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Plan

• Types de géométrie• Démarche de création d’un SIG • Acquisition de données géographiques vectorielles

1. Chargement de données SIG existantes2. Création de données SIG à partir de fichiers de coordonnées brutes3. Géocodage 4. Vectorisation semi-automatique5. Saisie vectorielle - Digitalisation6. Ajustement spatial7. Saisie des attributs

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Modélisation

Territoire en 3D

Territoire projeté sur un plan 2D

Système d’information structuré en couchesvectorielles répondant à un but déterminé

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Types de géométrie

Source: ESRI, Qu’est-ce que ArcGIS 9.3 ? Concepts liés aux données SIG, géodatabase et ArcSDE

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Types de géométrie (2)

• Les entités ponctuelles, linéaires et surfaciques sont stockées dans la géodatabase sous forme d’une série de sommets dont les positions sont enregistrées à l’aide de coordonnées xy.

• Les sommets peuvent également afficher des valeurs z représentant l’altitude, et des valeurs m représentant les mesures le long des lignes (par exemple, en distance ou unités de temps).

• La forme d’une entitéentre deux sommets est définie par un segment. Généralement, il s’agit de simples segments linéaires droits. Cependant, certains segments d’entités peuvent être représentés par des courbes (voir illustration ci-dessus).

Source: ESRI, Qu’est-ce que ArcGIS 9.3 ? Concepts liés aux données SIG, géodatabase et ArcSDE

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Types de géométrie (3)

Point

Multipoint

Polyligne

Polylignemulti-partie

Polygone

Polygone multi-partie

Ligne

Arc circulaire

Arc elliptique

Courbe bézier

Segments

NB: Les arcs n’existent pas dans tous les formats de données

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Démarche de création d’un SIG

• Définir les buts du SIG• Définir les thèmes et les données à acquérir• Choisir le type de structure de données vectorielle – image en fonction des

utilisations prévues (type d’analyse, de requête, …) • Définir la précision géométrique nécessaire, l’échelle d’utilisation des

données et le système de coordonnées• Définir le type de géométrie pour chaque thème (point, ligne, surface)

– Par ex: une rivière peut être modélisée comme une polyligne ou comme un polygone, le choix se fait en fonction de l’utilisation prévue.

• Définir les relations topologiques au sein des couches et entre les couches– Par ex: un polygone bâtiment peut-il être à cheval sur une limite de

parcelle ?• Définir des règles de saisie

– Par ex: comment définir la limite de la forêt ? Un groupe d’arbres isolés est-il considéré comme de la forêt, ou bien faut-il le saisir dans une autre couche

– Par ex: Comment modéliser une autoroute ? Une polyligne pour chaque sens de circulation ?

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Acquisition des données géographiques vectorielles

1. Chargement de données SIG existantes2. Création de données SIG à partir de fichiers de coordonnées brutes3. Géocodage 4. Vectorisation semi-automatique5. Saisie vectorielle - Digitalisation6. Ajustement spatial7. Saisie des attributs

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1. Chargement de données SIG existantes

• Points à prendre en compte pour créer une base de données géographiques– Définir l’étendue spatiale de la zone d’étude – Définir le système de coordonnées– Définir le logiciel SIG à utiliser et le format de stockage

• Pour importer les données – Télécharger ou commander les données– Lire les métadonnées si elles existent ou les réclamer au fournisseur– Convertir le format de données – Extraction d’une zone (Clip), intégration de données de sources différentes

(Append) – Reprojeter les données

• Outils:– Utiliser les fonctions internes du logiciel (ArcGIS Toolbox, Mapinfo Universal

Translator, …)– Outil de conversion commercial – Outil opensource

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FME2008 Universal translator

Utilitaire OGR, ligne de commandeLinux ou Windows

ArcGIS Desktop ArcToolbox

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Formats importables dans les SIG

• Formats d’échanges vectoriels courants entre logiciels:– Shapefile *.shp *.shx *.dbf *.prj– MapInfo Interchange Format *.mif *.mid– Autocad *.dwg ou *.dxf– Microstation *.dgn– ArcInfo Exchange *.E00– Geographic markup language *.gml

• Formats d’échanges raster / image courants:– Tagged image file format *.tif *.tfw (compressé LZW, PackBits, CCITT4

noir-blanc ou non compressé) ou geotiff (comprend la géoréférence àl’intérieur du fichier *.tif)

– JPEG *.jpg *.jgw ou JPEG2000– GRID ASCII *.asc ou *.txt– BIL *.bil *.hdr

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2. Création de données SIG à partir de fichiers de coordonnées brutes

• Les sources de données x,y :– Points GPS (waypoints), trace GPS (polylignes)– Levés topographiques, par rapport à des points de référence, angle +

distance COGO– Données tabulaires numériques avec colonnes x, y ou latitude,

longitude (fichier ascii txt, Excel, Access ou autre bases de données)– …

Modèle numérique d’altitude à 100m Rimini

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Exemple Gazetter - noms de lieux

• GEOnet Names Server (GNS)

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Création d’une couche de point à partir de données x, y

• Dans ArcMap– Charger la table xls ou txt– Tools/Add XY Data

• Dans ArcToolbox / Samples /Data Management / Features

– Create features From Text File

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Résultat de Add XY Data

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3. Géocodage

• Le géocodage consiste à affecter des coordonnées géographiques à des adresses ou à des objets spatiaux (linéaires ou surfaciques)

• Il faut une couche géographique de référence (Adress locator) des points en général comprenant le nom officiel de l’adresse dans 1 seul champ ou plusieurs champs.

• Exemple: vous voulez localiser sur une carte la liste des pharmacies que vous avez extraits du registre du commerce à partir de leur adresse postale

• Souvent l’adresse postale n’est pas saisie exactement de la même manière que l’adresse officielle ou bien le numéro de rue n’existe pas

5, rue Gallatin ≠ Avenue De-GALLATIN 5

• Le géocodage permet d’associer une adresse orthographiée approximativement à une adresse officielle en proposant des « candidats »avec un score permettant de les classer.

• Les outils SIG de géocodage fonctionnent automatiquement pour 50 – 90 % des adresses, le solde nécessite l’intervention de l’opérateur (semi-automatique)

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Géocodage interactif - Candidats

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4. Vectorisation semi-automatique • La vectorisation permet de saisir des objets vectoriels à partir d’une image raster par

exemple un plan scanné

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5. Digitalisation manuelle

• La digitalisation consiste à saisir des données géographiques à partir d’un fond de carte existant soit:– à l’écran à partir d’une image (plan scanné, orthophotos, image

satellites, carte topographique, etc.)– en utilisant une table à digitaliser (cf. ci-dessous)

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Saisie de données SIG vectorielle

• La qualité de la saisie est très importante:– Précision géographique -> selon l’échelle et l’utilisation – Structure géométrique des données

• Choix du type d’objets Point, Ligne, Surface pour modéliser la réalité• Topologie interne à la couche et avec d’autres couches

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Saisie vectorielle sans topologie

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Saisie spaghetti, sans assistance

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Topologie nœud-arc-polygon

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Exemples d’erreurs topologiques

• Sens de digitalisation(rivières, réseaux, etc.)

• Polygones

• Polylignes

En 8 Trou et recouvrement

Overshoot

UndershootSpaghetti

Auto sécante

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Outils et fonctions de corrections dans ArcMap

A. Rigueur de l’opérateur lors de la saisie et méthode de construction des objets

B. Snapping: distance d’accrochage aux objets (magnétisme sur les sommets, les arêtes ou les extrémités des objets géographiques)

C. Topologie de cartesD. Définir des règles de topologie dans la

géodatabaseE. Validation topologique

– Mise en évidence des erreurs des cas qui ne respectent pas les règles topologiques

– Utilisation des outils de corrections topologiques

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A. Saisie des données dans ArcMap

• Démarche– Créer une couche vide de points, de

polylignes ou de polygones, dans laquelle vous allez saisir vos nouvelles données.

– Définissez des règles de topologie dans la géodatabase

– Ajouter la couche vide dans ArcMap – Afficher les barres d’outils d’édition et de

topologie– Ouvrir une session de mise à jour – mode

édition– Régler l’environnement de capture (snapping)– Créer une topologie de carte– Construire les objets géométriques à l’aide

des outils de dessin– Rechercher les erreurs de topologies et les

corriger

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Outils de construction

• Création d’une construction (sketch)

Affichage des coordonnées

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Découpage d’un polygone Remodelage d’un polygone

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B. Snapping - Accrochage aux objets - Capture

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C. Topologie de cartes

– Barre d’outil Topologie– Déplacement d’arêtes communes ou de nœuds– Définition d’une tolérance

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D. Règles de topologie dans la géodatabase

• Définition de règles topologiques:– Pour les objets à l’intérieur d’une couche– Entre 2 couches

Exemple d’une règle " Ne doivent pas se superposer " appliquée aux polygones et aux lignes. Sur le polygone et sur la ligne, les endroits où la règle est violée sont en rouge.

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Règles topologiques pour une couche

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Règles topologiques pour 2 couches

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E. Validation topologique

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Inspection des erreurs

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Corrections des erreurs

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6. Ajustement spatial

• L’ajustement spatial permet de caler des données vectorielles (par ex: un plan DAO Autocad) qui ne sont pas dans le même système de coordonnées que les données SIG. Il faut définir des liens entre les coordonnées du dessin d’origine et les coordonnées réelles.

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Type de transformations pour l’ajustement spatial

• Affinex' = Ax + By + Cy' = Dx + Ey + Foù x et y sont les coordonnées de la couche

d'entrée et x' et y' les coordonnées transformées. A, B, C, D, E et F sont définis en comparant l'emplacement des points de contrôle source et de destination.

Elle nécessite au moins trois liens de déplacement.

• Helmert, rotation, translation et mise àl’échelle (2 liens sont nécessaires)

• Projective utilisée pour les photos aériennes (4 liens nécessaires)

• Déformation élastique • Recollement des bords pour les couches

adjacentes

Déformation élastique

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7. Saisie des attributs

• Saisie manuelle avec ou sans liste de valeurs prédéfinies (par ex: liste d’espèces, type d’occupation du sol, …)

• Remplissage automatique (champ calculé par ex: date de mise à jour, ou url permettant de renvoyer à une page web dynamique http://monsite.com?id=3450)

• Importation de table d’attributs par :– Jointure attributaire nécessite un champ identifiant commun (par ex: N°

de commune)– Jointure spatiale en reprenant des attributs provenant d’une autre

couche de données géographiques (par ex: récupérer le N° de commune sur une couche de points localisant des stations de mesure)