Un Système d’information géographique est un outil constitué par un ensemble de données numériques structurées dans un système informatique et qui peuvent être localisées géographiquement. Ces données peuvent être traitées, analysées et spatialisées afin de permettre l’analyse et la consultation d'informations utiles à l'ensemble des usagers d'un territoire.
L’étendue du domaine de l’information géographique et la variété des méthodes employées pour la traduire ont engendré une profusion de cartes de toutes natures : cartes topographiques (relief, hydrographie, villes, villages, ... ), cartes d’inventaires (géologie, géomorphologie végétation pédologie), cartes thématiques (phénomènes qualitatifs ou quantitatifs), cartes de traitements ou d’analyse, cartes message ou de synthèse.
Introduction :
Depuis les années 1980, le développement de l’informatique a entraîné des modifications importantes dans le mode d’acquisition et de collecte des données géographiques. La cartographie a été automatisée et nous assistons à une accélération de la diffusion et utilisation des données géolocalisées.
Un SIG peut être définit comme un système pour saisir, stocker, vérifier, intégrer, manipuler, analyser et visualiser des données qui sont référencées spatialement à la terre. Il comprend une base de données localisée et les logiciels applicatifs appropriés. Une des premières fonctions d’un S.I.G. est sa capacité à intégrer des données de sources différentes.
La définition française est due à l'économiste Michel Didier (1990), dans une étude réalisée à la demande du CNIG : un système d'information géographique est un "ensemble de données repérées dans l'espace, structuré de façon à pouvoir en extraire commodément des synthèses utiles à la décision".
UN BREF HISTORIQUE :
En 1854 dans le quartier de Soho à Londres, lors d’une enquête épidémiologique, le docteur John Snow découvre les causes d'une épidémie de choléra en superposant sur une même carte les foyers de la maladie et le lieu de puisage de l'eau. Il montre ainsi sa transmission hydrique. Cet exemple est souvent cité comme première application de l'analyse spatiale.
Néanmoins l'informatisation des données géographiques afin de faciliter cette analyse commence réellement dans les années 60 en Afrique de l'Est où la multiplicité des cartes et la difficulté à hiérarchiser les informations rendent la localisation des meilleurs sites pour de nouvelles implantations forestières très difficile.
- En 1991, dans le premier manuel en anglais sur les SIG, D.J. Maguire définit trois grandes périodes :
- De la fin des années 50 au milieu des années 70: création des premières cartes informatiques.
- Du milieu des années 70 au début des années 80 : diffusion des SIG dans les organismes d'état
- A partir du début des années 80 : explosion du marché des logiciels, augmentation des applications et des fonctionnalités des SIG, mise en réseau.
PRINCIPE GÉNÉRAL DU SIG :
Son objet est de superposer, gérer, traiter, analyser et cartographier des données géographiques de diverses origines et de différents types avec un objectif de synthèse, permettant à la fois la gestion des données comme l’aide à la décision.
LOCALISER LES OBJETS :
Système de projection :
La Terre est un géoïde, c'est-à-dire, une sphère irrégulière. Pour la représenter, il faut don trouver un modèle mathématique qui corresponde le mieux à la surface topographique de la Terre. Pour représenter cet ellipsoïde sur un plan, on utilise différents systèmes de projections :
- conforme de Mercator : conserve les angles mais altère les surfaces (cartes militaires, de navigation...)
- équivalente de Lambert : conserve les surfaces mais altères les angles (cartes politiques, démographiques...)
- RGF 93 (réseau géodésique français)
- WGS84 World Geodetic System : définit par le département de la défense américain associé au système GPS.
GPS :
Le fonctionnement du GPS repose sur un calcul de distance entre les satellites et le récepteur GPS. Les récepteurs ne font que capter les signaux. Ils n’émettent pas. Le principe du GPS se base sur la triangulation. La réception des signaux émis par au moins 4 satellites permet la localisation (du récepteur GPS) dans l'espace en 3 dimensions (longitude, latitude et altitude). Dans le SIG, le GPS est utilisé non pas comme instrument de navigation (comme c'est le cas dans la marine ou l'aviation) mais comme outil de terrain pour localiser des objets par leurs coordonnées (limites de champs, tracé de routes, localisation de lieux sacrés,….).
Drones :
L'utilisation des drones offre de nouvelles perspectives de part le fait qu’il est possible de photographier à très haute définition (pixel de l'ordre du centimètre) les zones étudiées à un temps T et de suivre leur évolution de manière saisonnière.
Géocodage :
Il s’agit d’ajouter une composante géographique (point, ligne surface) à des données localisables, à partir des données attributaires contenant l'information de localisation. Ces données deviennent alors des données vectorielles à part entière.
DÉCRIRE LES OBJETS :
Géométrie :
Les données géométriques décrivent la forme et la position des données géographiques. Elles sont représentées par des points, lignes ou polygones et localisées en longitude-latitude. Elles sont superposables entre-elles.
Description des objets sémantiques :
Les données attributaires sont celles qui vont décrire les objets graphiques de la carte. À chaque objet est attribuée une fiche contenant des informations de type alphanumérique (date, texte, entier,..).
Fonctionnalités : les 5 A
Afin de structurer et de mettre en évidence les relations et les types de données qui existent dans le projet SIG, trois schémas classiques des SGBD sont définis : le modèle conceptuel des données (MCD) qui décrit la structure des données/l’organisation des entités, le modèle logique de données (MLD) qui analyse le rapport entre les données, les relations et leurs sens et enfin le modèle physique (MPD) qui représente la structure informatique de la base de données à créer.
- Acquisition : Elle concerne la récupération et la création des données. Il existe différentes techniques d'acquisition (numérisation, télédétection, acquisition manuelle...).
- Archivage : Il permet de stocker les informations de manière réfléchie afin d'y accéder le plus rapidement possible et sous différents formats.
- Analyse : L'analyse spatiale sémantique repose sur l'étude, par des requêtes ou des calculs, de données alphanumériques afin de décrire qualitativement ou quantitativement certaines caractéristiques d'une région. L'analyse spatiale géométrique est l'étude des formes, des positions et des relations entre les objets comme le calcul de distances, d'intersections ou d'exclusions par exemple. Il est alors possible de travailler sur la topologie.
- Affichage : Il peut se faire sur différents supports : tableaux, graphiques, cartes, 3D.
- Abstraction ou modélisation des données : Il s’agit de modéliser le problème afin de le rendre compréhensible par le plus grand nombre. Cette partie concerne plus particulièrement le système de gestion de base de données (SGBD).
Métadonnées :
Ce sont les informations descriptives et structurées décrivant les données SIG. Elles comprennent des renseignements qui répondent le plus souvent aux questions suivantes : qui ? (l'auteur), quoi ? (le titre), quand ? (la date de publication), quel usage ? (la propriété intellectuelle).
Les métadonnées facilitent le catalogage, la recherche de données et les échanges entre partenaires.
HABERT, Élisabeth
PALOC (MNHN&IRD), Paris, France
