I.1. Historique: I.1.1. Définition de la géomatique

Chapitre 1 Systèmes d’Information Géographique « S.I.G »

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I.1. Historique:

Le mot « géomatique » est un néologisme issu de la contraction des termes « géographie » et

«informatique ». Ce néologisme a été proposé, dans les années 1960 par Bernard Dubuisson. En

effet, Bernard Dubuisson considérait que sa profession se renouvelait grâce à l'informatique.

Il eut alors l’idée de mettre en avant le rôle croissant de l’informatique en géographie par la création

de ce néologisme. C’est tout d’abord au Québec que le terme de « géomatique » va se développer.

I.1.1. Définition de la géomatique:

La géomatique est une discipline ayant pour objet la gestion des données à référence spatiale par

l’intégration des sciences et technologies reliées à leur acquisition, leur stockage, leur traitement et

leur diffusion.

La géomatique comprend :

Les Systèmes d’Information Géographiques (SIG);

La télédétection;

L’arpentage par GPS.

I.2. Définition d’un Système d’Information Géographique « S.I.G »

-Un outil de stockage, de gestion et d’exploitation des informations spatialisées

-Un outil informatique permettant la production de cartographie à partir d’une base de données

spatialisée

-Une approche intégrant un ensemble technologique (logiciel), informatif (données géographiques)

et une méthodologie précise

I.2.1. principales fonctionnalités d’un SIG:

Saisie et stockage numérique de plans et de cartes

Schématisation, organisation et archivage de l’information géographique

Calculs métriques (distances, surfaces, périmètres, volumes), positionnement et projections

géographiques

Calculs techniques et d’ingénierie (parcours optimaux, etc.)

Analyse spatiale, statistique et classifications, géostatistique

Télédétection

Géoréférencement, gestion et traitement d’images

Modèles numériques de terrain, géomorphologie, hydrologie, écoulements.

1.2.2. Domaines d’application des sig:

Gestion de l’environnement et du territoire

Cartographie

Gestion côtière

Océanographie


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Santé

Risques naturels

Etc..

I.3.1. géodésie

La géodésie est une science qui vise à déterminer la forme et les dimensions de la terre.

Elle consiste notamment à calculer les coordonnées précises d’un ensemble de points à la surface du

globe terrestre.

I.3.1. ellipsoïde

L'ellipsoïde est un volume globalement sphérique présentant un aplatissement aux pôles et servant

de référence pour la construction des projections cartographiques.

I.4.Coordonnées géographiques et cartographiques:

Pour se localiser sur l’ellipsoïde de référence, un quadrillage imaginaire a été défini sur sa surface. Ce

quadrillage est constitué de méridiens et de parallèles.

Le positionnement d’un point est sphérique (trois dimensions).

Pour passer dans un positionnement planaire (deux dimensions), il est nécessaire de faire appel à

une projection.

1.4.1. Définition d’une projection

La projection est donc une fonction mathématique qui permet de convertir la surface de la Terre

dans son ensemble ou en partie sur la surface plane d'une carte. Il existe 3 types de projections

cartographiques:


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I.4.2. types de Projection:

Projection cylindrique: La surface de projection est un cylindre tangent ou sécant au modèle de la

Terre. Les projections UTM, utilisent ce type de projection.


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Projection conique: La surface de projection est un cône tangent ou sécant. Les projections Lambert

et Lambert-93 utilisent ce type de projection.

Projection azimutale équivalente de Lambert: est une manière de projeter une sphère sur un plan,

et en particulier, une façon de représenter entièrement la surface de la Terre sous la forme d'un

disque. C'est donc une projection cartographique azimutale conçue (parmi d'autres) en 1772 par le

mathématicien alsacien Johann Heinrich Lambert.

I.5. Les données dans un SIG:

Deux modèles de données principaux:

Modèle raster (ou matriciel)

Matrice composée de cellules juxtaposées (pixels) correspondant chacune à une valeur.

Raster = Matrice de pixels correspondant chacun à une valeur.

Images

• Images aériennes

• Images satellites

• Cartes scannées


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Données continues

• MNT (altitude)

• Données de température

• Nuisance d’un phénomène

• Indice de risque

Origine : numérisation (scanner), image numérique, calcul d’interpolation…

• Exactitude de la représentation dépend de la taille du pixel

• Éléments essentiels : pixels

• chaque pixel porteur d’une information unique (couleur, indicateur, ...)

Ortho-photographie Résolution de 25cm

Modèle Vecteur

Informations sous forme de coordonnées

• Particulièrement utilisées pour des données discrètes

On distingue trois grands type d’objets :

• Point : (X,Y)

• Ligne/polyligne : (X,Y) de chaque noeud

• Polygone : (X,Y) chaque sommet


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• Le point, avec ses coordonnées est porteur de l’information géométrique.

• Les données vectorielles sont la plupart du temps issues d’une numérisation.

• Les trois types de vecteurs (points, lignes et surfaces) sont représentées dans des couches

différentes.

Polygone Polygone + Poly ligne

Polygone + Poly-ligne + Point

Raster + Polygone + Poly ligne + Point

I.6. vecteur vs raster:

Conversion: Vecteur → Raster = Perte de précision


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Raster Vecteur

Avantages • Qualité visuelle

• Rapidité de calcul sur de

grandes surfaces

• Peu de mémoire

• Facilité de superposition des

Couches

• Précision de la localisation

Inconvénients • Demande beaucoup de

mémoire

• Difficultés de représentation

des

linéaires

• Perte de précision quand on

passe de vecteur à raster

• Difficulté de représentation des phénomènes

continus

I.7. données non géométriques:

Une table attributaire contient les caractéristiques non spatiales, donc alphanumériques, des entités.

Une table est habituellement gérée par un type de programme appelé Système de Gestion de Base

de Données (SGBD). Une table est formée de lignes et de colonnes.

Chapitre 2 La Troisième Dimension « 3D »

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Notions de topographie

Altitude: la dénivelée (différence de niveau) entre un objectif et le niveau de la mer.

Hauteur: la dénivelée entre un objectif et la surface du sol.

II.2. Courbe de niveau

Les courbes de niveau, lignes fictives (inexistantes sur le terrain) relient tous les points de même

altitude.

Equidistance: Elle représente la dénivelée (différence de niveau) entre deux courbes de niveaux

successives.


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Pente du terrain: Le pourcentage de pente permet de décrire le relief en exprimant le rapport entre

la dénivellation et la distance horizontale (mesure prise sur la carte).

Schéma en coupe longitudinale d'un tronçon routier rectiligne :

d = distance horizontale

Δh = différence d'altitudes = dénivelée

α = inclinaison, angle d'élévation

pente = tg(α)=Δh/d

l = longueur suivant la pente.

II.4. Modèle Numérique de Terrain « MNT »

Il s'agit d'une représentation numérique du relief donc des valeurs d'altitude d'une zone donnée. Si

l'on représente uniquement l'altitude du sol nu, on parle de MNT.

Si l'on prend en compte les hauteurs de tous les objets placés sur celui-ci comme les bâtiments et la

végétation, ce que l'on appelle le « sursol », on parle alors de Modèle Numérique d'Altitude (MNA).


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Modèle Numérique de Terrain en 3D

Modèle Numérique d’Altitude en 3D

II.5. Objectifs d’un MNT Un MNT permet de :

reconstituer une vue en images de synthèse du terrain; déterminer une trajectoire de survol du terrain;

calculer des surfaces ou des volumes;


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d'une manière générale, de manipuler de façon quantitative le terrain étudié.

tracer des profils topographiques;

II.6. Génération d’un MNT

La construction peut se faire de plusieurs manières par:

Acquisition directe par des méthodes de topométrie : Levés sur le terrain;

Restitution photogrammétrique de photographies aériennes : Stéréoscopie.

Numérisation (vectorisation) de courbes de niveaux provenant de cartes


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Images satellitaires

II.7. Types de MNT

On peut distinguer les MNT selon le type de maillage utilisé

Maillage régulier carré (raster) maillage triangulaire quelconque (TIN)

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I.1. Historique: I.1.1. Définition de la géomatique