Guide pour la numérisation d un inventaire de zones humides Logiciel ArcMap10 Novembre 2009 Janvier 2014
Sommaire Introduction...1 I- Présentation générale...2 a) Le lexique de base...2 b) L interface d ArcMap...5 c) Manipulations de base...7 II- Créer une couche vectorielle...9 a) Le format ArcGIS...9 b) Création de la couche vectorielle...9 c) Structure de la table attributaire... 11 III- Numériser... 13 a) La barre d outils EDITEUR... 13 b) Modifier/corriger un polygone... 15 c) Dessiner un polygone tangent à un autre... 16 d) Dessiner un polygone troué... 19 e) Remplir/modifier les données attributaires... 20 IV- Réaliser des cartes... 24 a) Configurer la symbologie des couches... 24 b) Mettre en page une carte... 25 Conclusion... 26 Annexe 1 - Les systèmes de coordonnées... 27 Annexe 2 - Reprojeter une image ou une couche vectorielle... 29 Annexe 3 - Installer ETGeoWizards... 32
Introduction Les systèmes d information géographique (SIG) permettent d établir des bases de connaissances descriptives du territoire en relation avec leur représentation cartographique. Les outils logiciels permettent à partir de ces bases de connaissances, outre la création de cartes, des analyses statistiques, des croisements entre différentes bases de connaissances, des suivis de l évolution du territoire, etc. Ce document a pour objectif de rendre le plus autonome possible un opérateur débutant sur un logiciel de traitement de l information géographique comme ArcGIS et qui a la charge de numériser un inventaire des zones humides. Forum des Marais Atlantiques 1
I- Présentation générale a) Le lexique de base Couches : Traduction directe de l anglais "layer" le mot couche désigne un fichier raster ou vecteur. Le terme sous-entend que ces fichiers peuvent se superposer et se caler (projeter) entre eux. Raster : Synonyme d image (formats :.bmp,.jpg,.tif,.ecw,.png,.sid, etc). Il s agit d une couche d information sous forme de pixels, terme le plus souvent utilisé pour marquer la différence avec les fichiers de type vecteur (couche vectorielle). Dans le cas d un inventaire de zones humides Deux exemples de couches raster utiles dans le cadre d un inventaire de zones humides : La BD Ortho IGN est adaptée en tant que support de délimitation car elle permet de dessiner des délimitations les plus proches de la réalité, que ce soit sur le terrain ou lors de la numérisation dans un logiciel de traitement d information géographique. Exemple de couches RASTER (BD ORTHO et SCAN25 IGN) Le Scan25 IGN ne doit pas servir de support à la numérisation, mais est utile pour se repérer, récupérer la toponymie d un site, ou restituer le résultat sous forme de cartographie thématique. Vecteur : Couche vectorielle (ou fichier shape, ou shapefile). Il s agit d une couche d information qui peut être de type point (pour représenter des bouches d incendies, des arbres remarquables, etc.), ligne (routes, cours d eau, etc.), ou polygone (parcelles, habitats naturels, etc.). Exemple de couche vectorielle de type polygone (extrait de l inventaire permanent des zones humides du Finistère) >Entité : Une entité d une couche vectorielle correspond à un enregistrement. Elle est définie par sa géométrie (point, ligne ou polygone) et les données qui lui correspondent dans la table attributaire. Une entité possède obligatoirement un "identifiant", c est un code alphanumérique Forum des Marais Atlantiques 2
unique. Dans une couche vectorielle donnée, 2 entités distinctes ne doivent pas avoir le même identifiant. Cet attribut particulier sera toujours le premier champ de la table attributaire. >Table attributaire : Tableau d information d une couche vectorielle où chaque ligne correspond à une entité. Chaque colonne peut aussi être appelée champ. Dans le cas d un inventaire de zones humides La couche vectorielle principale est celle que vous avez à créer, et qui regroupe les polygones d habitats humides. D autres couches vectorielles apportant une aide à la numérisation peuvent être utilisées : plan cadastral numérisé, BD TOPO IGN. Document ArcMap.mxd : Fichier mémorisant l emplacement des couches ouvertes, leur ordre de superposition, leur symbologie, les relations, etc. Il permet à son ouverture de retrouver un espace de travail préalablement configuré. Géoréférencement : Généralement les fichiers utilisés sont géoréférencés, c'est-à-dire qu ils peuvent se superposer et se caler correctement avec d autres couches d informations (utilisation d un système de projection, voir Annexe 1). Ce calage dépend d un fichier annexe devant généralement accompagner le fichier de référence. Cas d un fichier vecteur : Pour une couche vectorielle au format utilisé dans ArcGis, un fichier au format.prj détermine le système de projection utilisé. Cas d un fichier raster : Un fichier appelé "worldfile" permet le calage de l image. Pour une image.jpg, ce fichier world aura l extension.jpw, pour une image.bmp, il aura l extension.bmw, etc. Cas particuliers : Certains formats de fichiers raster ne nécessitent pas de "worldfile" (.ecw, ). Echelle : L'échelle représente le rapport entre une distance mesurée sur la carte et la distance réelle sur le terrain. Exemple : si 2 cm sur la carte (ou l écran) représentent 1 km sur le terrain, l échelle est de : Distance sur la carte 2 1 Distance sur le terrain 100 000 50 000 L échelle est donc de 1/50 000, 1 cm sur la carte correspond à 50 000 cm sur le terrain soit 500 m. Grande échelle : grande précision, pour représenter un petit territoire; exemple : 1/5000. Forum des Marais Atlantiques 3
Petite échelle : pour représenter de vaste territoire; exemple : 1/ 500 000. Dans le cas d un inventaire de zones humides L échelle de numérisation doit toujours être supérieure à l échelle de restitution, de plus, la précision des documents restitués restera toujours limitée par la précision des rasters ayant servi à la numérisation. Exemple : Si l on souhaite une restitution au 1/10000 (précision environ 10 m), on pourra choisir la BD ORTHO avec une échelle de numérisation de 1/5000 ou supérieure. Le plan cadastral s il est numérisé pourra être superposé à la BD ORTHO. Forum des Marais Atlantiques 4
b) L interface d ArcMap Bar re d o util s gén éral e Bar re d o util s gén éral e Table des matières : permet de voir l emplacement des couches, de gérer leur ordre de superposition, leurs propriétés, symbologie, table attributaire, etc. La partie cartographique : Par défaut, elle permet la visualisation des couches en mode données. Elle dispose d une barre d outils en bas à droite qui permet de basculer en mode mise en page pour la création d un document cartographique, d actualiser la vue des données ou de désactiver leur affichage (utile lors de traitement lourd où l actualisation de l affichage ralenti trop le logiciel). Barre d outils générale : Permet d interagir avec la partie cartographique grâce aux différents outils de zoom et de déplacement, de sélection, d accès aux données attributaires d une entité. Fenêtre ArcCatalog : Contrairement à la version 9 du logiciel, ArcCatalog est intégré à ArcMap. Elle permet d ajouter facilement des données à ArcMap en parcourant l arborescence des disques dans la fenêtre ArcCatalog. Sélectionner ensuite une donnée et la faire glisser dans l interface ArcMap. Au cours de l utilisation, cette fenêtre ancrable peut être remplacée par d autres ("Créer des entités", "Recherche"). Forum des Marais Atlantiques 5
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c) Manipulations de base Ouverture d une couche d information Pour ajouter une couche raster ou vectorielle, on peut utiliser indifféremment la fenêtre ArcCatalog ou utiliser le bouton "Ajouter des données" : Il est accessible à partir de la barre d outils ou du menu "Fichier". Il y a une différence de comportement selon que l on souhaite ajouter une couche vectorielle ou une couche raster. Cas d une couche vectorielle : il suffit de double cliquer sur la couche à ajouter. Cas d une couche raster : il faut sélectionner la couche et utiliser le bouton "Ajouter". Afin de faciliter la navigation dans l arborescence des fichiers, il est possible d utiliser le bouton "connexion à un dossier" pour créer un raccourci vers le ou les dossiers où sont stockées les couches d information. Ce raccourci sera par la suite présent dans la liste déroulante "Regarder dans". Le même outil existe pour la fenêtre ArcCatalog. Correspondance Géométrie - Table attributaire Lorsque l on dispose d une couche vectorielle, la manipulation de base est de sélectionner une entité sur la partie cartographie du logiciel (un point, une ligne, ou un polygone), et de retrouver l enregistrement correspondant dans la table attributaire, ou à l inverse de sélectionner un enregistrement dans la table attributaire et de retrouver la géométrie correspondante sur la carte. Pour opérer une sélection sur la carte par simple clic ou rectangle englobant, utiliser l outil "sélectionner des entités" de la barre d outils générale. L utilisation de la touche shift simultanément à une opération de sélection permet de rajouter ou d enlever des entités à la sélection. Forum des Marais Atlantiques 7
Pour accéder à la table attributaire, cliquer droit sur le nom de la couche dans la table des matières et choisir dans le menu contextuel "Ouvrir la table attributaire". Pour sélectionner une entité dans la table attributaire, cliquer sur une des lignes dans la colonne tout à gauche. L utilisation de la touche contrôle ou shift permet des sélections multiples. Les entités sélectionnées revêtent la même symbologie sur la carte et dans la table attributaire. L utilisation de ces boutons permet d afficher les données des seules entités sélectionnées ou la totalité des enregistrements de la couche vectorielle. Pour zoomer rapidement sur les entités sélectionnées, faire un clic droit sur la carte et choisir dans le menu contextuel "Zoom sur les entités sélectionnées".. Forum des Marais Atlantiques 8
II- Créer une couche vectorielle a) Le format ArcGIS Remarque : On parle couramment d un shape, shapefile ou d un fichier shape voire fichier de formes qui est le terme utilisé dans ArcGIS. Ici nous utiliserons l appellation couche vectorielle. Ces termes sous-entendent la présence de quatre fichiers indispensables, aux extensions suivantes :.shp qui contient la géométrie..dbf qui contient la table attributaire..shx qui est un index spatial..prj qui définit dans quel système de coordonnées le fichier doit être projeté. C est l ensemble de ces fichiers qui constituent la couche vectorielle. Dans l environnement d ArcGIS, seul le.shp est visible. b) Création de la couche vectorielle Pour créer une nouvelle couche vectorielle, dans la fenêtre ArcCatalog, utiliser l arborescence pour définir son emplacement. Cliquer droit sur le dossier choisi et dans le menu contextuel, "nouveau" et choisir "Fichier de formes" (shapefile pour la version anglaise). La boite de dialogue suivante apparaît et propose de configurer le fichier. Choisir un nom assez court sans espace ni accent. Choisir le type d entités. Il est important de définir un système de coordonnées (créer le fichier.prj). Cliquer sur "modifier", puis dans la fenêtre suivante, utiliser le bouton "sélection". Se déplacer vers le dossier suivant : Références spatiales\systèmes de coordonnées projetés\grilles nationales\france Et choisir RGF 1993 Lambert-93.prj Forum des Marais Atlantiques 9
Cliquer sur Ajouter, la couche vectorielle est maintenant créée. Dans le cas d un inventaire de zones humides Créer le fichier qui contiendra les habitats humides et choisir le type d entités polygone. Forum des Marais Atlantiques 10
c) Structure de la table attributaire Pour accéder aux propriétés de la couche vectorielle dans ArcCatalog, cliquer droit sur le fichier créé et choisir propriétés dans le menu contextuel. L onglet Champs permet de visualiser la structure de la table attributaire et de créer des nouveaux champs. Par défaut ArcGIS crée trois colonnes : FID, Shape, Id. Les colonnes FID et Shape sont des attributs particuliers non modifiables par l utilisateur, et qui sont renseignés automatiquement. Ils sont seulement visibles dans ArcGIS. Le premier champ, ou la première colonne de la table attributaire est le champ Id (Identifiant) de type entier long qui a été créé par défaut par ArcGis au moment de la création de la couche vectorielle. Les champs peuvent aussi être ajoutés directement dans ArcMap, à partir de la table attributaire et de son menu options : Ouvrir le fichier dans ArcMap (faire un glisser-déplacer du fichier d ArcCatalog à ArcMap pour réaliser cette opération rapidement et facilement). Une fois la couche ouverte dans ArcMap, son nom se trouve dans la table des matières. Un clic droit dessus fait apparaitre un menu contextuel, choisir le menu Ouvrir la table attributaire. Cette table attributaire est pour le moment vide d enregistrement. Aucun polygone n a encore été numérisé. Pour ajouter un champ, utiliser le bouton Options de la table en haut à gauche. Et dans le menu qui s ouvre Ajouter un champ. Forum des Marais Atlantiques 11
Dans le cas d un inventaire de zones humides Il est possible de supprimer le Champ Id créé par défaut (de type entier), pour le remplacer par un champ de type texte si vous souhaitez un identifiant composé (ex : les trois premières lettres de la commune, suivi d un "_" et d un numéro). Ce champ Id devra rester en première position en vue de son intégration dans le logiciel Gwern. Il peut être intéressant de garder un historique de la création de l inventaire. Un nom de champ est limité à 10 caractères et ne doit pas contenir de caractères spéciaux. Par exemple, on peut ajouter : Un champ nommé "Operateur" de type "texte" et de longueur "30" qui contient le nom de la personne ayant numérisé les polygones. Un autre champ nommé "DateMAJ", de type date où la date de création d une entité peut être stockée. Selon vos besoins spécifiques, vous avez la possibilité d ajouter autant de champs que vous le souhaitez (dans la limite de 255 au total). Forum des Marais Atlantiques 12
III- Numériser a) La barre d outils EDITEUR C est l outil qui permet de créer des entités et de les modifier. Si la barre d outils Editeur n est pas présente par défaut dans l environnement ArcMap, faire un clic droit sur la barre de menu ou d outils et cocher Editeur dans le menu contextuel, ou plus simplement, faire appel à elle avec le bouton suivant : Toute modification ou création de géométrie nécessite d être enregistrée, à partir du menu de la barre d outils éditeur. Dans le cas d un inventaire de zones humides Il est important de réduire au maximum les erreurs de numérisation. Une mauvaise maîtrise des outils de numérisation peut entrainer un nombre important d anomalies (doublons de géométries, superpositions, lacunes, autointersections) préjudiciables à l exploitation ultérieure des données tant au niveau statistique que visuel. Un contrôle des géométries est réalisé par le logiciel Gwern (voir guide d utilisation du logiciel). Créer un polygone Pour ouvrir une session de mise à jour il y a deux possibilités : Utiliser le menu contextuel à partir du nom de la couche dans la table des matières, puis modifier les entités, et ouvrir une session de mise à jour. À partir de la barre d outils éditeur et de son menu. L ouverture d une session de mise à jour provoque l ouverture d une fenêtre Créer des entités qui est par défaut ancrée à la place de la fenêtre ArcCatalog. Pour chaque couche vectorielle un modèle d entité par défaut est disponible. Dans l exemple ci-contre le modèle d entité a été renommé modèle1. L utilisateur peut créer autant de modèle d entité qu il le souhaite. Un modèle peut se voir affecter une symbologie particulière, un outil de construction, des valeurs d attributs par défaut, une visibilité personnalisée des attributs. Forum des Marais Atlantiques 13
Pour commencer le dessin d une géométrie, un modèle d entité doit être sélectionné, afin de faire apparaître la liste des outils de construction. S il n est pas déjà choisi par défaut, sélectionner l outil polygone. Il suffit de déplacer la souris sur la carte et à chaque clic, un sommet (également appelé nœud ou vertex) est créé. Une barre d outils construction est affichée durant la numérisation et se déplace en suivant la construction de la géométrie. Elle permet de changer d outil de construction. Celui sélectionné par défaut correspond au segment droit, qui permet de relier par un segment chaque point numérisé sur la carte. C est l outil que nous utiliserons. La possibilité de dessiner des arcs courbés est un artifice. Des nœuds invisibles sont en fait automatiquement créés, donnant l impression d avoir dessiné un arc de cercle. Cet outil nous sera peu ou pas utile. Il est surtout pertinent pour d autres corps de métier qui ont besoin de dessiner des objets construit par l homme. Afin de terminer un polygone, le double clic est la méthode la plus intuitive, cependant, une erreur largement partagée consiste à positionner la souris sur le premier sommet que l on a numérisé et de double cliquer dessus. Un sommet inutile est alors créé et souvent un polygone autointersecté est créé. Ce polygone numérisé avec la mauvaise méthode du double clic final sur le premier sommet numérisé a l air correct à première vue, mais un zoom sur le dit sommet montre l erreur commise : un polygone autointersecté. Pour éviter une telle erreur, trois possibilités : Double cliquer avant de boucler complètement, sans revenir sur le premier sommet. Après un simple clic sur le dernier sommet, cliquer droit et dans le menu contextuel, choisir Terminer la construction. Utiliser le bouton Terminer la construction de la barre d outils construction d entité. Forum des Marais Atlantiques 14
b) Modifier/corriger un polygone En cas d erreur lors de la numérisation d un polygone, appuyer simultanément sur la touche contrôle et la touche z pour voir le dernier sommet s effacer et continuer sa numérisation tranquillement. L opération peut être répétée autant de fois qu il y a de sommet à supprimer. En cas d erreur de numérisation repérée une fois le polygone terminé, il est possible de corriger le polygone. Choisir l outil mise à jour de la barre d outils Éditeur symbolisé par une petite flèche noire. Et doublecliquer sur le polygone à corriger. Les sommets de la géométrie sont alors représentés par des carrés et une barre d outils modifier les sommets apparaît. Selon l outil choisi, elle permet de déplacer des sommets existants d en ajouter, ou d en supprimer. L outil de remodelage d entité de la barre d outils Éditeur permet une modification plus rapide et aisée des géométries. Sélectionner le polygone avec l outil de mise à jour (petite flèche noire). Et sélectionner l outil de remodelage : Pour supprimer une partie du polygone, commencer par cliquer à l extérieur du polygone. Le sommet suivant de la partie à enlever doit être créé à l intérieur, continuer la construction et créer un dernier sommet à l extérieur par double clic. Toute la partie dessinée qui intersecte le polygone sera supprimée. Pour ajouter une partie au polygone faire l inverse, commencer à l intérieur, sortir du polygone et terminer la construction à l intérieur Forum des Marais Atlantiques 15
c) Dessiner un polygone tangent à un autre Trois méthodes envisageables sont détaillées. L accrochage aux objets (snapping) Dans le menu éditeur de la barre d outils Éditeur, cliquer sur Capture puis cocher Barre d outils de capture pour la faire afficher. Son menu Capture permet d activer ou de désactiver l accrochage et d accéder aux Options de l accrochage : La tolérance d accrochage peut y être paramétrée. Si elle est définie à 10 pixels, cela signifie que lorsque que l utilisateur dessine une géométrie et que la souris entre dans un cercle virtuel autour d un sommet sur lequel l accrochage est possible, la capture s opère (le curseur de la souris se déplace automatiquement sur le sommet, contour ou extrémité, le plus proche). Les quatre boutons permettent de définir si l accrochage se fait sur les géométries de type point, et/ou sur les extrémités (valable pour l accrochage sur des données de type ligne), et/ou sur les sommets, et/ou sur les segments (ou tronçons). Il est possible alors de numériser un nouveau polygone adjacent au premier en recopiant une partie d un polygone sommet par sommet. L inconvénient de cette technique est qu elle est fastidieuse et qu il est facile d oublier des sommets et ainsi générer des recouvrements entre polygones et des lacunes. Lacune Recouvrement Forum des Marais Atlantiques 16
L outil polygone automatique Il permet de créer un nouveau polygone adjacent à un ou plusieurs polygones. Choisir Polygone automatique dans la liste des outils de construction de la fenêtre Créer des entités. Commencer la numérisation à l intérieur d un polygone. En sortir pour continuer la numérisation. Terminer la construction en double cliquant à l intérieur du polygone. Ci-dessous des exemples de ce qu il est possible de faire avec cet outil. Forum des Marais Atlantiques 17
L outil traçage L outil traçage de la barre d outils Éditeur permet à l instar de Polygone automatique des numérisations en recopiant le profil d un ou de plusieurs polygones. Il s utilise en alternance avec l outil segment droit. Ceci demande donc de changer d outils pendant la numérisation d une entité. Au préalable, il est préférable d avoir configuré la capture sur les segments. Choisir l outil traçage et commencer la construction en cliquant une seule fois à l endroit où l on souhaite commencer la copie d un polygone. Déplacer la souris le long du polygone (sans cliquer), la numérisation se fait toute seule en passant de polygone en polygone avec la souris. Cliquer à l endroit où la recopie de profil doit se terminer. Choisir alors l outil construction pour continuer la numérisation où il n y a pas de polygone adjacent et reprendre ensuite l outil traçage pour reprendre la recopie de profil. Répéter l opération pour terminer la construction avec l outil Segment droit. Voici un autre exemple de ce qu il est possible de faire avec ce même outil, en utilisant alternativement l outil construction et l outil traçage. Forum des Marais Atlantiques 18
d) Dessiner un polygone troué Commencer par numériser le polygone à trouer. Créer un autre polygone représentant le trou. Utiliser le menu Découper de la barre d outils éditeur alors que le polygone représentant le trou est sélectionné. Vérifier la configuration dans la boite de dialogue Découpage (distance de la zone tampon : 0, et cocher Effacer la zone d intersection). Forum des Marais Atlantiques 19
Déplacer le polygone représentant l île avec l outil de mise à jour (petite flèche noire) pour vérifier que le découpage a été effectué et faire un "contrôle z" ensuite pour repositionner le polygone représentant le trou. Effacer simplement ce dernier si vous ne souhaitez pas le conserver Cette même manipulation peut être utilisée pour corriger des recouvrements entre polygones. e) Remplir/modifier les données attributaires Dans le cas d un inventaire de zones humides La saisie des données attributaires (hormis l identifiant) se déroulera dans le logiciel Gwern. Néanmoins, rien ne vous empêche d ajouter des champs non présents dans Gwern. Prenez soin toutefois à ce que la première colonne reste celle des identifiants uniques. Renseigner les informations attributaires au fur et à mesure de la numérisation Une fois la construction terminée, le polygone revêt alors la symbologie d objet sélectionné. Par défaut il s agit d une ligne de contour épaisse turquoise. Lorsqu un élément est sélectionné, il est possible d utiliser le bouton Attributs de la barre d outils éditeur. Une fenêtre ancrable Attributs s ouvre alors et permet la mise à jour des attributs. Forum des Marais Atlantiques 20
Remarque : à partir de la barre d outils éditeur, et en utilisant l outil de mise à jour (petite flèche noire), il est possible de sélectionner un ou plusieurs polygone(s) (en s aidant de la touche contrôle ou par rectangle englobant) et accéder par le même bouton aux données attributaires des polygones sélectionnés. Il faut alors choisir parmi l arborescence de la fenêtre Attributs de l entité dont on souhaite modifier les données. Pendant une session de mise à jour, il est aussi possible de modifier les attributs directement dans la table attributaire. A partir de la table des matières, faire un clic droit sur le nom de la couche concernée, et dans le menu contextuel, choisir Ouvrir la table attributaire. Modifier les données attributaires pour plusieurs polygones à la fois L opération est possible en dehors d une session de mise à jour mais une fois les modifications appliquées, il est impossible de revenir en arrière. Si l opération est réalisée alors qu une session de mise a jour a été ouverte, les modifications ne prendront effet que lors de la sauvegarde à partir de la barre d outils Éditeur. valeurs. Pour ouvrir la calculatrice de valeurs de champs, ouvrir la table attributaire, et faire un clic droit sur l entête de la colonne à mettre à jour. Choisir dans le menu contextuel Calculer les Le cadre Champs propose les champs existants pour les faire intervenir dans la formule de mise à jour (cadre du bas).double cliquer sur un nom de champ permet de le voir apparaitre dans la formule sous cette forme : [nomduchamp] Selon le type choisi (Nombre, Chaine, Date), différentes fonctions sont proposées et peuvent donc intervenir dans une formule. Par exemple la fonction de chaîne LCase permet de transformer en caractère minuscule une chaine de caractère. Cette chaine de caractère peut être le contenu d un champ : Exemple de formule : LCase([nomDuChamp]) Si des entités sont sélectionnées la mise à jour ne se fera que pour ses entités. En l absence de sélection la mise à jour se fait pour l ensemble des entités. Forum des Marais Atlantiques 21
Exemples : Soit une table attributaire composée de trois champs : A, B, et C et une première ligne d enregistrement : A (type entier long) B (type entier long) C (type texte) 2 5 Si l on ouvre la calculatrice de valeur de champ pour C, voici différents exemples de formules que l on peut utiliser et leurs résultats : C= Formule "tadam" Résultat tadam [A] & [B] 25 [A] + [B] 7 [A] + [B] & [B] 75 [A] & [B] + [B] 210 ([A] & [B]) + [B] 30 [A] & " et " & [B] 2 et 5 Le caractère "&" est appelé caractère de concaténation. Si le champ C avait été de type numérique, les formules utilisant ce caractère auraient été inopérantes. Les opérations mathématiques sont prioritaires sur les opérations de concaténation (différence de résultat entre les formules n 4 et n 5). Il est primordial de faire un bon usage des parenthèses ou plus prudemment, de décomposer les formules pour les appliquer étape par étape en stockant les résultats dans des champs créés temporairement. Modifier l ordre des champs Forum des Marais Atlantiques 22
Cette opération a priori simple n est pas proposée de façon native dans ArcGIS. Pour y arriver il existe la solution ETGeoWizards (Cf. Annexe 3 pour son installation). L outil Order Fields de l onglet Field propose de réorganiser la table attributaire d une couche vectorielle, en choisissant quelles colonnes sont à garder et dans quelle ordre elles doivent apparaitre. La donnée d origine n est pas écrasée, le résultat se présente sous la forme d une nouvelle couche vectorielle. La couche créée s ajoute automatiquement dans ArcMap, il reste simplement à effacer ou à archiver l ancienne et à continuer à travailler avec la nouvelle. Dans le cas d un inventaire de zones humides Lorsque la numérisation de l inventaire est faite, c est le moment d importer la couche vectorielle dans le logiciel Gwern. Ce logiciel propose une saisie assistée et rapide des données attributaires. Le logiciel dispose d un menu d export permettant de récupérer une couche vecteur contenant les données saisies dans Gwern, et utilisable dans votre logiciel SIG. Pour se familiariser à l utilisation de Gwern, se reporter au guide d utilisation. Forum des Marais Atlantiques 23
IV- Réaliser des cartes a) Configurer la symbologie des couches Pour appliquer une transparence à une couche, double cliquer sur le nom de la couche et dans la fenêtre des Propriétés de la couche, onglet Affichage, renseigner le pourcentage de transparence. Pour appliquer un étiquetage sur les valeurs d un champ ou une expression, choisir l onglet Etiquettes dans cette même fenêtre des Propriétés. Il est alors possible de configurer l étiquetage et notamment de choisir quel champ on souhaite utiliser. Ensuite pour que l étiquetage soit effectif, cliquer droit sur le nom de la couche dans la table des matières, et choisir dans le menu contextuel "Etiqueter les entités". De la même façon que pour la calculatrice de valeur de champs, il est possible de créer des expressions pour l étiquetage. Elles peuvent faire intervenir plusieurs champs (concaténation) ou permettent d extraire, par exemple, une partie d un champ avec les fonctions de chaine. Pour appliquer une symbologie différenciée des polygones par rapport à la valeur d un attribut, choisir l onglet Symbologie, choisir Catégories/valeurs uniques, choisir également le champ sur lequel portera la symbologie et utiliser le bouton Ajouter toutes les valeurs. Pour créer une mini-carte de localisation, avec un rectangle d emprise, qui sera présente dans la mise en page du document cartographique, insérer un deuxième bloc de données, menu Insérer, Bloc de données. Pour passer d un bloc de données à un autre, cliquer droit sur le nom du bloc de données et dans le menu contextuel, choisir Activer. Placer une couche vectorielle destinée à se repérer (limites communales par exemple). Forum des Marais Atlantiques 24
Pour créer le rectangle d emprise, cliquer droit sur le nom du deuxième bloc de données destiné à représenter la carte de localisation, menu Propriétés. Choisir l onglet Indicateur d emprise. Choisir le bloc de données sur lequel portera le rectangle d emprise. Le rectangle d emprise sera visible en mode mise en page. b) Mettre en page une carte Passer en mode mise en page avec le bouton portant l icône de la page écornée en bas de la partie cartographique. Une barre d outils Mise en page s ouvre. Les outils de la barre d outils générale restent. L avant dernier bouton Changer la mise en page permet d ouvrir un modèle de mise en page (au format.mxd),et ainsi configurer automatiquement une orientation, un style et une organisation de la carte entre les différents éléments (légende, échelle, titre, etc) en copiant la mise en page d un document existant. Le menu Insérer permet d ajouter des éléments au document cartographique. Classiquement, une carte doit disposer d un titre, éventuellement un sous titre, une légende, une flèche du nord (surtout utile pour les rares cas ou la carte n est pas orientée avec le Nord en haut), une barre d échelle et un cadre texte contenant la source des données. Malgré les nombreuses configurations possibles, il est possible que la mise en page de la légende ne soit pas satisfaisante. Forum des Marais Atlantiques 25
Sélectionner alors la légende avec l outil Sélectionner des éléments (flèche noire de la barre d outils générale) et faire un clic droit. Le menu contextuel permet de modifier l élément sélectionné : Propriété" permet par exemple d appliquer une couleur de fond et de paramétrer les bordures du cadre de la légende. "Convertir en éléments graphiques" permet d utiliser ensuite le menu dissocier. Ainsi il est possible de réorganiser la légende. Pour modifier un texte réutiliser le menu dissocier pour séparer le cadre coloré du libellé. Le même type d opérations est possible avec la barre d échelle. Conclusion Outre l hétérogénéité des données produites, les défauts récurrents de qualité sont un frein à leur exploitation. Sans être exhaustif sur les fonctionnalités d ArcMap, ce guide permet une prise en main rapide et une appropriation des outils permettant une numérisation correcte. Le Forum des Marais Atlantiques apporte son aide aux acteurs locaux investis dans une démarche d inventaire de zones humides : formation, édition de guides, mise à disposition de CCTP type et de l outil logiciel Gwern, appui technique à la demande. http://www.forum-zones-humides.org/. Forum des Marais Atlantiques 26
Annexe 1 - Les systèmes de coordonnées Il faut différencier deux types de systèmes, les systèmes de coordonnées géographiques et les systèmes de coordonnées projetés qui découlent des premiers mais permettent de représenter la réalité sur une surface plate (écran, papier), avec des coordonnées en mètres alors que pour les systèmes géographiques, il s agit de coordonnées angulaires. Tout est question de déformation de la réalité, pour un système de coordonnées. On commence par créer un ellipsoïde (ou plus précisément un sphéroïde) qui colle le mieux à la forme de la terre. Certains sphéroïdes sont faits pour correspondre au mieux à la terre dans sa globalité, d autres pour représenter au mieux la réalité pour un pays ou une région précise. Petit axe Grand axe Le sphéroïde ressemble à une sphère qui serait aplatie. Elle est caractérisée par les longueurs de ses 2 demi-axes. Une fois que l on dispose de ce sphéroïde, un méridien de référence est défini, par exemple Greenwich qui sera la longitude 0 et un parallèle de référence, par exemple l équateur, qui sera la latitude 0. Après avoir choisi une unité d angle, nous disposons d un système de coordonnées géographiques : chaque point se trouvant sur le sphéroïde peut être défini par sa latitude et sa longitude. Latitude : angle partant du centre du sphéroïde que forme le point à localiser avec le parallèle de référence (équateur). La latitude peut être nord ou sud selon la position du point par rapport à l équateur. Longitude : angle partant du centre du sphéroïde que forme le point à localiser avec le méridien de référence (Greenwich). La longitude peut être ouest ou est selon la position du point à localiser par rapport au méridien de référence (la longitude ouest est souvent définie avec une valeur négative). Si l on veut obtenir un système de coordonnées projetées, il nous reste à choisir un système de projection. Celui qui nous intéresse et qui concerne la France est le système conique conforme, qui est le système des projections Lambert. Conforme signifie ici que ce type de projection restitue correctement les angles. Les distances quant à elles subissent des déformations plus notoires. Le principe expliqué de façon imagée est de projeter la surface du sphéroïde sur un cône de papier. En le mettant à plat, on obtient une carte. En définissant artificiellement un repère orthonormé dont le Forum des Marais Atlantiques 27
centre se situe à l ouest et au sud de la zone à cartographier, nous disposons d une projection où tous les points peuvent se définir avec des coordonnées en x (axe ouest/est) et y (axe sud/nord) en unité de distance (ex : le mètre) avec des valeurs positives. Dans le cas des projections Lambert, ce cône n est pas simplement posé sur le sphéroïde, mais sécant. Il coupe le sphéroïde au niveau de deux parallèles dits parallèles standards. Ceci a pour effet de réduire les erreurs qui seraient plus importantes dans le cas d un cône simplement tangent en un point à l ellipsoïde. En effet les zones proches de ce point de tangence subiraient une déformation négligeable mais ce ne serait pas le cas des zones de France les plus éloignées. Dans le cas d un cône sécant, on peut considérer que les déformations sont quasiment nulles pour les zones proches du plan sécant. Et que les zones les plus éloignées de ce plan sécant sont à une distance raisonnable et ne subissent pas de déformations trop importantes. Point de passage des parallèles standards Forum des Marais Atlantiques 28
Annexe 2 - Reprojeter une image ou une couche vectorielle Le système de projection qui doit être utilisé actuellement est le Lambert 93 (depuis 2009, loi de mars 2006).. Normalement ArcGIS arrive très bien à "reprojeter à la volée", c est-à-dire à changer de façon temporaire le système de projection d un fichier afin de le caler avec le premier fichier ouvert dans le bloc de données d ArcMap. Mais il reste préférable de n utiliser qu un seul et même système de projection. Pour permettre une conversion des fichiers vers le lambert 93, l IGN a développé l utilitaire IGNMap. Ceci dit les reprojections sont maintenant bien supportées directement dans ArcGIS. Il est toutefois essentiel de connaitre quelques "trucs et astuces". Avant de projeter, il peut être nécessaire de définir un système de projection Les fichiers.prj Tout d abord, il faut savoir que les systèmes de projection diffèrent légèrement d un logiciel à l autre. Prenons un exemple, vous travaillez avec MapInfo et vous utilisez l outil traducteur universel pour exporter votre couche au format.shp. Vous récupérez donc les quatre fichiers nécessaires, créés par MapInfo, dont le.prj. ArcGIS arrive à lire et exploiter ce fichier pour projeter la couche mais ne reconnaît pas le système de projection comme un des siens. Les décalages générés sont infimes, de l ordre de quelques millimètres et donc tout à fait supportables mais le fait qu ArcMap ne reconnaisse pas la projection est problématique, notamment quand on souhaite reprojeter à la volée. Donc si vous recevez des fichiers d un autre logiciel, il sera préférable de redéfinir dans ArcMap ou ArcCatalog la projection équivalente mais native d ArcGIS. Nous allons voir maintenant comment redéfinir, ou définir un système de projection. Cette opération peut également être utile dans le cas où vous recevez des fichiers sans système de projection, ou avec un système erroné. Définir ou redéfinir un système de projection Attention il ne s agit pas de reprojeter! Si l on veut changer de système de projection, donc reprojeter, l opération est plus complexe car elle génère des transformations géométriques Pour redéfinir, on substitue simplement un fichier.prj par un autre équivalent mais natif d ArcGis. Ceci peut se faire de plusieurs façons, ici nous le ferons via ArcCatalog. Faire un clic droit sur le fichier.shp concerné, choisir Forum des Marais Atlantiques 29
Propriétés dans le menu contextuel et ouvrir l onglet Système de coordonnées XY. Appuyer sur Sélection. Il faut alors ouvrir le dossier où se trouvent les systèmes de coordonnées qui nous intéressent : Références spatiales\systèmes de coordonnées projetés\grilles nationales\france. Enfin choisir le système adéquat, c est-à-dire celui qui correspond au.prj exporté. Par exemple, une couche vectorielle exportée par MapInfo en Lambert II carto, sera à redéfinir dans ArcGis en NTF Lambert II étendu.prj Attention ne pas se servir du système de coordonnées NTF Lambert II Etendu.prj (la différence est subtile, le "é" est remplacé par "E"). L opération précédente n est pas nécessaire si vous avez une couche vectorielle qui a été créée dans ArcGIS. Reprojeter Nous allons maintenant voir comment reprojeter un couche vectorielle en Lambert II étendu vers du Lambert 93. Nous sommes ici sur deux systèmes de projection fondamentalement différents. L opération peut se dérouler dans ArcMap à l aide de l ArcToolBox. Ouvrir d abord la couche vectorielle à reprojeter, dans ArcMap. Dans l ArcToolBox, aller dans Outils de gestion de données/projections et transformations/ Entité/Projeter. De la même façon pour reprojeter un raster, dans l ArcToolBox, aller dans Outils de gestion de données/ Projections et transformations/ Raster/ Projeter un raster. Remarque : le système de coordonnées en entrée et la transformation géographique à appliquer, sont notifiés comme facultatifs. Dans notre cas ce n est absolument pas facultatif! Il est donc obligatoire de préciser la transformation géographique à appliquer, en l occurrence, choisissez : RGF_1993_To_NTF_NTv2 Cette transformation est à utiliser que ce soit pour transformer de Lambert II étendu en Lambert93 ou du Lambert93 en Lambert II étendu. Forum des Marais Atlantiques 30
Une transformation du Lambert II étendu au Lambert 93 est une transformation entre deux sphéroïdes (sortes d ellipsoïdes) différents. Le Lambert II étendu est basé sur l ellipsoïde de Clarke 1880 alors que le Lambert 93 est basé sur l ellipsoïde GRS 1980, qui est celui utilisé généralement dans la plupart des systèmes de projection européens et également par le système de positionnement GPS. Le sphéroïde ressemble à une sphère qui serait aplatie suivant une dimension. Il est caractérisé par la longueur de ses deux demi-axes. La terre n est pas non plus une sphère écrasée, dans la réalité il s agit plutôt d un patatoïde. Or la formule mathématique permettant de représenter un patatoïde n est vraiment pas évidente à trouver! Chaque pays a préféré choisir un ellipsoïde convenant le mieux à la forme de la terre sur son territoire. La technologie du GPS a tout révolutionné et a fait prendre conscience en France que l on se devait d avoir un système de coordonnées de référence compatible avec le système de coordonnées des GPS, en l occurrence le WGS84. Ainsi nous ne serons plus obligés d appliquer des transformations géométriques altérant nos données lors d une conversion du WGS84 au lambert93, de simples translations et rotations suffiront, nous avons donc actuellement un système de projection compatible avec le GPS. Correspondance entre les systèmes de projection d ArcGis et de MapInfo ArcGis NTF Lambert I Carto NTF Lambert II étendu (ou II Carto mais moins précis) NTF Lambert III Carto NTF Lambert IV Carto NTF Lambert Zone I NTF Lambert Zone II NTF Lambert Zone III NTF Lambert Zone IV RGF93 Lambert 93 Mapinfo (borne non précisée) Lambert I Carto - Paris Lambert II Carto Paris Lambert III Carto - Paris Lambert IV Carto - Paris Lambert I Nord - Paris Lambert II Centre - Paris Lambert III Sud - Paris Lambert IV Corse - Paris France Lambert-93 Forum des Marais Atlantiques 31
Annexe 3 - Installer ETGeoWizards C est un "couteau suisse" très complet, intégrable dans l environnement d ArcMap. Les fonctionnalités sont nombreuses et comblent certains manques d ArcMap. Malheureusement la version gratuite est limitée, mais malgré tout d une grande utilité. Entre autres, cet outil vous permet de redéfinir l ordre des champs d une couche vectorielle, pratiquer différentes opérations spatiales : découpage, suppression des micropolygones, assemblage de couches, extraction d entités dans une nouvelle couche par attribut, extraction d entités dans une nouvelle couche par localisation, correction des lacunes ou recouvrements entre polygones, généralisation ou simplification de polygones, importer ou exporter dans différents formats, etc Certaines fonctionnalités peuvent faire doublon avec l ArcToolBox, d autres sont originales dans l environnement d ArcMap et pourtant très basiques (modifier l ordre des champs, ou supprimer plusieurs champs). En ce qui concerne les limites de la version de démonstration, il est préférable de se référer au site internet (voir le lien de téléchargement ci-après). De nombreuses fonctions sont sans limitation, d autres ne permettent de traiter que des couches vectorielles dont le nombre d entités est inférieur à 100, sauf pour les fonctions de l onglet surface, qui sont limitées aux couches vectorielles de moins de 300 entités. Téléchargement: Choisir la version adaptée d ETGeoWizards sur le site : http://www.ian-ko.com/ Installation: Dézipper le fichier, lancer l exécutable (.exe) et se laisser guider par l installateur. Dans ArcMap, cliquer droit n importe où sur les barres d outils et cocher la case ETGeoWizards pour ajouter la barre d outils. Forum des Marais Atlantiques 32
Guide pour la numérisation d un inventaire de zones humides Logiciel ArcMap10 Pour tout renseignement technique : Forum des Marais Atlantiques Courriel : fma@forum-marais-atl.com