) définition de la nouvelle grille (résolution, nombre de lignes/colonnes, étendue) + calcul des nouvelles valeurs (rééchantillonnage) 22 Exemple de déformations en imagerie satellitaire 23 5 - Modélisation des déformations déterminer une relation mathématique (modèles de déformation) entre les coordonnées brutes (source, «FROM») et les coordonnées dans le système de référence utilisé (cible, «TO») reconstruire la grille résultante pixel par pixel à partir : - des valeurs de la grille originelle, - des caractéristiques de positionnement et - de taille des pixels, à l'aide d'une double fonction de transformation. Effet de ces corrections géométriques = déformation sur une surface malléable, (représentant la grille originelle), - par pression ou élongation, telle que étirement, rotation, déformations de la surface en différents endroits, etc. 24 8
Etapes de la (re)construction des images La transformation géométrique s'effectue en deux étapes bien distinctes: l'estimation de la double fonction de transformation à partir d'une série de points de contrôle (amers) ; ie. Prise en compte des X et Y des amers de manière concomitante la construction de la grille résultante pixel par pixel (étape de rééchantillonnage). 25 Étape 1 : Estimation de la double fonction de transformation T : transformation à obtenir Idée = Si on peut localiser à la fois dans le système de coordonnées de la grille originelle et de la grille de référence une série d'objets ponctuels, alors il est possible d'exprimer numériquement la transformation qui convertit la position de ces objets d'un système de coordonnées dans l'autre. décrit la position des centres des pixels de l'image originelle en fonction de celle des centres des pixels de l'image résultante. 26 définie par la paire de fonctions suivantes (relation entre la position en x et en y des pixels) : - x'= f1 (x, Y) - y'= f2 (x, y) - où x'et y' sont les coordonnées colonne et ligne des pixels dans l'image originelle, x et y les coordonnées colonne et ligne des pixels dans l'image de référence, L'estimation des coefficients habituellement réalisée par les moindres carrés et appliquée sur une série de points de contrôle ou amers localisés dans les deux grilles. 27 9
Pourquoi une estimation statistique? par la difficulté de localiser précisément des objets ponctuels dans les deux images, difficulté liée à la résolution spatiale des pixels et à l'identification incertaine de certains objets, ainsi que par la volonté de modéliser aussi simplement que possible la transformation à opérer. 28 Complexité du modèle de transformation lié à la fois : - à la précision de la restitution spatiale désirée (cf.. taille des pixels), - à la nature de la transformation à opérer. Le niveau de complexité est défini par le degré du polynôme des fonctions f1 et f2. 29 Distorsions géométriques irrégulières : degrés supérieurs! fonction du deuxième, troisième degré (ou supérieur) Ainsi, une transformation non linéaire du deuxième degré a la forme suivante : x'= a0 + a1x + a2y + a3xy a4x 2 + a5y2 y'= b0 + b1x + b2y + b3xy b4x 2 + b5y2 deuxième degré => six coefficients, dix au troisième degré, etc L'accroissement du degré des polynômes => augmentation rapide du nombre de coefficients ai et bi à estimer. 30 10
Nombre d'amers supérieur à celui des coefficients, afin de réduire les imprécisions de localisation de ces points de contrôle. Si le nombre de points est juste suffisant, les polynômes estimés passeront par les points utilisés mais que se passera-t-il entre ces points??? 31 Choix des amers (points d appui) nécessaires au calcul du modèle de déformation Un point d appui est défini par ses coordonnées images (p,q) et ses coordonnées «terrain» (X,Y,Z). Si on ne connaît pas Z, le point sera défini par les couples (p,q ; X,Y). suivre un certain nombre de règles 32 Pour garantir l obtention de polynômes valables sur toute l image et peu sensibles aux erreurs : Double de points que celui nécessaire Répartition homogène dans l image brute ; La qualité du modèle et de la correction dépendent du choix des points d appui 33 11
La vérification de la qualité d'ajustement du modèle analyse de la transformation effectuée sur les amers, (seuls éléments de contrôle), étude des résidus ou des erreurs. GLOBALEMENT (différence moyenne sur l'ensemble des points de contrôle satisfaisante, différences entre position mesurée et estimée des amers suffisamment faibles alors on peut procéder à la transformation de la grille originelle. 34 Étape 2 : Construction de la grille numérique résultante Résumé de l épisode précédent : la localisation des pixels dans le nouveau système est calculée (ajustement statistique) et appliquée à chacun des pixels ) 35 par affectation de valeurs thématiques à ces pixels; appelée étape de rééchantillonnage (augmentation ou la réduction de la taille des pixels) possible de produire une variété de grilles dont la taille des pixels est différente. Les équations de transformation sont appliquées systématiquement à tous les pixels de cette grille. 36 12
Construction de la grille (3) Les coordonnées estimées = rarement des valeurs entières, 37 problème de la valeur thématique à assigner à ces nouveaux pixels : rééchantillonnage Différentes techniques sont proposées pour estimer la valeur thématique à affecter, elles sont dépendantes de la nature de la distribution spatiale du phénomène. 38 Distribution spatiale discrète Les valeurs thématiques exprimant des catégories celles affectées aux pixels de la grille à produire ne pourront qu'appartenir à l'ensemble des valeurs entières existantes dans la grille originelle. La règle la plus raisonnable : assigner au nouveau pixel considéré la valeur thématique du pixel le plus proche dans la grille originelle. plus proche voisin, 39 13
Distribution spatiale continue Pour ce type de distribution, un nombre plus important de techniques de rééchantillonnage est à disposition. Outre la technique du plus proche voisin, la valeur du nouveau pixel peut être fonction des pixels voisins. Deux techniques plus particulièrement utilisées : l'interpolation linéaire et l'interpolation cubique.. 40 Interpolation linéaire Le voisinage considéré dans cette technique est composé de quatre pixels Vi à V4 les plus proches de P. estimation = basée sur celle de ces quatre pixels voisins pondérée par leur proximité respective à P. 41 Interpolation cubique fait intervenir une fonction cubique dans le processus d'estimation de la valeur des nouveaux pixels P. Voisinage composé des 16 pixels les plus proches de P. 42 14
illustration 43 Le choix d'une méthode de rééchantillonnage sur le niveau de qualité de l'image à produire La technique du plus proche voisin est : la moins gourmande en temps de traitement, mais précision de localisation variable (plus ou moins la moitié de la taille du pixel). Toutefois, dans certains cas, cette technique de rééchantillonnage est la seule adéquate = n'altère pas les valeurs originelles. 44 Cubique : ajoute un certain contraste à l'image originelle. objets linéaires = continuité beaucoup plus grande.(pas «d escalier») caractéristiques importantes : lignes de crête, talwegs, qualités MAIS temps de calcul!! - calcul de cinq expressions -plus complexes-, contre une seule dans les deux autres techniques 45 15
C est bien beau tout ça, mais sous ArcGIS alors??? 46 OUTILS nécessaires? ArcMAp Affichage / Barre d outils Géoréférencement 47 Préparer la «VUE» de référence (exemple routes) et la couche à modifier (ici SCAN50) 48 16
Placement approximatif de l image non recalée.. 49 on peut toujours revenir à l état initial de la «vue» 50 D20, N566, A36 : un premier repère sur l image 51 17
idem sur le vecteur de référence 52 mise en correspondance des points amers Par ajustement automatique des couches au fur et à mesure des choix des amers : 53 Visualisation de la table des amers 54 18
55 identifier, zoomer pour mieux repérer 56 ou ajout de thèmes pour favoriser le choix des amers..et toujours Commencer par saisir les Références («TO») 57 19
Fusion d entités, agrégations : selon une valeur d attribut Exemple : reconstituer des cantons à partir des communes Attention au devenir des champs existants - Clé? - Champs conservés? Si oui - Opérateurs? (dernier, premier, moyenne, somme) attention aux stocks/ ratios 25 26 Exemple 3 : densités de population et infrastructures 27 9