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UNIVERSITE D’ANTANANARIVO
ECOLE SUPERIEURE POLYTECHNIQUE D’ANTANANARIVO
MENTION : INFORMATION GEOGRAPHIQUE ET AMENAGEMENT DU
TERRITOIRE
PARCOURS : INFORMATION GEOGRAPHIQUE ET FONCIERE
Mémoire de fin d’étude en vue d’obtention de diplôme d’Ingénieur Grade Master
Présenté par : RAKOTOZAFY Jean Marie Christian
Encadreurs :
- Monsieur RAMANANTSIZEHENA Pascal, Professeur titulaire et Enseignant à
l’ESPA.
- Madame RAHAJANIRINA Michelle, Ingénieur au FTM, Chef Service de l’imagerie
et Espace Photogrammétrie et Enseignante à l’ESPA.
Année Universitaire : 2016 - 2017
ETABLISSEMENT D’UNE CARTE TOPOGRAPHIQUE A PARTIR DE L’IMAGE
SATELLITE SPOT 5 EN VUE DE L’AMENAGEMENT
DE LA COMMUNE RURALE ALAKAMISY AMBOHIMAHA
Date de soutenance: 03 Octobre 2019
I
REMERCIEMENT
Tout d’abord, je rends grâce à Dieu Tout Puissant, car sans sa bénédiction ce présent
mémoire n’a pas pu voir le jour.
Je tiens à exprimer mes vifs et sincères remerciements envers tous ceux qui, de près ou
de loin, ont apporté patiemment leur appui et collaboration durant la réalisation du présent
ouvrage, en particulier à :
➢ Monsieur RAKOTOSAONA Rijalalaina, Professeur et Directeur de l’Ecole Supérieure
Polytechnique d’Antananarivo, de m’avoir autorisé à soutenir cette mémoire ;
➢ Monsieur ANDRIAMASIMANANA Rado, Maître de conférences et Responsable de la
Mention Information Géographique et Aménagement du Territoire à l’Ecole Supérieure
Polytechnique d’Antananarivo,
➢ Monsieur RASOLOMAMPIANDRY Gilbert, Docteur en Science cognitive et application,
Assistant de l’Enseignement Supérieur, qui a bien voulu accepter de présider le jury de
ce mémoire;
➢ Monsieur RAMANANTSIZEHENA Pascal, Professeur titulaire, qui a bien voulu encadrer
durant la réalisation de ce mémoire, qui m’a donnée le privilège d’avoir de ces précieux
conseils pour la réalisation de ce travail ;
➢ Madame RAHAJANIRINA Michelle, Ingénieur au FTM, Chef Service de l’imagerie et
Espace Photogrammétrie, qui m’a encadré tout au long de l’élaboration de ce travail,
grâce à ses judicieux conseils ;
➢ Monsieur RABETSIAHINY, Maitre de conférences et Monsieur RAVELOALISON
Hajanirina, Docteur Hydraulique et Aménagement, tous Enseignants à l’Ecole
Supérieure Polytechnique d’Antananarivo, qui ont accepté d’évaluer ce mémoire.
Je tiens à remercier à tous les Enseignants de la mention IGAT et les personnels du FTM
qui ont transmis sans hésitation leur compétence et savoir-faire.
Et enfin, un grand merci à ma famille, qui a tant sacrifié pour mes études et qui n’a pas
ménagé leurs efforts pour me soutenir et sans oublier mes amis qui m’a aidé et m’a fait sentir
que je n’étais pas seule durant la réalisation de ce mémoire.
Sans vous je n’aurais pas achevé ce mémoire !
Merci et encore merci !
II
SOMMAIRE
REMERCIEMENT ..................................................................................................................................... I
SOMMAIRE ............................................................................................................................................. II
LISTE DES ACRONYMES ..................................................................................................................... IV
LISTE DES FIGURES .............................................................................................................................. V
LISTE D’IMAGE....................................................................................................................................... V
LISTE DES TABLEAUX .......................................................................................................................... V
LISTE DES ORGANIGRAMMES ............................................................................................................ VI
LISTE DES GRAPHES ........................................................................................................................... VI
LISTE DES FORMULES ........................................................................................................................ VI
LISTE DES CARTES .............................................................................................................................. VI
LISTE DES ANNEXES .......................................................................................................................... VII
INTRODUCTION...................................................................................................................................... 1
PARTIE I : GENERALITES ..................................................................................................................... 2
Chapitre I : LA CARTE ........................................................................................................................... 3
Chapitre II : L’AMENAGEMENT ET L’URBANISME ............................................................................. 8
Chapitre III : OUTILS INFORMATIQUES UTILISES ............................................................................ 12
PARTIE II : PRESENTATION DE LA ZONE D’ETUDE ET METHODOLOGIE SUIVI POUR
L’ETABLISSEMENT DE LA CARTE TOPOGRAPHIQUE A PARTIR DE L’IMAGE SPOT5 ................ 33
Chapitre IV : PRESENTATION DE LA ZONE D’ETUDE ...................................................................... 34
Chapitre V : METHODOLOGIE SUIVIE POUR L’ETABLISSEMENT DE LA CARTE TOPOGRAPHIQUE
A PARTIR DE L’IMAGE SPOT5............................................................................................................ 49
III
PARTIE III : RESULTATS OBTENUS ET ANALYSES DES RESULTATS .......................................... 62
Chapitre VI : RESULTATS OBTENUS ................................................................................................. 63
Chapitre VII : ANALYSES DES RESULTATS ...................................................................................... 73
CONCLUSION ....................................................................................................................................... 81
BIBLIOGRAPHIE ET WEBOGRAPHIE ................................................................................................. 82
ANNEXES ................................................................................................................................................ A
TABLE DES MATIERES ....................................................................................................................... VII
IV
LISTE DES ACRONYMES
ACI : Association Cartographique Internationale
CNEAGR : Centre National de l’Eau, de l’Assainissement et du Génie Rural
CNES : Centre National d’Études Spatiales
EASTA : Ecole d’Application des Sciences et Techniques Agricoles
ECAR : Eglise Catholique Apostolique Romain
FJKM : Fiangonan’i Jesoa Kristy eto Madagasikara
FLM : Fiangonana Loterana Malagasy
FTM : Foiben-Taosaritanin’i Madagasikara
HR : Haute Résolution
HRG : Haute Résolution Géométrique
HRV : Haute Résolution Visible
IDEE : Ingénieur pour le DEveloppement et les Echanges
IGN : Institut Géographique National
MNT : Modèle Numérique de terrain
PCD : Plan Communal de Développement
PCDEA : Plan Communal de Développement en Eau et Assainissement
RADAR: Radio Detection And Ranging
SGBD : Système de Gestion de Base de Données
SIG : Système d’Information Géographique
SPOT : Satellite Pour l’Observation de la Terre
TIN : Triangular Irregular Network
UTM: Universal Transverse Mercator
WGS 84: World Geodetic System 1984
V
LISTE DES FIGURES
Figure 1 : Evolution du SPOT ................................................................................................................ 14
Figure 2 : Spectre Electromagnétique .................................................................................................... 19
Figure 3 : Principe de la télédétection par satellite ................................................................................. 20
Figure 4 : Exemple de matrice de confusion .......................................................................................... 25
Figure 5 : Interprétation des signatures spectrales ................................................................................ 58
Figure 6 : Extraction des zones boisées ................................................................................................ 64
Figure 7 : Extraction des savanes arborées ........................................................................................... 65
Figure 8 : Extraction des savanes herbeuses ........................................................................................ 66
Figure 9 : Extraction des rizières humides ............................................................................................. 67
Figure 10 : Extraction des rizières sèches ............................................................................................. 68
Figure 11 : Extraction des mosaïques de culture ................................................................................... 69
Figure 12 : Extraction des granites ......................................................................................................... 70
LISTE D’IMAGE
Image 1 : Extrait d’image SPOT 5 multispectral Alakamisy Ambohimaha.............................................. 52
LISTE DES TABLEAUX
Tableau 1 : Tableau montrant l'échelle d'une carte .................................................................................. 4
Tableau 2 : Tableau montrant l'échelle d'un plan ..................................................................................... 4
Tableau 3 : Caractéristiques des images SPOT .................................................................................... 15
Tableau 4 : Evolution de la température dans la Commune................................................................... 37
Tableau 5 : Répartition de la population dans la commune en 2014 ...................................................... 41
Tableau 6 : Densité de la population par Fokontany .............................................................................. 42
Tableau 7 : Projection de la population par Fokontany .......................................................................... 44
Tableau 8 : Infrastructures dans la Commune ....................................................................................... 46
Tableau 9 : Répartition des écoles ......................................................................................................... 48
Tableau 10 : Caractéristiques de la scène SPOT 5 multispectrale ........................................................ 51
Tableau 11 : Liste des points lors du géoréférencement ........................................................................ 53
Tableau 12 : Résultats de calcul de l’erreur moyenne quadratique ........................................................ 54
Tableau 13 : Descriptions des clés d’interprétations rencontrés dans l’image ....................................... 55
VI
Tableau 14 : Evaluation de la matrice de confusion obtenue par la classification supervisée de l’image
SPOT 5 .................................................................................................................................................. 59
Tableau 15 : Liste d’occupation du sol après la classification ................................................................ 63
Tableau 16 : Superficie et pourcentage des éléments polygonaux ........................................................ 73
Tableau 17 : Longueur des éléments linéaires....................................................................................... 74
Tableau 18 : Récapitulation du choix de la zone constructible ............................................................... 78
Tableau 19 : Devis estimatifs projet ....................................................................................................... 80
LISTE DES ORGANIGRAMMES
Organigramme 1 : Processus de la méthodologie du travail .................................................................. 50
LISTE DES GRAPHES
Graphe 1 : Densité de la population par Fokontany ............................................................................... 43
Graphe 2 : Projection de la population par Fokontany ........................................................................... 45
Graphe 3 : Superficie des éléments polygonaux dans la carte topographique de la CR Alakamisy
Ambohimaha .......................................................................................................................................... 73
Graphe 4 : Longueur des éléments linéaires dans la carte topographique de la CR Alakamisy
Ambohimaha .......................................................................................................................................... 74
LISTE DES FORMULES
Formule 1 : Densité de la population ...................................................................................................... 41
Formule 2 : Projection de la population .................................................................................................. 43
Formule 3 : Erreur moyenne quadratique .............................................................................................. 54
Formule 4 : Erreur moyenne quadratique en X ...................................................................................... 54
Formule 5 : Erreur moyenne quadratique en Y ...................................................................................... 54
LISTE DES CARTES
Carte 1 : Carte de localisation de la CR Alakamisy Ambohihamaha ...................................................... 36
Carte 2 : Carte hydrographique de la CR Alakamisy Ambohimaha ........................................................ 39
Carte 3 : Résultats des numérisations par image SPOT 5 panchromatique .......................................... 71
VII
Carte 4 : Carte topographique de la CR Alakamisy Ambohimaha .......................................................... 72
Carte 5 : TIN de la CR Alakamisy Ambohimaha .................................................................................... 76
Carte 6 : Classification de l’altitude ........................................................................................................ 77
Carte 7 : Classification de la pente ......................................................................................................... 78
Carte 8 : Proposition d’emplacement du barrage hydraulique................................................................ 79
LISTE DES ANNEXES
Annexe 1 : PRESENTATION DE L’ENTREPRISE FTM .......................................................................... A
Annexe 2 : CARTE TOPOGRAPHIQUE A L’ECHELLE 1/100000 DE LA ZONE O53 ............................. D
1
INTRODUCTION
Actuellement, plusieurs villes de Madagascar font face à des problèmes d’extension et de
développement urbain car la croissance démographique et l’exode rurale sont fortes. Les zones
d’habitations deviendraient saturées ce qui provoque des problèmes sur la gestion d’espace et sur
l’aménagement du territoire. En plus, les équipements urbains ne suffisent plus par rapport au nombre
des habitants. Tandis que dans les milieux ruraux, on trouve des superficies étendues et des terrains
abandonnés ; les moyens de communications sont difficiles, l’insécurité s’accentue. Ces contraintes sont
les sources majeures de l’immigration de la population vers la ville.
La Commune Rurale Alakamisy Ambohimaha située à 25 km au Nord de la ville de Fianarantsoa,
fait partie de ces milieux. Elle compte 34020 habitants qui se répartit dans une superficie d’environ 12825
ha, d’où la densité moyenne de la population est égale 3hab./ha. Or, Les dirigeants n’arrivent pas à
exploiter ces opportunités à cause de l’insuffisance de la base de données indispensables aux
développements de ses régions.
C’est pour cela que nous avons étudié le sujet intutilé : ETABLISSEMENT D’UNE CARTE
TOPOGRAPHIQUE A PARTIR DE L’IMAGE SATELLITE SPOT5 EN VUE DE L’AMENAGEMENT DE LA
COMMUNE RURALE ALAKAMISY AMBOHIMAHA, afin de proposer une solution adéquate aux
dirigeants.
Notre étude a pour objectif de mettre en œuvre les méthodes et les outils informatiques du
traitement d’image satellite, d’établir une carte topographique pour aider les autorités locales de prendre
des décisions sur la planification et la gestion d’espace en répondant aux besoins de ses habitants, pour
qu’ils puissent jouir d’un épanouissement dans toutes leurs potentialités.
Dans cet ouvrage, nous allons entamer d’abord sur les généralités concernant notre sujet.
Ensuite, nous décrivons la zone d’étude et la méthodologie du travail. Enfin, nous présenterons les
résultats obtenus, l’analyse et l’évaluation financière.
2
Partie I : GENERALITES
3
Chapitre I : LA CARTE
La carte est un outil d’aide pour prendre des décisions. Les dirigeants peuvent gérer et exploiter
les ressources existantes dans la carte afin de satisfaire les besoins de la population.
I.1 : Généralité sur la cartographie [9]
I.1.1 : Définition de la cartographie
La cartographie est l’ensemble des études et opérations scientifiques, artistiques et techniques
intervenant à partir des résultats d’observation directe ou de l’exploitation d’une documentation en vue
de l’élaboration et de l’établissement des cartes, des plans et autres modes d’expression ainsi que leur
utilisation. (Selon IGN)
Selon les Nations Unies, « la cartographie est la science d’établissement des cartes qui va des
levés jusqu’à l’impression et archivage en passant par la rédaction ».
Par ailleurs, la cartographie est définie comme « l’art et la science d’établissement des cartes
qui, à partir de données et documents, consiste à la conception, la rédaction, l’impression et l’archivage»
d’après l’Association Cartographique Internationale (ACI).
I.1.2 : Classification des cartes
En général, selon le contenu, les cartes sont classifiées en 2 grandes catégories telles que les
cartes topographiques et les cartes thématiques.
Carte topographique
Les cartes topographiques sont des cartes ou plans sur lesquels figurent essentiellement les
résultats des observations topographiques concernant la position planimétrique et altimétrique, soit par
levé direct ou par autre représentation du terrain comme la méthode télédétection (Exemple : la prise de
vue aérienne, la prise de vue satellitaire…).
Carte thématique
Les cartes thématiques dessinent sur un fond repère des phénomènes qualitatifs ou quantitatifs
concrets une représentation conventionnelle des objets ou phénomènes localisables de toute nature et
de leur corrélation
Exemples de carte thématique :
➢ Carte touristique ;
➢ Carte d’occupation du sol ;
➢ Carte météorologique ;
➢ Carte routière ;
➢ Carte de végétation ;
4
➢ Carte d’aménagement ;
➢ Carte géologique ;
➢ Carte géographique humaine (Sociologique, politique, démographique, administratifs, culturel…);
➢ Carte économique (Agricole, industriel, transport, commerce…)
L’élaboration d’une carte quelconque repose sur un thème bien déterminé (topographique,
géologique, météorologique, …). Donc toute carte fait partie des cartes thématique. Comme nous avons
cite précédemment, l’objet d’une carte thématique est de donner sur un fond de repère des symboles
qualitatifs ou quantitatifs d’un ou plusieurs thèmes traite aussi bien dans l’espace que dans le temps. Son
fond de repère est issu d’une partie des 4 thèmes d’une carte topographique et c’est pour cette raison
que la carte topographique est un type indépendant.
I.2 : Différence entre carte et plan
Les tableaux ci-dessous nous donnent une classification des cartes et plans en fonction de leurs
échelles et de leurs finalités
Tableau 1 : Tableau montrant l'échelle d'une carte
Echelle Finalité
1/1 000 000 à 1/500 000 Carte géographique
1/250 000 à 1/100 000 Carte topographique à petite échelle
1/50 000 à 1/20 000 Carte topographique à moyennes échelle
1/10 000 Carte topographique à grande échelle
Source : Cours lever aux grandes échelles
Tableau 2 : Tableau montrant l'échelle d'un plan
Echelle Finalité
1/5 000 Plan topographique d’étude ou plan d’urbanisme
1/2 000 Plan d’occupation des sols descriptifs, parcellaires
1/1 000 ; 1/500 Plan parcellaires, cadastraux urbain
1/200 Plan de voirie, implantation, lotissement
1/100 Plan de propriété, plan de masse
1/50 Plan d’architectures, des coffrages (BTP)
Source : Cours lever aux grandes échelles
D’après le tableau 1 et 2, nous tenons aussi à établir la nuance entre la carte et le plan. Tous les
deux consistent à représenter la position relative des phénomènes concrets généralement par des signes
conventionnels mais en plus la carte fait sortir des phénomènes abstraits localisables dans l’espace. Le
plan topographique fait ressortir une image naturelle de l’espace, on peut y faire des mesures de distance,
5
des calculs de surface, ... comme pour les plans cadastraux qui ne sont autres que la représentation
planimétrique comportant la délimitation parcellaire de la propriété foncière où il y a abstraction de
l’altimétrie ou non. Le plan est reproduit pour une diffusion restreinte en vue d’une utilisation particulière,
par contre les cartes sont reproduites en vue d’une large diffusion auprès du public et des utilisateurs.
Notons que l’échelle est l’élément essentiel qui valorise la carte, car rappelons-le que l’échelle
est la fraction entre la mesure d’un objet ou d’une donnée sur la carte (au numérateur) et sa mesure sur
terrain (au dénominateur), et c’est cette échelle qui détermine l’objectif de la cartographie.
I.3 : Conception d’une carte topographique
I.3.1 : Définition
La carte topographique est la représentation exacte et détaillée d’un lieu. « C’est la représentation
exacte et détaillée de la surface terrestre conservant la position, la forme, les dimensions et l’identification
des accidents du terrain ainsi que des objets concrets qui s’y trouvent en permanence. » d’après Leçon
cartographie.
« Les cartes topographiques sont généralement utilisées pour représenter des régions terrestres.
Elles indiquent les caractéristiques naturelles et artificielles de la région représentée : elles peuvent ainsi
comporter le réseau de transports (routes, voies ferrées, canaux, sentiers, aéroports), l'hydrographie
(cours d'eau, lacs, aspects des côtes), les habitations (villages, bourgs, villes), la forme et l'altitude du
relief, etc. Les limites politiques, qui marquent les séparations entre des départements, des régions et
des États sont également précisées. En raison de la grande diversité des informations qu'elles
comportent, les cartes topographiques servent le plus souvent de cartes de référence pour un usage
courant. » d’après Encarta 2014.
Les cartes topographiques sont celles sur lesquelles figurent essentiellement les résultats des
observations directes concernant la position planimétrique et altimétrique
I.3.2 : Contenu d’une carte topographique
Il existe 4 principaux thèmes qui composent la carte topographique :
➢ La planimétrie :
C’est la représentation plane des différents détails artificiels ou naturels sur le terrain, ce sont les
bâtiments, bâtiments administratifs, limites des cultures, chemins, escaliers rochers, haies, haies en a
robustes, lignes électriques, murs, rochers, routes étroites, routes non revêtues, routes principales, voies
ferrées, …
➢ Végétation et culture :
C’est l’ensemble des plantes à savoir : Forêts, savanes, riziculture, mosaïques de culture, …
6
➢ L’hydrographie :
C’est l’ensemble des eaux courantes ou stables donc ce sont les lacs, étangs, marais, fleuves,
rivières, cours d’eaux, …
➢ L’orographie :
C’est la description des reliefs terrestres, elle est représentée par différentes courbes de niveaux et
des points cotés.
I.4 : Représentation cartographique de la surface terrestre
I.4.1 : Modèles de la terre
La surface de la terre est une forme complexe impossible à modéliser parfaitement. Pour mieux
projeter les différentes cartes et pour mieux connaître le vrai positionnement, il faut chercher une forme
approximative de la terre et ensuite la représenter sous forme de formule mathématique. Deux types de
représentations spécifiées sont souvent utilisés par la cartographie :
I.4.1.1 : Géoïde
C’est une surface moyenne de niveau zéro, équipotentielle du champ de gravité qui coïncide
avec la surface moyenne du niveau des mers ouvertes, prise comme origine des altitudes.
I.4.1.2 : Ellipsoïde
La connaissance du géoïde permet au cartographe de définir des ellipsoïdes qui sont des
surfaces géométriques dont les écarts par rapport au géoïde ne dépassent pas une centaine de mètre.
Chaque ellipsoïde est caractérisé par son demi grand axe, son demi petit axe et son origine.
I.4.2 : Notion de projection
Dans l’étude cartographique, la projection concerne la modélisation de la surface terrestre sur un
plan. On appelle aussi représentation plane
Comme la terre prend la forme approchée d’un ellipsoïde de révolution. Il faudra donc trouver
une surface mathématique le plus proche : surface référentielle. De plus cet ellipsoïde n’étant pas
applicable sur le plan
Il y a toujours une déformation
➢ Angulaire
➢ Linéaire
➢ ou les deux en même temps
Il y a 3 catégories de représentation :
7
➢ Projections équivalentes : conservent les surfaces
➢ Projections conformes : conservent les angles et les distances (utilisées en géodésie, topo,
cartographie…)
➢ Projections gnomoniques : ne conservent ni angle ni distance ou projection aphylactique
Les projections les plus utilisées sont : Mercator (direct, équatorial, oblique), Mercator Transverse
Universelle (UTM), Lambert, stéréographique polaire.
Les ellipsoïdes de référence sont :
➢ USA : Clark 1966 ;
➢ GPS : WGS84 : GRS80 ;
➢ Madagascar : Hayford 1909 (adopté par UGGI 1924).
I.4.3 : Projection Laborde Madagascar [12]
La projection Laborde de Madagascar est une représentation oblique de Mercator. Elle prend
comme surface de référence l’ellipsoïde international Hayford 1909 dont :
• Le demi grand axe : 6378388m
• Le demi petit axe : 6356911.946m
• Longitude du point d’origine : -18.9°
• Azimute de la ligne centrale : 18.9°
• Coordonnées de l’origine : Xo = 1113136.3146 m et Yo = 2882900.7279 m.
Donc, les paramètres de projection Laborde sont :
• Ellipsoïde : Hayford International
• Centre de projection : φ= -21 gr Sud et λ= 49 gr Est Paris
• Rotation : 21 gr
• K0 (coefficient de réduction d’échelle) = 0.9995
• Coordonnées du point origine : Xo = 400000 m et Yo = 800000 m
8
Chapitre II : L’AMENAGEMENT ET L’URBANISME
II.1 : Aménagement
II.1.1 : Définition
Par définition, l’aménagement désigne « l’ensemble des actes des collectivités locales ou des
établissements publics qui ont pour but :
➢ D’une part, de conduire ou d’autoriser des actions ou des opérations ayant pour objet de mettre
en œuvre une politique locale de l’habitat ;
➢ d’organiser le maintien, l’extension ou l’accueil des activités économiques ;
➢ de favoriser le développement des loisirs et du tourisme ;
➢ de réaliser les équipements collectifs ;
➢ de lutter contre l’insalubrité ;
➢ de sauvegarder ou mettre en valeur le patrimoine bâti et les espaces naturels ;
➢ D’autre part, d’assurer l’harmonisation de ces actions ou de ces opérations. »
L’aménagement d’un lieu repose sur un diagnostic mettant en évidence les points à améliorer ou
à modifier.
II.1.2 : Conditions techniques de l’aménagement
Pendant la réalisation de toutes les étapes techniques du projet d’aménagement, il faut respecter
la précision.
La précision dépend de la surface de la zone à aménager. Si la surface est grande on doit
diminuer l’échelle du Plan, pour avoir une vue d’ensemble de tous les détails existant sur terrain. Par
contre, pour les surfaces relativement petites, on peut agrandir l’échelle pour bien distinguer les détails
du terrain.
II.1.3 : Opérations d’aménagement
Celles-ci concernent :
➢ Le préalable de la maitrise foncière
➢ Les réserves foncières
➢ L’expropriation
II.2 : Urbanisme [7]
II.2.1 : Définition
L’urbanisme est un art, science et technique de l’aménagement rationnel des villes ; C’est
l’ensemble des mesures prises pour orienter et contrôler l’affectation et l’utilisation des sols. Pour cela, il
9
faut prendre en compte les changements climatiques, la sécurité des personnes et des biens et la
dynamique démographique.
Il y a deux types d’Urbanisme :
➢ L’urbanisme curatif consiste à réparer ce qui a été détruit toujours selon les règles de l’esthétique
en vue de la prévention et de l’aménagement de la salubrité et de l’esthétique
➢ L’urbanisme préventif concerne les constructions nouvelles.
II.2.2 : Objectifs
L’urbanisme est la science de l’organisation de l’espace urbain. Dont, il a pour buts :
➢ D’exprimer la volonté d'être et de paraître d'une société.
➢ De mettre en œuvre les mesures techniques, administratives, économiques et sociales
➢ D’assurer le développement durable du territoire grâce à un tissu économique, dynamique et
responsable ;
➢ De faciliter l’implantation de services et d’activités de proximité au cœur des centres villes et des
quartiers ;
➢ De permettre à chaque ménage de bénéficier d’un logement confortable, économe en énergie et
adapté à ses besoins ;
➢ De favoriser la mixité sociale et intergénérationnelle ;
➢ De mettre en place une offre de déplacement efficace, peu polluant et accessible à tous… ;
II.2.3 : Structure d’un plan d’urbanisme
En général, le plan d’urbanisme montre un certain nombre de zones :
➢ Zones d’habitations collectives ou individuelles : elles constituent l’ensemble des territoires où
devraient résider les habitants.
➢ Zones d’activités sociales et culturelles : elles sont formées par les équipements de santé, les
édifices à caractère culturel et les activités pédagogiques.
➢ Zones industrielles : elles sont formées par des zones d’implantation de plusieurs unités
industrielles
➢ Zones d’activités commerciales et artisanales : ces zones concernent les grandes surfaces, les
marchés, les magasins et les épiceries.
➢ Espaces verts : Elles sont des espaces typiques pour des détentes physiques et intellectuelles
tels que les jardins, les parcs, les floralies, les plans d’eau, etc.
➢ Espaces viaires : c’est l’ensemble des allées piétonnes, des circulations, des rues, …
10
II.2.4 : Plans et schémas d’urbanisme
II.2.4.1 : Plan d’Urbanisme Directeur (PUDi)
Le Plan d’Urbanisme Directeur ou PUDi est un document qui trace le cadre général et indique les
éléments essentiels de l’aménagement communal ou intercommunal tels que le Zonage et le tracé des
principales voies :
➢ Le Zonage définit les modes d’occupation du sol selon les activités des habitants. Parmi ces
activités, on peut citer la(les) zone(s) résidentielles, la(les) zone(s) d’activités administratives, la
(les) zone(s) d’activités pédagogiques, la (les)zone(s) d’activités sociales, la (les)zone(s)
d’activités commerciales, la (les)zone(s) d’activités industrielles, la (les) zone(s) d’activités
sportives et de loisirs, la (les) zone(s) verte(s) etc.… ;
➢ Le tracé des principales voies de grande circulation indique les voies assurant les échanges entre
les différents quartiers et permet la pénétration ou l’évidement de la cité.
II.2.4.2 : Plan d’Urbanisme de Détails (PUDé)
Le Plan d’Urbanisme de détails est un plan qui s’applique à un secteur déterminé faisant partie
du territoire traité par le Plan Directeur d’Urbanisme (PUDi). Il précise les dispositions qui ne figurent pas
dans ce dernier ou qui ont été incluses d’une manière générale (cas d’un secteur de rénovation par
exemple). Ce plan fixe les modes d’utilisation du sol d’un quartier ou d’un îlot. Il s’agit donc d’un cadre
restreint. Ce Plan va indiquer, en plus :
➢ Des voies urbaines ;
➢ L’emplacement des services publics (Bureaux de Poste, Ecoles, Dispensaires, …etc.) ;
➢ Des Avant-projets annexés en matière d’eau et d’assainissement.
II.2.4.3 : Plan Local d’Urbanisme (PLU)
Le Plan Local d’Urbanisme a pour objet de justifier et d’expliciter les choix d’aménagement retenus
et leur cohérence. Donc, en termes d’aménagement du territoire, le PLU va permettre de :
➢ Limiter l’étalement urbain pour protéger les espaces agricoles et naturels ;
➢ Favoriser le renouvellement des espaces déjà urbanisés pour y amener plus d’intensité, c’est-à-
dire une meilleure adéquation entre l’habitat, les services et les commerces offerts aux habitants ;
➢ Inciter au développement des actions de rénovation du bâti existant ;
11
II.2.4.4 : Plan Sommaire
Le Plan Sommaire est un document ayant pour objet d’organiser le développement de la
construction autour des Bourgs ou au long des sorties des villes pour éviter le désordre ou l’absence
d’harmonie et d’esthétique.
II.2.4.5 : Plan d’Occupation des Sols (P.O.S)
Le Plan d’occupation des sols est un document qui fixe les règles générales et les servitudes
d’utilisation des sols dans une Commune, partie d’une Commune ou un ensemble de Communes
constitué en groupement d’urbanisme. Ce Plan délimite alors le périmètre de chacune des zones
d’affectation et dicte ; pour chacune d’entre elles les règles, les restrictions et les servitudes particulières
d’occupation du sol.
II.2.4.6 : Schéma Directeur d’Aménagement et d’Urbanisme (SDAU)
Le Schéma directeur d’aménagement et d’urbanisme ou SDAU est un ensemble de documents
ayant pour objet de fixer à long terme les orientations fondamentales de l’aménagement d’un territoire
déterminé, notamment en ce qui concerne l’extension de la (ou des) agglomération(s) intéressée(s).
II.2.4.7 : Schéma de secteur
Le Schéma de secteur est un document qui complète le SDAU pour permettre son exécution afin
d’en détailler et préciser le contenu. Pour permettre alors le bon fonctionnement de ces divers plans, leur
élaboration demande beaucoup d’attention et de précision.
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Chapitre III : OUTILS INFORMATIQUES UTILISES
Le développement actuel de la technologie et de la recherche scientifique, actuellement, nous
incitent à exploiter les outils informatiques. Les données satellitaires, le système informatique et les
logiciels de traitement de données que nous allons détailler ci-dessous permettant d’obtenir des résultats
rapides et fiables.
III.1 : Images satellites [2] , [8]
III.1.1 : Généralités
Depuis l'espace, on peut observer la Terre et utiliser ces observations pour prévoir le temps,
étudier l’évolution des climats, mesurer si le trou dans la couche d'ozone s'agrandit, détecter et suivre
des feux de forêt ou des nappes de pétrole, créer des cartes...
A l'heure actuelle, les images satellitaires voient partout : dans les informations météo à la TV,
dans les journaux et même parfois dans les publicités. Les images satellitaires ou images de télédétection
sont des images prises à partir d’un satellite qui orbite bien au-dessus de la Terre.
On appelle également les images satellitaires des images 'Remote Sensing' : Remote est le terme
anglais pour éloigner ou à grande distance et Sensing signifie sentir ou balayer.
III.1.2 : Images SPOT
III.1.2.1 : Historique
Le programme SPOT (Satellite Pour l’Observation de la Terre), mis en place en 1978 par le
Gouvernement français, a permis le lancement du premier satellite (SPOT 1) le 22 février 1986, avec la
participation de la Suède et de la Belgique. SPOT 2 a été lancé en janvier 1990, SPOT 3 en novembre
1993 et SPOT 4 le 24 mars 1998. Le dernier de la série, SPOT 5, a été mis sur orbite le 4 mai 2002
depuis la base de lancement de Kourou par un lanceur Ariane 4.
Le CNES (Centre National d’Études Spatiales) gère les satellites SPOT, qui sont une série de
satellites de télédétection civils d’observations du sol terrestre, tandis que la société Spot Image est en
charge de la commercialisation des données numériques.
III.1.2.2 : Orbite des satellites SPOT
L’orbite des satellites SPOT a trois caractéristiques : elle est circulaire, héliosynchrone et phasée.
Situés à une altitude de 832 kilomètres, les satellites Spot effectuent 14 5 / 26 révolutions par jour, soit
101 minutes pour parcourir un “tour de la Terre”. Un cycle dure 26 jours durant lequel les satellites
effectuent 369 révolutions.
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➢ Orbite : quasi polaire, circulaire, héliosynchrone et phasée
➢ Altitude : 832 km de la Terre
➢ Inclinaison sur l’équateur : 98°
➢ Durée d’une révolution : 101,4 min
➢ Durée du cycle orbital : 26 jours (plus de 14 révolutions par jour)
III.1.2.3 : Instrument de capteur
Chaque satellite SPOT est équipé de deux instruments optiques identiques qui peuvent
fonctionner indépendamment ou simultanément en mode panchromatique ou multispectral (mode
panchromatique : l’image ne contient qu’un seul canal et s’affiche en noir et blanc ; mode multispectral :
l’image contient 3, 4 ou n canaux et s’affiche en couleur). L’orientation du miroir d’entrée des instruments
peut être télécommandée par les stations au sol, permettant d’observer des régions jusqu’à plus ou moins
30° de la verticale du satellite.
III.1.2.4 : Evolution du terme SPOT et leur capacité de résolution
SPOT 1 à 3 : les 3 premiers satellites étaient identiques et leur charge utile était constituée de
deux instruments optiques jumeaux HRV (Haute Résolution Visible), d’enregistreurs des données et d’un
système de transmission des images vers des stations de réception au sol.
SPOT 4 : les deux instruments optiques étaient des capteurs HRVIR (Haute Résolution Visible
et Infrarouge). Il embarquait également à son bord le premier instrument VEGETATION, développé pour
l’observation au niveau global.
SPOT 5 : sa charge utile était constituée d’instruments imageurs hautes résolution dont les
améliorations par rapport à SPOT 4 sont :
➢ Une résolution en mode panchromatique de 5 ou 2,5 m ;
➢ Une résolution en mode multi spectral de 10 m pour les 3 bandes dans le visible et le proche
infrarouge.
Pour la bande dans le moyen infrarouge (essentielle pour le suivi de la végétation), la résolution
est maintenue à 20 m en raison des limitations imposées par la géométrie du capteur utilisé.
Cependant les bandes spectrales de SPOT 5 sont les mêmes que celles de SPOT 4. Pour la
bande de panchromatique par contre, les valeurs ont été fixées à celles qui étaient utilisées pour
Spot 1-2-3. Cette caractéristique, demandée par un grand nombre d’utilisateurs, assurait une continuité
avec les images acquises depuis SPOT 1.
14
SPOT 6 et 7 : ce sont deux satellites identiques. Bien plus légers que Spot 5(720 kg par rapport
à 3 tonnes). L’instrument imageur à leur bord offre en effet le même champ d’observation de 60 km, mais
une résolution nettement meilleure, puisqu’on arrive à 1,5 m
Figure 1 : Evolution du SPOT
Leur agilité permet d’offrir une capacité de 6 millions de km2 par jour. Leur espérance de vie est
également améliorée puisqu’ils sont conçus pour opérer 10 ans. La continuité du système devrait donc
être assurée au moins jusqu’en 2024.
Le tableau ci-contre représente les caractéristiques des images SPOT
15
Tableau 3 : Caractéristiques des images SPOT
SPOT 5 SPOT 4 SPOT 1,2 et 3
INSTRUMENT 2HRG 2HRVIR 2HRV
Bandes spectrales
et résolutions
P (panchromatique) : 5 m à
2,5 m
B1 (vert), B2 (rouge), B3
(proche infrarouge) : 10 m
B4 (moyen infrarouge) : 20
m
M (monospectrale) : 10 m
B1 (vert), B2 (rouge), B3
(proche infrarouge) : 20 m
B4 (moyen infrarouge) : 20
m
P (panchromatique) : 5 m à
10 m
B1 (vert), B2 (rouge), B3
(proche infrarouge) : 20 m
Spectre
électromagnétique
P: 0,48 – 0,71 µm
B1 (vert): 0,50 – 0,59 µm
B2 (rouge): 0,61 – 0,68 µm
B3 (PIR): 0,78 – 0,89 µm
B4 (MIR): 1,58 – 1,75 µm
M: 0,61 – 0,68 µm
B1(vert): 0,50 – 0,59 µm
B2 (rouge): 0,61 – 0,68 µm
B3 (PIR): 0,78 – 0,89 µm
B4 (MIR): 1,58 – 1,75 µm
P: 0,51 – 0,73 µm
B1 (vert): 0,50 – 0,59 µm
B2 (rouge): 0,61 – 0,68 µm
B3 (PIR): 0,78 – 0,89 µm
Champ de prise de
vue
60 km x 60 km
Angles d’incidence Entre - 31,06° et + 31,06°
Répétitivité
moyenne sur le
cycle de 26 jours et
selon latitude
2 à 3 jours
III.1.3 : L’imagerie SPOT 5
III.1.3.1 : Description
SPOT5 est le plus achevé des satellites SPOT. Tout en conservant les caractéristiques
principales qui ont fait les succès de ses prédécesseurs (images panchromatiques et couleurs,
accessibilité, grand champ de prise de vues, etc. …), il apporte d’améliorations sensibles, la plus
spectaculaire de ces évolutions concerne la résolution des images en noir et blanc qui passe de 10m
pour les premiers satellites SPOT, à 5m et 2,5 m avec la technique supermode d’entrainement des
images.
16
III.1.3.2 : Domaine d’application du SPOT 5
Après le lancement réussi du SPOT 5 le 4 mai 2002 et sa mise en service opérationnelle le 12
juillet 2002, l’institut Française de l’environnement et le Centre national Spatial ont considéré qu’il pouvait
être un outil performant pour apporter des réponses tant à l’échelle nationale que locale, d’une part aux
questions soulevées par la loi Littoral et plus largement aux besoins exprimés par les gestionnaires du
littoral, en particulier dans le cadre des études menées préalablement à la création de l’Observation du
Littoral.
Beaucoup d’applications opérationnelles tirent bénéfice des données SPOT 5 dans les domaines
tels que :
➢ Mise à jour des cartes topographiques ;
➢ Aménagement du territoire urbain et rural ;
➢ Cartographie d’occupation des sols ;
➢ Cartographie des habitats naturels littoraux et de littoraux coralliens ;
➢ Suivi des espaces naturels et semi-naturels ;
➢ Evaluation des risques de l’érosion côtière ;
➢ Etudes environnementales.
III.2 : Conception de base de la télédétection [2], [3]
III.2.1 : Historique
L’espace et le ciel ont séduit l’homme grâce à son intérêt considérablement accru avec la récente
création de l’astronautique. Cet intérêt s’applique aisément, car l’espace et les véhicules spatiaux sont
des remarquables outils utilisés aussi bien pour la télécommunication, la météorologie et l’information
géographique. La technique mettant en œuvre ces outils pour l’observation de l’espace et les objets et/ou
phénomènes sur la terre était découverte depuis les années 50. Cette découverte implique le lancement
du premier satellite nommé SPOUTNIK 1 par l’Union des Républiques Socialistes Soviétiques (URSS),
en 1957.
Pour les Américains, la première transmission d’image de la terre était réalisée en 1959 par le
satellite EXPLORER VI. Le satellite multi bande ERTS 1, renommé ultérieurement LANDSAT 1 a marqué
l’année 1972 suivi de l’apparition des capteurs observant en une seule fois une ligne complète de l’image
sans recours à un balayage mécanique et permettant une meilleure séparation spectrale et des bandes
de plus en plus fines.
Vers les années 70 et 80, grâce au développement intensif de la technologie spatiale, ont eu lieu
les lancements des satellites LANDSAT 2,3,4,5. Le LANDSAT 6 a échoué car il n’atteint pas son orbite.
Le dernier modèle est le LANDSAT 7, lancé 11 Avril 1999.
17
Pour la compagnie Française SPOT, le satellite SPOT 1 était inventé depuis 1986, suivi de SPOT
2,3 et 4 tandis que le SPOT 5 est le dernier cri de cette compagnie.
Depuis, les photos satellite ont redéfini le domaine de la télédétection, le champ d’étude est
devenu plus vaste. A titre d’exemple, les satellites LANDSAT peuvent couvrir 185 km x 185 km, soit
34.000 km2 par prise de vue. De plus, les images reçues renferment des données plus que jamais
informatives, pouvant intéresser de larges domaines scientifiques, surtout comme la météorologie et
l’information géographique. C’est un outil puissant et flexible pour la gestion du milieu, la planification et
le développement.
III.2.2 : Définition
La télédétection, au sens large signifie l'action d'acquérir des informations à distance sur un objet
ou un phénomène sans que le détecteur ne soit en contact avec l'objet étudié. En dépit de ce sens
étymologique très large, le terme télédétection est actuellement utilisé pour désigner la science dont le
but est l'étude de l'environnement terrestre au moyen des capteurs, à bord des plates-formes aériennes
ou spatiales, sensibles au rayonnement électromagnétique réfléchi ou émis par la surface de la terre ou
par son atmosphère.
Le traitement et l’analyse des informations véhiculées par le rayonnement enregistré permettent
d’accéder à certaines propriétés de cette cible : géométriques (position, forme et dimensions), optiques
(réflexion, transmission, absorption, etc) et physico-chimiques (température, teneur en eau, matière
organique du sol, …)
Donc c’est l’ensemble des moyens et méthodes mis en œuvre pour obtenir des informations à
distance d’un objet situé en un lieu éloigné de l’observateur de la surface terrestre ou dans l’atmosphère.
III.2.3 : Acquisition de données dans la télédétection
L'acquisition d'information à distance implique l'existence d'un flux d'informations entre l'objet
observé et le capteur. Le porteur de cette information est un rayonnement électromagnétique, ce qui peut
être émise par l'objet ou venir d'un autre organisme et avoir été réfléchi par celui-ci. Tous les corps
(planètes, êtres vivants, objets inanimés) émettent un rayonnement électromagnétique, la quantité et le
type de rayonnement émis, cela dépend largement de la température.
Il y a deux systèmes d’observation dans la télédétection : la télédétection passive et la
télédétection active.
En télédétection passive, seules les sources naturelles de rayonnement (Soleil, Terre...) sont
mises en jeu et le capteur est un simple récepteur, « passif ». C’est le cas des satellites SPOT, LANDSAT
et METEOSAT.
18
En télédétection active, une source de rayonnement artificielle, est embarquée à bord du satellite.
Son émission s’effectue en direction des objets observés qui renvoient un signal que détecte le capteur
du satellite. Les images RADAR appartiennent au domaine de la télédétection active.
La télédétection passive ne peut pas capter les informations de nuit à cause de sa conception
qui ne lui permet pas de procéder à des observations, sans présence de rayons solaires. Cependant la
télédétection active a la possibilité de réaliser des acquisitions en tout temps, par ciel clair ou nuageux et
de jour comme de nuit.
La trajectoire effectuée par un satellite autour de la Terre est appelée orbite. L'orbite d'un satellite
est choisie en fonction de la capacité des capteurs qu'il transporte et des objectifs de sa mission. Le choix
d'une orbite est déterminé par l'altitude (la hauteur du satellite au-dessus de la surface de la Terre),
l'orientation et la rotation du satellite par rapport à la Terre. Certains satellites ont une altitude très élevée
et regardent toujours la même région de la surface de la Terre. Il existe trois types d’orbite telle que :
➢ L’orbite géostationnaire est une orbite équatoriale et circulaire à une altitude d’environ 36000 km.
Le satellite se déplace à la même vitesse angulaire et dans le même sens que la terre assurant
ainsi une observation permanente de la même région. C’est le cas des satellites de
télécommunication et d’observations météorologiques telles que les satellites METEOSAT et
GEOS
➢ L’orbite héliosynchrone est une orbite circulaire où le plan de l’orbite du satellite est déterminé
de manière à observer régulièrement un point particulier à la même heure locale solaire. C’est le
cas des satellites LANDSAT et SPOT
➢ L’orbite circulaire quelconque qui offre l’avantage de passer à la même altitude au-dessus d’un
point de la terre mais à des heures différentes. C’est le cas des satellites ERS-1 et ERS-2.
III.2.4 : Spectre électromagnétique
L’œil humain ne peut voir qu’une plage limitée du spectre. Les satellites, en revanche, peuvent
enregistrer le visible, l’infrarouge, ainsi qu’une large plage d’autres longueurs d’ondes. La figure suivante
montre les différents domaines du spectre électromagnétique et les capteurs pouvant être utilisés en
fonction de ces derniers.
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Figure 2 : Spectre Electromagnétique
Cependant l’observation de la Terre depuis l’espace n’est pas possible sur toute l’étendue du
spectre électromagnétique car la propagation des rayonnements est perturbée par la traversée de
l’atmosphère (phénomènes d’absorption et de diffusion).
Les principales zones du spectre dans lesquelles des mesures sont possibles en télédétection
sont :
➢ L’ultraviolet ;
➢ Le visible, de 0,4 à 0,7 µm, souvent décomposé en bandes spectrales plus étroites ;
➢ L’infrarouge proche, de 0,7 à 1.5 µm ;
➢ L’infrarouge moyen, de 1,5 à 3 µm ;
➢ L’infrarouge thermique, de 3 à 15 µm ;
➢ Les hyperfréquences appelées aussi micro-ondes, de 1 mm à 1 m.
III.2.5 : Principe de la télédétection
Le système capteur (satellite), capte l’énergie des rayons solaires réfractés par la cible pour être
ensuite traduite sous forme de signal par le système lui-même. Il renvoie ensuite ce signal vers le Centre
de Réception. Là, les données (images satellites) vont subir leurs premiers traitements et quelques
20
rectifications. En effet, les premières images sont encore « indéchiffrables », par conséquent encore
inexploitables. Elles contiennent des déformations dues :
- A l’environnement (courbure de la terre, variation d’altitude du sol, réfraction atmosphérique, …) ;
- Aux erreurs des systèmes de mesure ;
- Aux distorsions provenant du mouvement du système d’observation.
Figure 3 : Principe de la télédétection par satellite
(Source : http : //www.ccrs.nrcan.gc.ca/ccrs)
Le principe de la télédétection, schématisé ci-dessus s’interprète comme suit :
➢ Source d'énergie ou d'illumination
À l'origine de tout processus de télédétection se trouve nécessairement une source d'énergie pour
illuminer la cible.
➢ Rayonnement et atmosphère
Durant son parcours entre la source d'énergie et la cible, le rayonnement interagit avec l'atmosphère.
Une seconde interaction se produit lors du trajet entre la cible et le capteur.
➢ Interaction avec la cible
21
Une fois parvenue à la cible, l'énergie interagit avec la surface de celle-ci. La nature de cette
interaction dépend des caractéristiques du rayonnement et des propriétés de la surface.
➢ Enregistrement de l'énergie par le capteur
Une fois l'énergie diffusée ou émise par la cible, elle doit être captée à distance (par un capteur qui
n'est pas en contact avec la cible) pour être enfin enregistrée.
➢ Transmission, réception et traitement
L'énergie enregistrée par le capteur est transmise, souvent par des moyens électroniques, à une
station de réception où l'information est transformée en images (numériques ou photographiques).
➢ Interprétation et analyse
Une interprétation visuelle et/ou numérique de l'image traitée est ensuite nécessaire pour extraire
l'information que l'on désire obtenir sur la cible.
➢ Application
La dernière étape du processus consiste à utiliser l'information extraite de l'image pour mieux
comprendre la cible, pour nous en faire découvrir de nouveaux aspects ou pour aider à résoudre un
problème particulier.
III.2.6 : Avantages et inconvénients de la télédétection
III.2.6.1 : Avantages
La télédétection présente des avantages sur :
➢ La couverture systématique de la surface terrestre avec un très large champ de vision, par
exemples LANDSAT TM (185 km x 185 km) et SPOT (60 km x 60 km)
➢ Une répétition des observations, cycle de 16 à 26 jours selon le satellite. Dans le cas du satellite
français SPOT, la répétition des observations est plus élevée. Ses appareils de prise de vue
peuvent se dépointer de l’axe vertical de plus ou moins, 27°. Cette propriété de l’axe optique
correspond à environ 427 km de part et d’autre de la « trace » du satellite sur la surface terrestre.
➢ Une possibilité d’étude altimétrique ;
➢ Une rapidité de l’obtention des données grâce aux différents réseaux de distribution (dans le cas
de Madagascar c’est le Foiben-Taosarintanin’i Madagasikara (FTM) qui est chargé de la vente
des images).
III.2.6.2 : Limites
La télédétection connaît aussi quelques limites :
22
➢ Vu le coût des images satellite et de son traitement pour son exploitation, il n’est pas donné à
tout le monde d’en tirer profit
➢ La résolution des pixels des images usuelles généralement supérieure à 10 m cache les
informations de détails inférieurs à la surface correspondante, et ne permet donc pas des études
plus fines.
III.3 : Traitement numérique des images [6], [8], [14]
De nos jours, la plupart des données de télédétection étant enregistrées en format numérique,
presque toutes les interprétations et analyses d'images requièrent une partie de traitement numérique.
Le traitement numérique des images peut recourir à divers procédés dont le formatage et la correction
des données, le rehaussement numérique pour faciliter l'interprétation visuelle ou même la classification
automatique des cibles et des structures entièrement par ordinateur.
Le traitement d'images numériques nécessite évidemment un système informatique (ou système
d'analyse d'images) ainsi que l'équipement et les logiciels pour traiter les données. Plusieurs systèmes
de logiciels commerciaux ont été développés spécifiquement pour le traitement et l'analyse des images
de télédétection. Les traitements des images peuvent se diviser en trois (3) catégories :
➢ Prétraitement
➢ Amélioration de l'image
➢ Classification et analyse de l'image
III.3.1 : Prétraitement
On appelle fonctions de prétraitement les opérations qui sont normalement requises avant
l'analyse principale et l'extraction de l'information. Les opérations de prétraitement se divisent en
corrections radiométriques et en corrections géométriques.
III.3.1.1 : Corrections radiométriques
Les corrections radiométriques comprennent entre autres, la correction des données à cause des
irrégularités du capteur, des bruits dus au capteur ou à l'atmosphère, et de la conversion des données
afin qu'elles puissent représenter précisément le rayonnement réfléchi ou émis mesuré par le capteur.
III.3.1.2 : Corrections géométriques
Les corrections géométriques comprennent la correction pour les distorsions géométriques dues
aux variations de la géométrie Terre-capteur, et la transformation des données en vraies coordonnées
(par exemple en latitude et longitude) sur la surface de la Terre.
23
III.3.2 : Amélioration de l’image
L’amélioration comprend : le rehaussement des contrastes, le filtrage, la création des
compositions colorés et la transformation d’images.
III.3.2.1 : Rehaussement des contrastes
Les fonctions de rehaussement ont pour but d'améliorer l'apparence de l'imagerie pour aider
l'interprétation et l'analyse visuelles. Les fonctions de rehaussement permettent l’étirement des contrastes
pour augmenter la distinction des tons entre les différents éléments d'une scène
III.3.2.2 : Filtrage
Pour améliorer la qualité visuelle de l’image, on doit éliminer les effets des bruits (parasites) en
lui faisant subir un traitement appelé filtrage.
Le filtrage consiste à modifier la distribution fréquentielle des composantes d’un signal selon des
spécifications données. Le système linéaire utilisé est appelé filtre numérique. Parmi ces systèmes, nous
distinguons : les filtres passe-bas (lissage), filtres passe-haut (accentuation), filtres passe-bande
(différenciation) et filtres directionnels.
III.3.2.3 : Création des compositions colorées
L’affichage en fausses couleurs consiste à attribuer des couleurs fictives aux bandes spectrales.
L’image résultante est dite composition colorée et se compose de trois plans de couleur rouge, vert et
bleu. Dans une composition et comme pour toute image couleur, la formation de la couleur est basée
sur les trois couleurs primaires rouge, vert et bleu.
En mode dit synthèse trichromatique additive, on part du noir (absence de couleur), on ajoute
dans des proportions variables les trois couleurs primaires pour former de la couleur. Par exemple, le
blanc est formé par les trois couleurs R, V et B à intensités maximales (255).
D’une manière générale, sur une composition colorée, les sols nus apparaissent dans des teintes
bleu clair, l’eau dans une teinte bleu foncé ou pratiquement noir, la végétation herbacée en rouge clair,
les forêts feuillues en rouge foncé et les résineux dans des teintes rouge-noir. Il est important de signaler
que ces remarques sont données à titre indicatif. Différents facteurs en particulier l’état d’humidité du sol
et le tapis herbacé en forêts feuillues ou résineuses peuvent être à l’origine d’une forte modification de la
réflectance du pixel.
24
III.3.2.4 : Transformations d’images
Les transformations d'images sont des opérations similaires à ceux de rehaussement de l'image.
Cependant, alors que le rehaussement de l'image qui est normalement appliqué à une seule bande de
données à la fois, la transformation de l'image combine le traitement des données de plusieurs bandes
spectrales.
Des opérations arithmétiques (c'est-à-dire addition, soustraction, multiplication, division) sont
faites pour combiner et transformer les bandes originales en de "nouvelles" images qui montrent plus
clairement certains éléments de la scène. Elles pourront être avantageuse à la discrimination de
l’information.
III.3.3 : Classification et analyse
Les opérations de classification et d'analyse d'image sont utilisées pour identifier et classifier
numériquement des pixels sur une image. La classification est habituellement faite sur des banques de
données multi spectrales, et ce procédé donne à chaque pixel d'une image une certaine classe ou thème
basé sur les caractéristiques statistiques de la valeur de l'intensité du pixel. Il existe une variété
d'approches prises pour faire une classification numérique. Nous allons brièvement décrire deux
approches générales qui sont souvent utilisées, soit la classification supervisée et la classification non
supervisée.
III.3.3.1 : Définition des classes spectrales
Les classes spectrales sont des groupes de pixels qui ont les mêmes caractéristiques (ou
presque) en ce qui a trait à leur valeur d'intensité dans les différentes bandes spectrales des données.
L'objectif principale de la classification est de faire la correspondance entre les classes spectrales et les
classes d'information. Il est rare qu'une correspondance directe soit possible entre ces deux types de
classes. Des classes spectrales bien définies peuvent apparaître parfois sans qu'elles correspondent
nécessairement à des classes d'information intéressantes pour l'analyse. D'un autre côté, une classe
d'information très large (par exemple la forêt) peut contenir plusieurs sous-classes spectrales avec des
variations spectrales définies. En utilisant l'exemple de la forêt, les sous-classes spectrales peuvent être
causées par des variations dans l'âge, l'espèce, la densité des arbres ou simplement par les effets
d'ombrage ou des variations dans l'illumination. L'analyste a le rôle de déterminer de l'utilité des
différentes classes spectrales et de valider leur correspondance à des classes d'informations utiles.
25
III.3.3.2 : Classification non supervisée (ou non dirigée)
C’est une classification automatique lancée par le logiciel suivant la valeur radiométrique qu’il
capte sur l’image. Les données sont classées en fonction de leurs caractéristiques spectrales, sans
aucune information a priori sur la nature des objets à classer.
III.3.3.3 : Classification supervisée (ou dirigée)
C’est une classification manuelle et qui demande une parfaite connaissance des clés
d’interprétations car elle est basée sur le choix des échantillons. La classification par voie dirigée
présuppose que l'on connaît la localisation de certaines zones d'entraînement dans l'image (les adresses)
et les classes d'objets correspondantes (les étiquettes). La classification supervisée est une approche
similaire, même si dans ce cas on ne connaît pas l'étiquette à apposer sur les zones d'entraînement
connues.
III.3.3.4 : Validation de la classification
La dernière étape d’une classification d’image consiste à valider ou pas la classification en
évaluant sa pertinence (vérification a posteriori). Pour cela on peut consulter le taux de pixels bien classés
dans une matrice de confusion.
La matrice de confusion se construit en mettant respectivement sur les lignes et sur les colonnes
les données de référence et la classification.
➢ En colonne : les données issues de la classification.
➢ En ligne : les données des sites de vérification.
➢ La diagonale : dénombre les pixels correctement classifiés.
Figure 4 : Exemple de matrice de confusion
26
Ceci permet de calculer :
➢ La précision totale : nombre de pixels bien classés divisé par le nombre total d'individus ;
➢ L’erreur d'excédents : pourcentage de pixels d'une classe issue de la classification qui
appartiennent, en fait à d'autres classes dans les données de référence ;
➢ La précision pour l'utilisateur : pourcentage de pixels d'une classe issue de la classification
correspondant à la même classe dans les données de référence. Elle est égale à "100% - erreur
d’excédents" ;
➢ L’erreur de déficits : pourcentage de pixels d'une classe de référence affectés à d'autres classes
par la classification ;
➢ La précision pour le réalisateur : pourcentage de pixels d'une classe de référence affectés à la
même classe par la classification. Elle est égale à "100% - erreur de déficits".
III.4 : Système d’Information Géographique (SIG) [4]
Le SIG est un outil technologique que nous pouvons utiliser pour établir une carte topographique
à partir du traitement d’images numériques.
III.4.1 : Définitions
Le Système d’information Géographique (SIG) est un ensemble organisé intégrant le matériel, le
logiciel et les données géographiques nécessaires pour permettre la saisie, le stockage, l’actualisation,
la manipulation, l’analyse et la visualisation de toutes les formes d’informations géoréférencées.
Les données sont très importantes dans un SIG. Il ne faut pas confondre le SIG par l’information
géographique que l’on appelle souvent information localisée qui peut être définie comme étant une
discipline scientifique qui a pour objet l’étude des phénomènes physiques, biologiques et humains
localisées à la surface du globe.
L’information géographique désigne toute information sur des objets ou des phénomènes (appelés
entités géographiques) localisables à la surface de la terre. Elle est classiquement représentée sous
forme de carte, avec ses deux composantes :
➢ Une composante graphique : la carte, qui décrit la forme et les caractéristiques de l’entité tout en
localisant par des coordonnées géographiques ou cartographiques.
➢ Une composante attributaire : la légende, qui identifie les entités représentées.
III.4.2 : Objectifs
Un projet SIG a pour objectif de répondre aux demandes des utilisateurs et à gérer les données
localisées conformément à leur spécification et à leur qualité. En tant qu’outil, le SIG joue un rôle important
dans l’aide à la décision, le suivi, le contrôle dans les études et les mises à jour.
27
III.4.3 : Principe général
Plusieurs sortes d’objets géographiques sont gérées en thèmes que l’on affiche souvent sous
forme de couches. Chaque couche contient des objets de même type : routes, bâtiments, cours d’eau,
limite de commune, …
Chaque objet est décrit par sa géométrie et ses attributs.
III.4.3.1 : Géométrie d’un objet
C’est la description de la position et de la forme d’un objet. La position peut s’exprimer par des
coordonnées géographiques (longitude et latitude) ou par des coordonnées cartésiennes (abscisse et
ordonnée) dans un système de projection.
La forme d’un objet est de trois (03) types : point, ligne et polygone.
III.4.3.2 : Attribut ou description sémantique
Une fiche est attribuée à chaque objet, contenant les informations de type alphanumérique. Ces
informations concernent les noms de villes, état d’un tronçon de route, surface d’une parcelle rizicole…Le
contenu de cette fiche dépend du besoin du projet.
III.4.4 : Fonctionnalités des SIG
Un SIG n’enregistre pas une carte ou la vue d’une zone géographique, il stocke les données qui
permettent de créer la vue et de dessiner la carte dans un objectif particulier. Il associe donc les
informations d’un détail et crée de nouvelles relations. Le SIG fonctionne suivant les étapes suivantes :
III.4.4.1 : Abstraction
Le monde réel présente des quantités énormes d’informations complexes, d’où l’idée de
concevoir un modèle permettant d’organiser ces informations par composants géométriques et par
attributs descriptifs ainsi qu’à établir des relations entre les objets. Ces informations modélisées sont
représentées en couches superposables et indépendantes.
III.4.4.2 : Acquisition
Il existe plusieurs manières d’acquérir des données « raster » ou des données vecteurs dont les
sources sont soit indirectes (plan, photo, image satellite), soit directes avec des levers terrains.
➢ Acquisition à partir de documents existants :
Du papier (plan, carte) au numérique, à partir d’une planche à numériser ou du scan des données
sur l’écran de l’ordinateur, des objets dessinés sont numérisés à partir du plan.
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➢ Acquisition à partir de photos :
Il s’agit de la photo (scannée) ortho-rectifiée à partir des données vecteurs. C’est une des
principales solutions pour une numérisation précise sur de grands territoires. La précision des données
est en relation avec la précision de la photo. Ce type d’acquisition nécessite soit des vérités terrain ou
complètement, soit des recoupements avec d’autres données pour améliorer la qualité de données.
➢ Acquisition à partir d’image satellite :
L’image satellite constitue une source d’informations fondamentale pour l’occupation du sol grâce
à la télédétection.
➢ Acquisition à partir de données alphanumériques :
A partir des données littéraires, on peut créer des données géocodées qui peuvent être
alimentées à partir d’enquêtes ou autre info à partir d’organisme diverse public ou privé
➢ Acquisition à partir du terrain :
Les infos ainsi acquises sont généralement vérifiées à partir des levers sur terrains en utilisant
des appareils topographiques (théodolite, station total, GPS, …).
III.4.4.3 : Analyse
Le SIG peut être un outil au service de l’Information Géographique en permettant d’effectuer
différentes analyses, soit à partir des données alphanumériques soit à partir des données géométriques
pour l’analyse spatiale.
➢ Analyse sémantique
Elle consiste en une description qualitative et/ou quantitative d’un espace à partir de données
alphanumériques stockées dans l’objet géométrique ou dans une base de données externe via un lien.
Cette analyse peut se faire par requête ou par calcul. La cartographie en est souvent le support.
➢ Analyse spatiale
Cette analyse se base sur la position de l’objet, la forme, et les relations qui existent
éventuellement. La distance entre objets est une des fonctionnalités simples de l’analyse spatiale.
III.4.4.4 : Archivage
Dans le domaine du SIG, les données acquises doivent être stockées dans un logiciel et être
facilement retrouvable. Mais l’archivage dépend de l’architecture du logiciel, c’est-à-dire qu’il y a un
système de gestion de base de données (SGBD) intégré ou non.
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III.4.4.5 : Affichage
Le but est de permettre à l’utilisateur d’appréhender des phénomènes spatiaux dans la mesure
où la représentation graphique respecte les règles de la cartographie.
L’affichage sert à communiquer :
➢ Sur un ordinateur lors de l’élaboration d’une étude ;
➢ Sur Internet en respectant des contraintes de poids, de couleur, de format, …
➢ Sur papier pour des documents de travail, des rapports, des documents de promotion, …
III.4.5 : Domaine d’application
Le SIG offre toutes les possibilités des bases des données (telles que requêtes et analyses
statistiques) au travers d’une visualisation unique et d’analyse géographique propre aux cartes. Ces
capacités spécifiques font du SIG un outil unique, accessible à un public très large et s’adressant à une
très grande variété d’applications.
Le SIG est utilisé pour tous : public, entreprise, écoles, administrations, états. De nombreux
domaines tels que l’aménagement du territoire(l’élaboration d’un schéma d’urbanisme ou d’un plan
d’urbanisme, le choix de tracés routiers ou ferroviaires, l’étude d’impact des projets d’aménagement), la
gestion urbaine(gestion de la voirie, des réseaux de distribution, des espaces verts, de la sécurité,
simulation de l’évolution de la ville), la circulation et conduite des voitures en milieu urbain(le choix des
itinéraires, le choix des points de police, localisation des points noirs),…sont directement concernés parce
que le SIG peut créer des cartes, pour intégrer tout type d’information, pour mieux visualiser les différents
scénarios, pour mieux présenter les idées et pour mieux comprendre l’étendue des solutions possibles.
III.5 : Présentation des logiciels
L’établissement d’une carte topographique à partir d’une image satellite nécessite l’utilisation d’un
logiciel de projection et de traitement d’image comme l’ERDAS IMAGINE et l’ArcGIS.
III.5.1 : ERDAS IMAGINE 2014 [5]
III.5.1.1 : Description
L’établissement d’une carte topographique à partir d’une image satellite nécessite l’utilisation d’un
logiciel de projection et de traitement d’image comme ERDAS IMAGINE.
Les fonctionnalités de l’ERDAS IMAGINE sont : l’analyse de SIG, le traitement d'image, les
projections de la carte, la création de MNT, mosaïquage, … D’après ces fonctionnalités, il est un logiciel
SIG (raster et vecteur) qui permet de créer et de spécifier les cartes topographiques. Il n’est pas
seulement un simple logiciel DAO, mais d’une part il peut traiter la géométrie et la radiométrie d’une image
mais aussi comme un outil permettant d’une part, de traiter la géométrie et la radiométrie d’une image et
30
d’autre part, d’analyser et représenter les données géographiques spatiales et aériennes. Ainsi, le logiciel
ERDAS IMAGINE est susceptible de rendre plus performant et plus agréable la visualisation et l’analyse
de ces informations géographiques.
III.5.1.2 : Données traitées
Les données traitées par ce logiciel peuvent comprendre
➢ Les données Raster :
• Données-satellite acquises dans les gammes de longueur d’ondes du Visible à
l’Infrarouge ;
• Image Radar ;
• Photographies aériennes ;
• Modèle Numérique du Terrain (MNT).
➢ Les données Vecteur :
• Les fichiers TIFF ;
• Les fichiers ou données graphiques sous forme « shapefile » (format ARCVIEW) ;
• Fichier ARCINFO de format GENERATE, …
III.5.1.3 : Les principaux modules de l’ERDAS et leurs composants
A l’intérieur des différents modules (en majuscule gras) cités ci-dessous, se trouvent encore
beaucoup d’autres fonctionnalités ou composants.
➢ VIEWER (Pour la vision des images)
• « Geometric correction »
• « Contrast »
• « Swipe », …
➢ IMPORT, EXPORT
• Modification d’une image en format .tiff (format de scannage) en format .img, …
➢ MAP COMPOSER (Pour la conception et l’habillage des cartes)
➢ IMAGE CATALOG (Archivage et positionnement des images selon leurs projections et
positionnements sur la carte du monde)
➢ DATA PREP
• « Create surface » ;
• Image géometrique correction ;
• Mosaic image ;
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• « Subset image » ;
• Polynomiale rectification ; …
➢ IMAGE INTERPRETER (Correction radiométrique et amélioration de la vision selon le besoin
de l’utilisateur)
III.5.1.4 : Performances de l’ERDAS IMAGINE
Le volume des images pouvant être stockées dans le logiciel dépend de la capacité du disque de
l’ordinateur où il réside. On reconnaît les performances du logiciel non seulement sur la qualité des
produits traités, mais surtout sur sa capacité d’exécuter, dans un délai plus court, des traitements qui
dépassent ou non la capacité des autres logiciels SIG.
En particulier, les fonctions et les modules suivants permettent de juger la perfection de l’ERDAS
IMAGINE :
➢ Image catalogue :
C’est un module servant comme système de gestion des fichiers-image dans le logiciel. Il rattache
toutes les images géoréférencées (selon la projection correspondante) à leur localisation respective sur
la carte géographique du monde. La gestion inclut l’ajout, la suppression, la recherche et l’analyse des
fichiers-image.
➢ Les corrections géométriques :
Le logiciel peut corriger les données brutes (image scannée par exemple) selon le niveau voulu
jusqu’au niveau de l’ortho-images ou orthophotos.
➢ Les corrections radiométriques :
Plusieurs dizaines de fonctions sont disponibles dans des modules d’ERDAS IMAGINE, destinées à
améliorer la radiométrie de l’image. A savoir :
✓ « Imagine Interpreter » présente des fonctions pour enlever les bruits, augmenter les contrastes
et analyser les textures d’une image ;
✓ « Fourier Analysis » permet de filtrer les images ;
✓ « Classsification », « Advanced Classification » et « Imagine Expert Classifier » sont des
modules permettant d’effectuer des classifications supervisées et non supervisées.
➢ Automatisations des traitements :
La spécificité d’ERDAS IMAGINE réside essentiellement dans l’existence de langage de programmation
EML (Erdas Macro Language) qui lui est propre, permettant d’optimiser les tâches.
➢ Création d’une carte :
Le module « Map Composer » permet l’élaboration d’une carte : extraction de feuillet, superposition des
couches (rasters, vecteurs), habillage, édition analogique ou numérique.
32
III.5.2 : ArcGIS 10.3.1
Le logiciel de SIG utilisé pour le traitement est l’ArcGis 10.3.1. ArcGis permet de gérer un projet
d’analyse. Les tâches réalisées par ce logiciel se résument comme suit :
➢ L’application ArtCatalog permet de gérer les stocks de données spatiales et la conception des
bases de données ainsi que d’enregistrer et de visualiser les métadonnées.
➢ ArcMap est utilisé pour toutes les tâches de cartographie et de mise à jour ainsi que pour les
analyses associées aux cartes.
➢ ArcToolbox est une fenêtre ancrable, présente dans les applications ArcGIS qui permet
d’effectuer les tâches de conversion et de géotraitement.
A l’aide de ces trois applications, nous pouvons effectuer toutes les tâches SIG, de la plus simple
à la plus avancée, y compris la cartographie, la gestion des données, l’analyse géographique, la mise à
jour des données et le géotraitement.
33
PARTIE II : PRESENTATION DE LA ZONE D’ETUDE ET
METHODOLOGIE SUIVI POUR L’ETABLISSEMENT DE LA
CARTE TOPOGRAPHIQUE A PARTIR DE L’IMAGE SPOT5
34
Chapitre IV : PRESENTATION DE LA ZONE D’ETUDE
IV.1 : Présentation du projet
IV.1.1 : Problématique
D’une part, les grandes villes à Madagascar font face aux problèmes d’extension et de
développement urbain à cause de l’exode rurale. Ces difficultés favorisent le désordre urbain, l’insécurité
et l’insuffisance des équipements urbains pour satisfaire les besoins de la population.
D’autre part, les milieux ruraux ont des vastes zones libres ; la densité de population est presque
faible. Or, le problème s’impose sur l’exploitation et la gestion de ces opportunités à cause de l’inexistence
des moyens techniques et financières pour les dirigeants locales.
IV.1.2 : Objectifs
Pour résoudre ces problèmes, cette étude propose une méthodologie pour établir une carte
topographique à partir de l’image satellite SPOT 5. A partir de ce plan, les autorités ruraux peuvent
prendre des décisions et établir un projet de planification et de gestion répondant aux besoins de ses
habitants pour qu’ils puissent jouir d’un épanouissement dans toutes leurs potentialités.
IV.2 : Présentation de la zone d’étude
IV.2.1 : Caractéristiques générales
IV.2.1.1 : Localisation
La CR Alakamisy Ambohimaha est située à 380 km de la capitale, dans la Région Haute
Matsiatra, dans le District de Lalangina. Elle fait partie des 13 communes constitutifs de ce District. On
dit qu’elle est la porte de Fianarantsoa, qui est le chef-lieu de la Région, car elle se trouve seulement à
25 km au Nord de celle-ci.
Elle est délimitée par les communes voisins suivantes :
➢ Au Nord par la Commune de Tsarafidy ;
➢ Au Sud par les Communes d’Ambalakely et Mahatsinjony ;
➢ À l’Est par la Commune d’Androy
➢ et à l’Ouest par la commune de Befeta .
La CR Alakamisy Ambohimaha est encadrée dans les coordonnées :
➢ Xmax = 485453.848 m ; Xmin = 468859.148 m
➢ Ymax = 541550.157 m ; Ymin = 526701.71 m
35
12 Fokontany constituent la commune, à savoir : Alakamisy Ambohimaha (chef-lieu de la
Commune), Tambohivo Ambohimaha, Ambohibory Andrefana, Analamasina, Itsangana I, Itsangana II,
Lambohavana, Lavaina, Niadiana, Talata Iboaka, Safata et Vatofotsy.
Avec une superficie d’environ 12825 ha, elle est accessible toute l’année suivant la RN7 reliant
Antananarivo à Toliara et la RN25 rejoignant vers les Régions Vatovavy Fitovinany et Atsimo Atsinanana.
36
Carte 1 : Carte de localisation de la CR Alakamisy Ambohihamaha
37
IV.2.1.2 : Climat [10]
Le climat de la zone est du type tropical caractérisé par une saison chaude et pluvieuse de
Novembre à Avril et une saison sèche et fraîche de Mai à Octobre.
La pluviométrie de la Région Matsiatra Ambony augmente du Sud au Nord et d’Ouest en Est. La
pluviométrie moyenne de 900 mm par an peut augmenter jusqu’à 1400 mm en allant vers le Nord et de
2000 mm en allant vers la frontière avec celle de la région Vatovavy Fitovinany.
Le District de Lalangina est le plus oriental pour la région Matsiatra Ambony. La commune rurale
Alakamisy Ambohimaha qui est localisée au Nord-Ouest du District a une pluviométrie moyenne de 1800
mm. Les pluies sont concentrées en majorité entre les mois de Décembre et Mars.
La température moyenne annuelle est de 18°C environ. La température moyenne des mois les
plus chauds et des mois les plus froids sont respectivement de 22°C et de 13.5°C.
Le tableau des températures moyennes mensuelles ci-après confirment ces informations
Tableau 4 : Evolution de la température dans la Commune
Mois
Année
Janv. Fév. Mars Avril Mai Juin Juil. Août Sept. Oct. Nov. Déc.
2005 22.5 22.3 21.7 20 17.3 15.9 13.9 15.1 16.3 18.8 20.7 21.4
2006 21.2 21.6 21.7 20 18.6 16.2 15 15.8 16.6 19 20.9 21.5
2007 20.9 21.6 21.4 20 18.2 14.9 15 15.5 17.3 18.8 21.2 21.9
2008 21.7 20.5 19.8 19.8 16.2 14.5 14 15.4 17.6 19.8 20.9 22.4
2009 22.4 21.4 21.4 18.5 17.5 16.6 14 15.6 17.7 19.7 22.4 21.6
2010 21.6 21.3 22.3 20.6 18.7 16.3 14.1 14.8 17.3 20.3 20.8 22.1
Source : Service Météorologique Fianarantsoa
IV.2.1.3 : Hydrographie
La Commune Alakamisy Ambohimaha possède des cours d’eau moyen et des canaux d’irrigation
qui traversent les Fokontany.
Les rivières Vorompotsy et Marodita parcourent du Nord au Sud du chef-lieu de la Commune, les
Fokontany Ambohibory, Lavaina, Itsangana I et Itsangana II puis se croisent à la limitrophe du Fokontany
centrale et Lavaina.
Les autres cours d’eau sont :
38
➢ Vatovaky traversant le Fokontany Analamasina
➢ La rivière Iboaka traversant les Fokontany de Talata Iboaka, Lavaina et Lambohavana
➢ La rivière Ranomena traversant aussi le Fokontany Talata Iboaka
➢ Enfin, dans la partie Ouest, plus précisément dans le Fokontany Niadiana, il y a les rivières
Ranovao et Andranovola
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Carte 2 : Carte hydrographique de la CR Alakamisy Ambohimaha
40
IV.2.1.4 : Relief et paysage
On est en présence de collines étendues entrecoupées par des plaines. Les collines sont assez
dégarnies en matière de couverture végétale que ce soit dans la partie Ouest et Est de la Commune.
Quant aux plaines, elles sont toutes exploitées pour la culture, notamment rizicole.
IV.2.2 : Démographie
IV.2.2.1 : Population
La population dans la commune compte 34020 habitants et 5670 ménages, ce chiffre a été
obtenu suivant les données fournis par des enquêtes effectuées par le CNEAGR au niveau des localités
de chaque Fokontany en 2014. Elle est principalement composée de Betsileo qui représente 80% du
total. Les 20% restant se répartissent entre les Merina (15%), les communautés du Sud Est de
Madagascar regroupant plusieurs Foko (2%) et 3% les autres.
La taille moyenne des ménages est de 5,64. Elle n’est pas trop loin de la moyenne nationale en
milieu rural qui est 7,7.
La répartition de la population par Fokontany, par tranche d’âge et par sexe est indiqué dans le
tableau suivant :
41
Tableau 5 : Répartition de la population dans la commune en 2014
FOKONTANY
0 – 5 ans 6 – 17 ans 18 – 60 ans > 60 ans TOTAL 2014
M F M F M F M F M F Population
ALAKAMISY
AMBOHIMAHA 312 554 1104 1286 583 664 78 61 2077 2565 4642
AMBOHIBORY
ANDREFANA 106 123 245 336 308 288 128 154 787 902 1689
ANALAMASINA 311 332 415 414 658 540 38 49 1423 1334 2757
ITSANGANA I 220 249 269 235 146 224 401 358 1037 1065 2102
ITSANGANA II 150 143 233 194 275 250 33 24 692 611 1303
LAMBOHAVANA 257 246 498 438 207 274 21 21 953 979 1932
LAVAINA 134 164 289 224 204 262 79 81 706 731 1437
NIADIANA 341 341 574 697 914 914 46 34 1875 1986 3861
SAFATA 429 681 810 870 882 1080 285 279 2406 2909 5315
TALATA
IBOAKA 272 196 342 269 334 334 27 22 975 831 1806
TAMBOHIVO
AMBOHIMAHA 519 364 720 627 945 1004 80 117 2264 2112 4376
VATOFOTSY 355 367 426 402 568 571 55 55 1404 1396 2800
Total par sexe 3408 3761 5895 5993 6025 6414 1271 1255 16598 17422 34020
Total par tranche
d’âge 7169 11888 12439 2526 34020
Source : CR Alakamisy Ambohimaha
IV.2.2.2 : Densité de la population
Pour analyser la répartition de la population, il faut savoir la densité qui est le rapport numérique
permettant d’obtenir le nombre moyen d’habitants par km² ou par ha. Elle est déterminée à partir de la
formule suivante :
d =𝐍𝐨𝐦𝐛𝐫𝐞 𝐝𝐞 𝐩𝐨𝐩𝐮𝐥𝐚𝐭𝐢𝐨𝐧
𝐒𝐮𝐫𝐟𝐚𝐜𝐞 𝐨𝐜𝐜𝐮𝐩é𝐞
Formule 1 : Densité de la population
L’application de la formule nous donne une densité moyenne égale à 3 hab. /ha.
42
Tableau 6 : Densité de la population par Fokontany
FOKONTANY Population 2014 Superficie (ha) Densité (hab /ha)
ALAKAMISY AMBOHIMAHA 4642 292 16
AMBOHIBORY ANDREFANA 1689 361 5
ANALAMASINA 2757 3517 1
ITSANGANA I 2102 594 4
ITSANGANA II 1303 559 2
LAMBOHAVANA 1932 647 3
LAVAINA 1437 678 2
NIADIANA 3861 2707 1
SAFATA 5315 366 15
TALATA IBOAKA 1806 523 3
TAMBOHIVO AMBOHIMAHA 4376 1298 3
VATOFOTSY 2800 1283 2
Total général 34020 12825 3
Source : CR Alakamisy Ambohimaha
43
Graphe 1 : Densité de la population par Fokontany
La population dans la commune est irrégulièrement repartie sur son territoire. D’après le tableau
ci-dessus, le Fokontany Alakamisy Ambohimaha a une forte densité (16 hab/ha) qui se répartit dans une
petite superficie (292 ha) par rapport aux autres Fokontany parce qu’il est le chef-lieu de la Commune et
encore traversé par des RN. Tandis que, les autres Fokontany (comme Analamasina, Niadiana) avec une
vaste superficie ont une faible densité.
IV.2.2.3 : Projection
La projection nous permet d’estimer l’évolution démographique lointaine de la population. En
tenant compte de cette évolution, la prévision à court terme est comprise entre 5 à 10 ans tandis que le
moyen terme est de 10 à 15 ans. Elle est estimée à partir de la formule suivante :
Nt = (N0 + t )r
Formule 2 : Projection de la population
Nt : Effectif projeté à l’année considérée
N0: Effectif à l’année du dernier recensement
ALAKAMISY AMBOHIMAHA
16
AMBOHIBORY ANDREFANA
5
ANALAMASINA1
ITSANGANA I4ITSANGANA II
2LAMBOHAVANA
3LAVAINA
2
NIADIANA1
TALATA IBOAKA15
SAFATA3
TAMBOHIVO AMBOHIMAHA
3
VATOFOTSY2
Densité (hab/ha)
44
r : nombre de termes d’année entre celles du dernier recensement et de l’année considérée(15 ans)
t : taux d’accroissement naturel (2.8%,taux moyen pour Madagascar)
Tableau 7 : Projection de la population par Fokontany
FOKONTANY Population 2014 (hab.) Population 2029 (hab.)
ALAKAMISY AMBOHIMAHA 4642 7024
AMBOHIBORY ANDREFANA 1689 2556
ANALAMASINA 2757 4172
ITSANGANA I 2102 3181
ITSANGANA II 1303 1972
LAMBOHAVANA 1932 2924
LAVAINA 1437 2174
NIADIANA 3861 5842
TALATA IBOAKA 5315 8043
SAFATA 1806 2733
TAMBOHIVO AMBOHIMAHA 4376 6622
VATOFOTSY 2800 4237
Total géneral 34020 51480
Source : CR Alakamisy Ambohimaha
45
Graphe 2 : Projection de la population par Fokontany
IV.2.3 : Activités économiques
IV.2.3.1 : Agriculture.
L’agriculture est la principale activité de la population dans la Commune. La superficie cultivable
est de 7430 ha dont 1640 ha sont ou peuvent être aménagés en rizière, selon le PCD de la Commune.
La riziculture est prédominante, le rendement est peu élevé à l’environ de 2t / ha. Les autres espèces
cultivées sont la pomme de terre, le haricot, le maïs, l’arachide….
Comme dans plusieurs zones dans la Région Haute Matsiatra, il y a des vignobles dans certaines
localités. D’ailleurs une usine de transformation est localisée dans le Fokontany de Lavaina.
Pour les Fokontany, les produits sont acheminés vers le marché d’Alakamisy Ambohimaha. La
principale débouchée de la production rizicole est la ville de Fianarantsoa.
Ces dernières années, la culture d’Artemisia se développe dans plusieurs Fokontany dans la
Commune avec la collaboration de la Bionnex.
IV.2.3.2 : Elevage
L’élevage de bovin et de volaille sont les plus pratiqués dans la Commune.
Comme pour la culture, le premier marché pour les Fokontany est celui d’Alakamisy
Ambohimaha, la ville de Fianarantsoa n’arrive qu’en deuxième position.
4642
1689
27572102
13031932
1437
3861
5315
1806
4376
2800
7024
2556
41723181
19722924
2174
5842
8043
2733
6622
4237
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
8000
9000
Projection de la population par Fokontany
Population 2014 (hab) Population 2029(hab)
46
IV.2.3.3 : Commerce
La RN7 passe par le chef-lieu de la Commune et la bifurcation menant vers les régions Est et
Sud Est de Madagascar font de la Commune un véritable carrefour économique. Cette situation a bien
développé le secteur de la gargote ainsi que le petit commerce. Même si c’est le Fokontany Alakamisy
Ambohimaha qui est le plus concerné, tous les Fokontany profitent de la situation.
IV.2.4 : Infrastructures
L’existence d’infrastructures au niveau d’un Fokontany peut être un indicateur de développement
de la zone sans être le critère unique. L’aspect des infrastructures, leurs modalités d’entretien, leurs
utilisations ou non sont autant d’autres paramètres pour affiner les analyses.
Tableau 8 : Infrastructures dans la Commune
FOKONTANY TYPES D’INFRASTRUCTURES Total par
Fokontany Ecole CSB Marché Lieu de culte Autres
ALAKAMISY
AMBOHIMAHA 7 1 1 5 4 18
AMBOHIBORY
ANDREFANA 2 - - - - 2
ANALAMASINA 1 - - 4 - 5
ITSANGANA I 3 - - - 2 5
ITSANGANA II 6 - - 1 1 8
LAMBOHAVANA 6 - - 2 1 9
LAVAINA 2 - - 1 - 3
NIADIANA 8 - - 7 - 15
SAFATA 3 1 1 5 - 10
TALATA IBOAKA 6 - 1 6 - 13
TAMBOHIVO
AMBOHIMAHA 8 - - 3 4 15
VATOFOTSY 4 - - 2 - 6
Total par type 56 2 3 36 12 109
Source : CR Alakamisy Ambohimaha
Les écoles regroupent tous les niveaux, de toutes les catégories : publiques et privées, de l’école
primaire au Lycée.
47
Deux CSB de niveaux 2 seulement sont existantes qui se localisent dans le Fokontany centrale
et Safata
Les lieux de culte synthétisent diverses religions regroupées dans la FFKM et les indépendants :
ECAR, FLM, FJKM, Eglise Ara-pilazantsara, Eglise Adventiste, Eglise Jesosy Mamonjy, Eglise Jesosy
Famonjena, Témoin de Jehovah, Fiangonana Apostoly. 10 Fokontany sur 12 abritent au moins un lieu de
culte.
IV.2.4.1 : Infrastructures scolaires
Les infrastructures scolaires sont indispensables dans toute société en évolution car l’éducation
est un facteur déterminant du développement humain.
La Commune possède :
➢ 49 préscolaires et primaires dont 33 sont publiques totalisant 5042 élèves et les 457 autres
élèves se répartissent entre les 13 institutions privées de niveau primaire.
➢ 6 CEG, composés de 2397 élèves.
➢ Un seul lycée, localisé dans le Fokontany de Vatofotsy avec un effectif de 573 élèves.
➢ Un centre de formation professionnel de l’état : l’EASTA (Ecole d’Application des Sciences et
Techniques Agricoles), mention Eaux et Forêts
48
Tableau 9 : Répartition des écoles
FOKONTANY
Nombre des écoles Nombre des élèves Nombre
total des
élèves
Préscolaire et
Primaire CEG
Préscolaire
et Primaire CEG
ALAKAMISY
AMBOHIMAHA 3 3 912 1737 2649
AMBOHIBORY
ANDREFANA 2 - 304 - 304
ANALAMASINA 1 - 370 - 370
ITSANGANA I 3 - 290 - 290
ITSANGANA II 6 - 379 - 379
LAMBOHAVANA 5 1 338 140 478
LAVAINA 2 - 302 - 302
NIADIANA 8 - 574 - 574
SAFATA 2 1 902 213 1115
TALATA IBOAKA 4 1 576 307 883
TAMBOHIVO
AMBOHIMAHA 8 - 526 - 526
VATOFOTSY 2 - 44 - 44
Effectif total des élèves Préscolaire, Primaire et CEG 7914
Source : CR Alakamisy Ambohimaha
IV.2.4.2 : Infrastructures de production et distribution d’eau
11 (onze) Fokontany possèdent des réseaux d’adduction d’eau potable. Les réseaux sont
nombreux et composés de petits captages, réservoirs et des quelques bornes fontaines. Ils ont été pour
la plupart construits par les dons de l’association IDEE. Globalement, ils sont fonctionnels car la
population est desservie même si la qualité ou la quantité sont discutables. Toutefois ; les infrastructures
sont mal entretenues suite à une gestion défaillante.
49
Chapitre V : METHODOLOGIE SUIVIE POUR L’ETABLISSEMENT DE LA
CARTE TOPOGRAPHIQUE A PARTIR DE L’IMAGE SPOT5
V.1 : Description de la méthode
Toute étude sur la télédétection implique l’acquisition de données ainsi que leur traitement et leur
analyse afin d’en extraire des informations utiles. Après leur acquisition, les données se présentent sous
une forme qui, en général, ne permet pas l'extraction facile et immédiate des informations utiles.
Tout d’abord, l'analyse consiste en un traitement préliminaire des données.
Ensuite, c’est l’analyse proprement dite. L'information recherchée sera déduite à partir des
données de base, à l'aide de techniques plus ou moins automatisées.
Enfin, les informations extractés à partir de la classification et la numérisation ont permis de
fournir des bases de données afin d’élaborer une carte dont on a besoin.
La méthodologie de l’élaboration de la carte peut être résumée sur la chaine suivant
50
• Après vérifications et
contrôles des résultats
issues de la classification
Organigramme 1 : Processus de la méthodologie du travail
Image SPOT5
panchromatique
Vectorisation
Classification
supervisée
Image SPOT5
multispectrale
Prétraitement
Numérisation
Carte topographique
1/20000
Extraction
51
V.2 : Données utilisées
V.2.1 : Images satellitaires
Les images satellitaires utilisées lors de la réalisation de notre projet sont :
➢ Image SPOT 5 multispectrale à 10 mètres :
La scène SPOT 5 a été acquise en 2014. Elle dispose 4 bandes spectrales dont :
- Bande 1 : vert (0,50-0,59 µm)
- Bande 2 : rouge (0,61-0,68 µm)
- Bande 3 : proche infrarouge (0,78-0,89 µm)
- Bande 4 : moyen infrarouge (1,58-1,75 µm)
Tableau 10 : Caractéristiques de la scène SPOT 5 multispectrale
Satellite SPOT 5
Instrument HRG
Date d’acquisition 26 Juin 2014
Niveau de traitement 1A (Egalisation radiométrique des détecteurs. Il n’y
a pas de correction géométrique. Ce sont des
images brutes)
Localisation Longitude Ouest : 46.66°
Longitude Est : 47.53°
Latitude Nord : -21.15°
Latitude Sud : -21.86°
Résolution spatiale 10 mètres
Résolution spectrale 4 bandes
52
Image 1 : Extrait d’image SPOT 5 multispectral Alakamisy Ambohimaha
➢ Image SPOT 5 panchromatique à 2.5 mètres acquise en 2014
➢ Image GOOGLE EARTH et Orthobase de la zone d’étude :
Elles serviront pour aider à une meilleure visibilité de l’image SPOT 5, pour obtenir des
informations globales de la zone et pour tester la fiabilité des résultats
V.2.2 : Données cartographiques
Les données cartographiques sont constituées de :
➢ Carte topographique d’Alakamisy Ambohimaha au 1/100000 de la zone O53 éditée en 1960 par
le FTM
➢ Données vecteurs pour extraire la zone d’étude ainsi que tous les informations essentiels à cet
projet sont issues dans les bases de données (BD100, BD500…)
V.3 : Traitements préliminaires
V.3.1 : Importation de fichier
C’est la transformation des formats des images brutes en une extension lisible et facile à exploiter
par le logiciel ERDAS IMAGINE.
53
Changement du format de l’image : image .tif —> image .img
V.3.2 : Correction géométrique
Les images SPOT possèdent au départ plusieurs formes de distorsion géométriques. Ce
problème est inhérent à la télédétection puisque celle-ci tente généralement de représenter des données
prise à la surface de la terre (en trois dimensions) sur une image bidimensionnelle. Les principaux facteurs
pouvant provoqués la distorsion géométrique sont :
➢ L’effet de perspective de l’optique du capteur
➢ Le mouvement du système de balayage
➢ Le mouvement et l’instabilité de la plate-forme
➢ L’altitude, la vitesse et comportement de la plate-forme
➢ Le relief de la surface
➢ La courbure de la Terre et sa rotation
Pour superposer l’image à la carte, il est nécessaire d’effectuer un géoréférencement, c’est à dire
il consiste à piquer sur l’image des points dont on connait ses coordonnées et doivent être réparties dans
la zone intéressée. On doit piquer quatre (4) points au minimum pour avoir une meilleure précision.
La donnée de référence (carte topographique 1/100000 FTM) étant dans le système de projection
Laborde Madagascar et on a géoréférencé l’image SPOT (projection UTM de datum WGS 84 zone 38s)
dans ce système.
Voici la liste des points pris pour le géoréférencement de l’image par rapport à la carte. Ces points
sont appelés points d’amer.
Tableau 11 : Liste des points lors du géoréférencement
N° des
points
XCarte
topographique (m)
YCarte
topographique (m)
Ximage
géoréférencée (m)
Yimage
géoréférencée (m)
1 476434,429 529863,441 476439,043 529865,005
2 477377,591 528406,463 477383,889 528410,120
3 484675,344 531675,132 484677,925 531674,646
4 485841,365 532801,465 485842,059 532806,033
5 483270,803 535720,222 483271,646 535714,501
6 483523,742 537999,877 483526,999 537998,93
7 473176,926 539360,896 473178,388 539361,474
54
V.3.2.1 : Théorie de l’erreur moyenne quadratique
Après avoir effectué le géoréférencement de l’image, on effectue la théorie d’erreur moyenne
quadratique pour calculer la précision du calage. Cette erreur est calculée de la manière suivante :
Emq = √𝐄𝐦𝐪 (𝐗)𝟐 + 𝐄𝐦𝐪(𝐘)𝟐 [ m ] [8]
Formule 3 : Erreur moyenne quadratique
Avec
𝐄𝐦𝐪 (𝐗) =√∑ (𝐗𝐜𝐚𝐫𝐭𝐞−𝐗𝐢𝐦𝐚𝐠𝐞)𝟐𝐢=𝐧
𝐢=𝟏
𝐍−𝟏 [ m ] [8]
Formule 4 : Erreur moyenne quadratique en X
𝐄𝐦𝐪 (𝐘) =√∑ (𝐘𝐜𝐚𝐫𝐭𝐞−𝐘𝐢𝐦𝐚𝐠𝐞)𝟐𝐢=𝐧
𝐢=𝟏
𝐍−𝟏 [ m ] [8]
Formule 5 : Erreur moyenne quadratique en Y
Et
N-1 : nombre des points qu’on a pris lors du géoréférencement ( égal à 7)
Après l’application numérique de ces formules, on a obtenu les résultats suivants :
Tableau 12 : Résultats de calcul de l’erreur moyenne quadratique
Emq Emq (X) Emq (Y)
4,667 m 3,413 m 3,182 m
Comme hypothèse, l’erreur moyenne quadratique doit être inférieure à l’erreur graphique de la
carte. Tandis que l’erreur graphique de la carte correspondant au 1/10 mm de l’échelle dans notre cas
est de 10 m. D’après les calculs qu’on a effectués ci-dessus, l’erreur moyenne quadratique est inférieure
par rapport à l’erreur graphique de la carte (Emq = 4,667 m < 10 m), donc la précision est acceptable.
V.3.3 : Découpage de l’image
L’opération est de découper l’image suivant la limite de la zone d’étude. L’objectif de cette
opération est de réduire la zone d’intervention sur l’image à traiter.
55
V.4 : Traitement proprement dit
Le traitement de l’image est l’ensemble des opérations qui ont pour but d’extraire les informations
thématiques contenues dans l’image. Ces informations peuvent être, plus ou moins, détectable selon la
qualité de l’image. En effet, une image est dite lisible si d’une part elle est informative, c’est-à-dire que
les détails présents sont nets et claires, et d’une part elle est agréable à l’œil. Ce que l’on cherche par les
différentes opérations est donc d’améliorer le maximum de discrimination de l’information.
V.4.1 : Composition colorée
La composition colorée est une image couleur produite par la combinaison optique d’images
multibandes par projection simultanée de plusieurs bandes spectrales. Plusieurs compositions colorées
sont faites pour avoir une meilleure interprétation visuelle des thèmes qui nous intéressent. Notre but
c’est d’avoir des images combinées pour les traitements (image de couleur naturelle, image de fausse
couleur, …)
La composition colorée standard pour SPOT attribue les couleurs suivantes aux canaux SPOT :
bleu : XS1 ; vert : XS2 : rouge XS3. Donc, la composition colorée 142 nous aide à réaliser les extractions
des occupations du sol car elle donne une bonne réflectance de la végétation et capte bien les zones
hydrauliques. Après cette composition on obtient les clés d’interprétations suivantes :
Tableau 13 : Descriptions des clés d’interprétations rencontrés dans l’image
Classe Clé d’interprétation Extrait d’image
Classe 1 Rouge vif
Classe 2 Rouge sombre
56
Classe Clés d’interprétation Extrait d’image
Classe 3 Bleu clair
Classe 4 Violet et violet foncé
Classe 5 Bleu gris
Classe 6 Vert
Classe 7 Blanc
57
V.5 : Classification de l’image et extraction des informations
Dans cette étude, nous avons choisi la classification supervisée pour l’extraction des informations
à partir de l’image SPOT 5 car l’on connait parfaitement la situation de la zone d’étude qui correspond
aux clés d’interprétations qu’on devrait décrire ci-dessus.
V.5.1 : Classification supervisée
Préalablement à une classification supervisée, il est nécessaire de définir les classes thématiques
que l’on souhaite extraire de l’image et d’identifier quelques zones occupées par ces classes, zones à
partir desquelles on extraira par la suite les signatures spectrales correspondantes. Ce sont les zones
d’échantillonnage, que l’on peut diviser en 2 catégories : les zones d’entrainement, pour établir les
signatures spectrales, et les zones test, qui servent à vérifier si la procédure produit bien les classes
attendues.
V.5.2 : Interprétations des signatures spectrales
Ce sont les valeurs radiométriques des pixels de chaque classe qui permettent la caractérisation
des différents objets de l’image.
Pour les sols, ces valeurs sont fortes dans le visible et le proche infrarouge, et diminuent d’autant
plus que le sol est humide. La signature spectrale des sols est une droite dont l’allure peut être influencée
par la réflectance de l’eau ou celle de la végétation quand le pixel n’est pas pur. D’une manière générale,
le degré d’humidité du sol peut être considéré comme un indicateur de dégradation.
Les valeurs radiométriques de végétation sont plus faibles dans le visible que dans le proche
infrarouge. De ce fait les courbes de réflectance spectrale des formations végétales de ’image ont toutes
la même allure. Toutefois, dans le visible les valeurs radiométriques sont d’autant plus basses que la
formation est dotée d’une réflectance chlorophyllienne forte.
58
Figure 5 : Interprétation des signatures spectrales
59
V.5.3 : Matrice de confusion
La matrice de confusion sert à estimer la pertinence de la classification. Il s’agit, pour cela, de
disposer de zone constituant des ‘vérités terrains’ et de les comparer à la classification.
Ici on a fait la vérification et la contrôle des résultats par rapport à la carte topographique 1/100000
et de l’image GOOGLE pour que les informations obtenues soient vraisemblables à la réalité.
Tableau 14 : Evaluation de la matrice de confusion obtenue par la classification supervisée de l’image
SPOT 5
Savane
arborée
Savane
herbeuse
Mosaïque
de culture
Rizière
humide
Rizière
sèche
Zone
boisée Granite Somme
Savane
arborée 155 0 0 0 0 20 0 175
Savane
herbeuse 0 617 0 4 4 0 0 625
Mosaïque
de culture 0 3 267 12 0 0 0 282
Rizière
humide 0 3 0 1514 15 0 9 1541
Rizière
sèche 0 14 0 10 2226 0 0 2250
Zone boisée 2 0 0 0 4 1221 0 1227
Granite 0 1 2 21 4 2 744 773
Somme 157 638 269 1561 2253 1241 753 6872
Précision
de
production
(%)
98,73 96,71 99,26 96,98 98,80 98,39 98,80
Précision
de
l’utilisation
(%)
88,57 98,72 94,68 98,25 98,93 99,51 96,25
Précision globale : 98,14 %
60
D’après ce tableau, La classification réalisée a permis d’aboutir à 98,14% de précision. Donc, le
résultat est très satisfaisant pour les extractions car les confusions sont minimes et l’image est bien
arrangée.
V.5.4 : Amélioration du contraste
On désigne par « contraste de l’image » la mesure de variation d’intensités lumineuses perçues
dans la dite image.
L’amélioration du contraste est un processus de diminution des nombres de pixels c’est-à-dire à
éliminer les pixels qui ne sont pas significatifs afin de les adapter à un besoin particulier
V.5.5 : Extraction des informations
Elle a pour but de bien distinguer les différentes classes dans la zone à étudier. Par méthode de
« masque binaire », on remplace les valeurs des autres classes par 0 et l’information cherchée en 1.
C’est une méthode pratique qui est basée sur la transformation des couleurs des objets dans la
classification.
V.5.6 : Vectorisation des informations
La vectorisation qui signifie par définition adaptation des résultats du traitement en vue de leur
utilisation sous forme vectorielles sur les ordinateurs est un moyen de transformation des informations en
vecteur.
L’objectif de la vectorisation est de faciliter l’exploitation des informations sur les logiciels SIG
V.5.7 : Numérisation
On a numérisé à partir de l’image SPOT panchromatique les informations impossibles à extraire
par la classification. La numérisation se fait par le logiciel ArcGIS et permis d’obtenir les informations
suivantes :
V.5.7.1 : Réseaux des communications
Dans l’image SPOT, le réseau routier apparait principalement comme un réseau de lignes claires
sur fond sombre de largeur généralement inférieure ou égale à 3 pixels
V.5.7.2 : Réseaux hydrographiques
Les cours d’eau se distinguent bien sur l’image par sa forme linéaire parfois sinueuse plus ou
moins large, sa structure homogène et sa texture lisse. Son environnement particulier apparaît très
nettement.
61
V.5.7.3 : Bâties et infrastructures
Dans l’image SPOT les agglomérations apparaissent comme des régions fortement texturées,
de type » poivre et sel »
62
PARTIE III : RESULTATS OBTENUS ET ANALYSES DES
RESULTATS
63
Chapitre VI : RESULTATS OBTENUS
VI.1 : Classification de l’image SPOT5 multispectrale
Après le traitement qu’on a fait, les thèmes visibles sur l’image peuvent être repartir à 7 classes
dont le tableau suivant illustre ces classes
Tableau 15 : Liste d’occupation du sol après la classification
Classe Type Couleur
Classe 1 Zone boisée
Classe 2 Savane arborée
Classe 3 Savane herbeuse
Classe 4 Rizière humide
Classe 5 Rizière sèche
Classe 6 Mosaïque de culture
Classe 7 Granite
64
VI.2 : Résultats des extractions des informations
VI.2.1 : Zone boisée
La zone boisée est l’ensemble des forêts entamées par l’activité de l’homme, l’eucalyptus et le
boisement. Elle peut se trouver dans la moyenne et haute altitude
Figure 6 : Extraction des zones boisées
65
VI.2.2 : Savanes arborées
On groupe dans cette classe les parcelles dont les éléments structuraux sont les variations des
herbes et des clans de bois.
Figure 7 : Extraction des savanes arborées
66
VI.2.3 : Savanes herbeuses
Ce sont les parcelles occupées totalement par des herbes.
Figure 8 : Extraction des savanes herbeuses
67
VI.2.4 : Rizières humides
Ce sont les rizières dont les riz sont en période de maturité. La couleur violacée marque la
présence de riz mûr et de l’eau au fond.
Figure 9 : Extraction des rizières humides
68
VI.2.5 : Rizières sèches
Ces sont les rizières dont les riz sont déjà récoltés, dépourvue de l’eau. Des cultures sèches sont
pratiquées durant la saison sèche.
Figure 10 : Extraction des rizières sèches
69
VI.2.6 : Mosaïques de culture
Ces sont des nuances de culture dont les éléments texturaux sont les arbres fruitiers ou non et
des cultures sèches comme les cultures de maïs, maniocs, haricots…, aux environs des villages, dans
les rizières au moment où les riz ont déjà été récoltés et même dans les zones montagneuses.
Figure 11 : Extraction des mosaïques de culture
70
VI.2.7 : Granites
C’est l’ensemble des grands rochers présents dans la montagne
Figure 12 : Extraction des granites
71
VI.3 : Résultats de numérisations
Les informations tels que les réseaux hydrographiques, les réseaux de constructions et les
constructions sont numérisés à partir de l’image SPOT5 panchromatique.
Carte 3 : Résultats des numérisations par image SPOT 5 panchromatique
VI.4 : Elaboration d’une carte topographique
On a combiné les résultats issus de la classification et de la numérisation pour aboutir à la carte
topographique.
72
Carte 4 : Carte topographique de la CR Alakamisy Ambohimaha
73
Chapitre VII : ANALYSES DES RESULTATS
VII.1 : Caractéristique de la carte topographique
Les différents traitements effectués aux images ont abouti à la réalisation de cette carte, ce qui
permet l’identification des diverses composantes dans la zone d’étude.
VII.1.1 : Eléments polygonaux
Tableau 16 : Superficie et pourcentage des éléments polygonaux
Légendes Superficie (Ha) Pourcentage (%)
Zone boisée 1399,25 10,96
Savane arborée 500,45 3,92
Savane herbeuse 2315,78 18,15
Rizière humide 3786,56 29,67
Rizière sèche 1266,68 9,93
Mosaïque de culture 3386,70 26,54
Granite 82,04 0,64
Zone bâtie 24,66 0,19
TOTAL 12762,08 100
Graphe 3 : Superficie des éléments polygonaux dans la carte topographique de la CR Alakamisy Ambohimaha
1399,25
500,45
2315,78
3786,56
1266,68
3386,7
82,04 24,660
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
Zoneboisée
Savanearborée
Savaneherbeuse
Rizièrehumide
Rizièresèche
Mosaîquede culture
Granite Zone bâtie
Superficie(ha)
74
En effet, le tableau ci-dessus nous montre que la rizière humide occupe la plus vaste superficie
(3786,56 Ha, soit 29,67 % de la surface totale) dans la CR Alakamisy Ambohimaha, la zone concernant
les mosaïques de culture couvre les 26,54 % de la totalité (3386,70 Ha). La zone bâtie ne représente
qu’à 0,19 % avec 24,66 Ha.
VII.1.2 : Eléments linéaires
Tableau 17 : Longueur des éléments linéaires
Légendes Longueur (Km)
Route nationale 16,14
Route Principale 26,74
Piste 55,42
Cours d’eau 22,3
TOTAL 102,60
Graphe 4 : Longueur des éléments linéaires dans la carte topographique de la CR Alakamisy Ambohimaha
VII.2 : Utilité de la carte topographique dans l’aménagement
VII.2.1 : Aménagement de la ville
Par rapport à l’occupation du sol, la CR Alakamisy Ambohimaha ne contient que 0,19 ha de
surface bâtie, soit 0,19 % de la superficie totale. Elle possède des opportunités, vue à l’immensité des
surfaces non bâties, sur l’extension de la ville pour satisfaire les besoins de la population en suivant les
règles de l’urbanisme.
16,14
26,74
55,42
22,3
0
10
20
30
40
50
60
Route nationale Route Principale Piste Cours d'eau
Longueur(km)
75
VII.2.1.1 : Analyse de la zone constructible
Comme énuméré précédemment, plusieurs types d’analyse spatiales peuvent être exécutées par
le SIG. Nous avons choisi le logiciel ArcGIS 10.3.1 pour automatiser le choix de la zone constructible
dans la CR Alakamisy Ambohimaha.
Avant de concevoir le projet d’aménagement de la ville, il est nécessaire de savoir la topographie
altimétrique de la zone à étudier par l’utilisation du MNT (Modèle Numérique du Terrain). Ce qui est une
représentation de la forme brute et nue du terrain c’est-à-dire aucune végétation et infrastructure prise en
compte. C’est la représentation en 3D de la surface du terrain étudiée. Il est créé à partir des points cotés.
Il est noté que c’est à partir de cet MNT qu’on peut avoir la classification de l’altitude et de la pente.
Rappelons que la TIN (Triangular Irregular Network) est la première forme du MNT sous forme
de semis de points repérés en 3D que l’on relie entre eux par une méthode de triangulation. Ces triangles
sont calculés selon la méthode de Delaunay garantissant qu’un sommet n’est situé à l’intérieur d’aucun
des cercles circonscrits aux différents triangles.
C’est à partir des points côtés dans la carte 1/100000 de Madagascar qu’on a obtenu la TIN de
la commune, par l’outil d’analyse dans l’ArcGIS, qui est représenté dans la carte ci-dessous
76
Carte 5 : TIN de la CR Alakamisy Ambohimaha
➢ Altitude :
Il faut connaitre l’altitude de la futur zone d’implantation de projets d’aménagement pour identifier
les endroits optimaux de la zone constructible. C’est pour cela qu’on a fait la classification des valeurs de
l’altitude.
La rastérisation est le passage en raster ou en format grid des vecteurs. L’application Arctoolbox
fait cette conversion et on va classer les valeurs de l’altitude en 3 catégories qui représente sur la carte
suivante.
77
Carte 6 : Classification de l’altitude
➢ Pente :
La pente est définie comme une distance verticale (un dénivelé) divisée par la distance
horizontale correspondante.
Dans notre cas, l’outil pente identifie la déclivité de chaque cellule de la surface raster. Plus la
valeur de la pente est faible, plus le terrain est plat ; plus la valeur de la pente est élevée, plus le terrain
est pentu. Le logiciel fait automatiquement le calcul et il suffit de faire le reclassement.
78
Carte 7 : Classification de la pente
Donc, le choix de la zone constructible est récapitulé dans le tableau ci-après
Tableau 18 : Récapitulation du choix de la zone constructible
Critères Zone constructible Zone non constructible
Altitude - Z > 1265 m - Z< 1265 m
Pente - Faible pente : 0° < P < 6°
- Pente moyenne : 6° < P < 19° - Pente forte : 19° < P < 68°
Nature de la couverture
du sol
- Savanes herbeuses
- Mosaïques de culture
- Zone boisée
- Savanes arborées
- Rizières
79
En plus, les espaces viaires prennent un grand rôle sur l’aménagement de la ville. Donc, il est
nécessaire d’aménager la piste de 55,42 Km pour desservir la route principale.
VII.2.2 : Aménagement hydro-agricole
L’agriculture est la principale activité de la population dans la CR Alakamisy Ambohimaha. Selon
le PCD de la Commune, la superficie cultivable est de 7430 ha dont 1640 ha sont ou peuvent être
aménagées en rizière. En plus, d’après la carte topographique qu’on a élaborée, la rizière occupe les
40% de la superficie totale de la Commune, soit 5053 ha. Or, les cours d’eau existants ne suffisent pas
arroser la totalité de la rizière. Donc, on a besoin d’implanter un barrage hydraulique afin de satisfaire les
besoins en eau. On va proposer dans la carte ci-après l’emplacement de cet ouvrage selon la topographie
et la situation de la zone concernée.
Carte 8 : Proposition d’emplacement du barrage hydraulique
80
VII.3 : Coût du projet
L’évaluation financière du projet est liée aux paramètres suivants :
➢ Coûts des données et des logiciels ;
➢ Coûts des analyses et traitement des données ;
➢ Durée de la réalisation.
Tableau 19 : Devis estimatifs projet
Désignation Quantité Durée (j) Prix Unitaire (Ar) Montant (Ar)
Données et logiciels
Image SPOT
multispectrale 1 400 000 400 000
Image SPOT
panchromatique 1 400 000 400 000
BD 100 1 200 000 200 000
Carte topographique à
l’échelle 1/100000 1 400 000 400 000
Logiciels
TOTAL
Traitement et conception du projet
SIG-iste 1 10 60 000 600 000
Opérateur 1 15 30 000 450 000
TOTAL HORS TVA 2 450 000
TVA : 20 % 490 000
TOTAL TTC 2 940 000
Le coût du projet est évalué à la somme de Deux millions neuf cent quarante mille Ariary
TTC (2 940 000 Ar TTC).
81
CONCLUSION
Eu égard la situation actuelle de la CR Alakamisy Ambohimaha face à l’insuffisance des outils
d’aide pour prendre une décision au développement durable dans la Commune. Nous allons exposer
dans ce travail de mémoire les études et les démarches à suivre pour la conception d’une carte
topographique en vue de l’aménagement.
Le recours à la télédétection a permis de mettre en évidence l’apport de l’image satellite SPOT 5
sur l’élaboration de la carte topographique. En effet la méthode du traitement de ces images SPOT 5 a
permis d’identifier les détails d’occupation du sol dans la Commune. On a fait la classification supervisée
de l’image multispectral et la numérisation pour l’image panchromatique. La fiabilité des résultats est
étroitement liée aux méthodes utilisées et à la résolution des images.
L’utilisation du logiciel de traitement d’image comme l’ERDAS IMAGINE 2014, et le logiciel de
l’analyse spatial fut très efficaces pour la réalisation de notre étude. Elles nous ont permis d’avoir de bons
résultats sur les traitements et l’objectif à atteindre tel que l’établissement d’une carte topographique à
partir de l’image satellite SPOT 5, carte des routes, carte des réseaux hydrographiques, carte de
classification d’altitude et de la pente.
Cependant, un travail de contrôle est toujours indispensable par l’utilisation d’une carte de base
et des images de Google Earth, qui sont du bon support d’aide. L’échelle de la carte de base est à
1/100000 tandis que la carte topographique attendue est à 1/20000, donc on ne considère que les
éléments identifiables (carrefour, zone boisée, …). Après le travail de contrôle, on vérifie et corrige toute
ambiguïté sur le résultat par rapport aux détails existants sur le terrain.
En conclusion, les études et les recherches effectuées lors de la réalisation de ce travail de
mémoire de fin d’étude m’ont permis d’acquérir les bagages nécessaires dans un projet d’aménagement
pour proposer aux autorités locales de prendre des décisions en satisfaisant les besoins de la population.
82
BIBLIOGRAPHIE ET WEBOGRAPHIE
[1] BONN F. et ROCHON G. Précis de télédétection Volume 1 : Principes et Méthodes, Presses de
l'Université du Québec/AUPELF, 1992.
[2] BRUNO L. : « La télédétection par satellite de deuxième génération : un nouvel outil pour
l'aménagement et la foresterie », 1986.
[3] DIZIER & OLIVIER LEO : « Télédétection technique et application cartographique », 1991.
[4] E. DURET & B. BORDIN : « Le serveur éducatif de l'IGN et de l'éducation nationale sur
l'information géographique », 2000.
[5] ERDAS : « Erdas Imagine : tour guides », 1999.
[6] GUYOT G. Signatures spectrales des surfaces naturelles, coll « Télédétection satellitaire »,
Paradigme, 1989.
[7] Hubert Charles : « Les principes de l’urbanisme », 1993.
[8] Pauline CROMBETTE : « Contribution des technologies satellitaires pléiades à l'étude des
trames vertes urbaines », 2016.
[9] R. CUENIN : « Cartographie générale : notions générales et principe d'élaboration », 1972.
[10] Plan Communale de Développement en Eau et Assainissement (PCDEA), CR d’Alakamisy
Ambohimaha, Version définitive, Juillet 2015
[11] ANDRIFALIANA Nampionona : « Analyse spatiale par méthodes multicritères et SIG de données
environnementales multidates autour du lac Kinkony, Région Boeny »,2009
[12] RAOILISON Lova : « Etablissement d’un plan topographique à partir d’une image Google
Earth », 2009
[13] RABIALAHY Delys Laza : « Contribution du Géomètre Topographe dans l'élaboration de Plans
d’Urbanisme ; Cas de l'extension de la Commune Rurale de Fenoarivo », 2017
[14] RAKOTOARISOA Andriamparany Harinarivo Rija : « Technique de mise à jour de la BD10 à
partir de la télédetection », 2011
[15] RAZAKANDRAINY Hasina Mamitiana : « Contribution du SIG à la création d’un Plan
d’Urbanisme Directeur », 2013
http://www.télédetection, Décembre 2018
http://www.spotimage.fr, septembre 2018
http://www.ccrs.nrcan.gc.ca/ccrs, janvier 2019
http://www.certu.fr/ , Avril 2019
A
ANNEXES
Annexe 1 : PRESENTATION DE L’ENTREPRISE FTM
Foiben-taosarinTanin’ i Madagasikara ou FTM est un établissement Public à caractère
administratif (EPA) chargé de la maitrise de l’information géographique, hydrographique et
cartographique.
Créé en 1974 par le décret n°74001 du 04 janvier 1974, son siège général à Ambinidia
Antananarivo 101, est considéré comme l’autorité Nationale de la cartographie, de l’Infrastructure
National de Données Géographiques et Hydrologiques (INGH). Il est la seule habilité à son concours par
contrats pour les services et travaux de sa compétence, aux diverses administrations, collectivités et des
services publics ainsi qu’à des organismes ou personnes privées, lorsque les services ou travaux
présentent un caractère d’intérêt général. Il peut en outre sous-traiter lesdits services ou travaux, mais
des contrôles à postériori sont obligatoires.
FTM est doté de la personnalité morale, de l’autonomie administrative et financière, jouit
l’indépendance technique pour l’exécution de sa mission. Sa gestion est régie par les dispositions du
décret n°2010-0395.
FTM comprend en son sein le Centre National de Télédétection et d’Information Géographique
(CNTIG) et une unité de conseil, d’études, de Formation et d’appui, CEFA FTM. Des agences du FTM
peuvent être créées par voies d’arrêté conjoint du ministère de tutelle budgétaire, de la publique et
technique.
1.1 Historique :
Depuis sa création en 1974 l’histoire de FTM peut se résumer comme suit :
1972 : l’Etat a pris l’administration de l’IGN.
1974 : création du FTM par le décret n°74001 du 04 janvier 1974 et la gestion du capital et du
patrimoine revenait à l’Etat.
1990 : le 15 décembre, réorganisation du FTM par le décret n°90653.
1991 : le FTM est devenu l’Agence d’Exécution (AGEX) du Programme Environnemental I (PE1),
chargé du volet cartographique, télédétection et information géographique.
1993 : mise en place effective du Centre National de la Télédétection et de l’Information
Géographique (CNTIG).
Depuis 1995, plusieurs cartes thématiques sont obtenues après des classifications et par
traitement numérique des images satellitaires.
Depuis 2010, FTM s’est doté d’un statut d’établissement public à caractère administratif.
B
Actuellement, FTM est dirigé par Monsieur RAZAFINDRABE Frank, Directeur Général au rang
du Directeur Général du Ministère, et emploie environ 150 personnes
1.2 Rôles et activités
Le FTM exerce des nombreuses activités non seulement dans le domaine de l’information géographique
mais il joue aussi un rôle très important dans d’autres domaines comme le génie civil, l’aménagement,
…. Il a pour mission :
➢ Implantation et entretien sur l’ensemble du territoire, des réseaux géodésiques et de nivellement
de précision, relatifs au système national de référence de coordonnées géographiques,
planimétriques et altimétriques.
➢ D’implanter et entretenir les marégraphes.
➢ D’exécuter les levés du littoral, d’établir et de mettre à jour les cartes marines des zones
maritimes de Madagascar.
➢ De réaliser et de renouveler périodiquement la couverture photographique aérienne, et de
coordonner l’imagerie satellitaire sur l’ensemble du territoire national, d’élaborer les produits
dérivés, tels que les ortho photographiés numériques et les modèles numériques de terrain.
➢ D’établir et de mettre à jour les cartes topographiques de base du territoire national et les cartes
dérivées.
➢ De réaliser les travaux de délimitation des subdivisions administratives et de collectivités
territoriales décentralisées du territoire ; de constituer et de gérer le référentiel d’adressage et de
la toponymie.
➢ De produire et mettre à jour sur l’ensemble du territoire des bases de données géographiques
de référence uniques et homogènes.
➢ De décrire cartographiquement l’occupation du sol jusqu’à ses parcellaires et d’élaborer la
nomenclature graphique y afférente.
➢ D’accomplir d’une manière générale toute autre activité relative à l’information géographique de
base.
➢ D’assurer la maîtrise d’ouvrage délégué de service public en matière d’infrastructure de données
géographiques et hydrographiques.
➢ D’effectuer des activités de recherche et de développement d’intérêt général dans les domaines
scientifiques, techniques et technologiques liés à l’information géographique hydrographique et
cartographique.
C
➢ D’apporter son concours et de délivrer son agrément dans les activités de formation
professionnelle dans les domaines scientifiques et techniques liés aux activités mentionnées ci-
dessus.
➢ De contribuer à la valorisation et à l’exploitation des résultats des activités définies ci-dessus.
➢ De contrôler tous travaux topographiques et tonométriques, tous travaux de nivellement de
précision, tous travaux de prise de vues aériennes et tous travaux orthophotographies et tout
rattachement aux systèmes de références nationales géodésiques et de nivellement.
D
Annexe 2 : CARTE TOPOGRAPHIQUE A L’ECHELLE 1/100000 DE LA ZONE O53
VII
TABLE DES MATIERES
REMERCIEMENT ..................................................................................................................................... I
SOMMAIRE ............................................................................................................................................. II
LISTE DES ACRONYMES ..................................................................................................................... IV
LISTE DES FIGURES .............................................................................................................................. V
LISTE D’IMAGE ...................................................................................................................................... V
LISTE DES TABLEAUX .......................................................................................................................... V
LISTE DES ORGANIGRAMMES............................................................................................................ VI
LISTE DES GRAPHES ........................................................................................................................... VI
LISTE DES FORMULES ........................................................................................................................ VI
LISTE DES CARTES .............................................................................................................................. VI
LISTE DES ANNEXES .......................................................................................................................... VII
INTRODUCTION ..................................................................................................................................... 1
PARTIE I : GENERALITES ..................................................................................................................... 2
Chapitre I : LA CARTE ........................................................................................................................... 3
I.1 : Généralité sur la cartographie [9] ................................................................................................. 3
I.1.1 : Définition de la cartographie .................................................................................................. 3
I.1.2 : Classification des cartes ........................................................................................................ 3
I.2 : Différence entre carte et plan........................................................................................................ 4
I.3 : Conception d’une carte topographique ......................................................................................... 5
I.3.1 : Définition ............................................................................................................................... 5
I.3.2 : Contenu d’une carte topographique ...................................................................................... 5
I.4 : Représentation cartographique de la surface terrestre ................................................................. 6
I.4.1 : Modèles de la terre ................................................................................................................ 6
I.4.1.1 : Géoïde ........................................................................................................................... 6
VIII
I.4.1.2 : Ellipsoïde ....................................................................................................................... 6
I.4.2 : Notion de projection............................................................................................................... 6
I.4.3 : Projection Laborde Madagascar [12] .................................................................................. 7
Chapitre II : L’AMENAGEMENT ET L’URBANISME ............................................................................. 8
II.1 : Aménagement ............................................................................................................................. 8
II.1.1 : Définition .............................................................................................................................. 8
II.1.2 : Conditions techniques de l’aménagement ............................................................................ 8
II.1.3 : Opérations d’aménagement ................................................................................................. 8
II.2 : Urbanisme [7] ............................................................................................................................ 8
II.2.1 : Définition .............................................................................................................................. 8
II.2.2 : Objectifs ............................................................................................................................... 9
II.2.3 : Structure d’un plan d’urbanisme ........................................................................................... 9
II.2.4 : Plans et schémas d’urbanisme ........................................................................................... 10
II.2.4.1 : Plan d’Urbanisme Directeur (PUDi) ............................................................................. 10
II.2.4.2 : Plan d’Urbanisme de Détails (PUDé) .......................................................................... 10
II.2.4.3 : Plan Local d’Urbanisme (PLU) .................................................................................... 10
II.2.4.4 : Plan Sommaire............................................................................................................ 11
II.2.4.5 : Plan d’Occupation des Sols (P.O.S) ........................................................................... 11
II.2.4.6 : Schéma Directeur d’Aménagement et d’Urbanisme (SDAU) ...................................... 11
II.2.4.7 : Schéma de secteur ..................................................................................................... 11
Chapitre III : OUTILS INFORMATIQUES UTILISES ............................................................................ 12
III.1 : Images satellites [2] , [8] ......................................................................................................... 12
III.1.1 : Généralités ........................................................................................................................ 12
III.1.2 : Images SPOT .................................................................................................................... 12
III.1.2.1 : Historique .................................................................................................................. 12
III.1.2.2 : Orbite des satellites SPOT ......................................................................................... 12
III.1.2.3 : Instrument de capteur ................................................................................................ 13
III.1.2.4 : Evolution du terme SPOT et leur capacité de résolution ............................................ 13
III.1.3 : L’imagerie SPOT 5 ............................................................................................................ 15
III.1.3.1 : Description ................................................................................................................. 15
III.1.3.2 : Domaine d’application du SPOT 5 ............................................................................. 16
III.2 : Conception de base de la télédétection [2], [3] ......................................................................... 16
III.2.1 : Historique .......................................................................................................................... 16
IX
III.2.2 : Définition ........................................................................................................................... 17
III.2.3 : Acquisition de données dans la télédétection .................................................................... 17
III.2.4 : Spectre électromagnétique ................................................................................................ 18
III.2.5 : Principe de la télédétection ............................................................................................... 19
III.2.6 : Avantages et inconvénients de la télédétection ................................................................. 21
III.2.6.1 : Avantages .................................................................................................................. 21
III.2.6.2 : Limites ........................................................................................................................ 21
III.3 : Traitement numérique des images [6], [8], [14] ......................................................................... 22
III.3.1 : Prétraitement ..................................................................................................................... 22
III.3.1.1 : Corrections radiométriques ........................................................................................ 22
III.3.1.2 : Corrections géométriques .......................................................................................... 22
III.3.2 : Amélioration de l’image ..................................................................................................... 23
III.3.2.1 : Rehaussement des contrastes ................................................................................... 23
III.3.2.2 : Filtrage ....................................................................................................................... 23
III.3.2.3 : Création des compositions colorées .......................................................................... 23
III.3.2.4 : Transformations d’images .......................................................................................... 24
III.3.3 : Classification et analyse .................................................................................................... 24
III.3.3.1 : Définition des classes spectrales ............................................................................... 24
III.3.3.2 : Classification non supervisée (ou non dirigée) ........................................................... 25
III.3.3.3 : Classification supervisée (ou dirigée) ......................................................................... 25
III.3.3.4 : Validation de la classification ..................................................................................... 25
III.4 : Système d’Information Géographique (SIG) [4] ...................................................................... 26
III.4.1 : Définitions .......................................................................................................................... 26
III.4.2 : Objectifs ............................................................................................................................ 26
III.4.3 : Principe général ................................................................................................................ 27
III.4.3.1 : Géométrie d’un objet .................................................................................................. 27
III.4.3.2 : Attribut ou description sémantique ............................................................................. 27
III.4.4 : Fonctionnalités des SIG .................................................................................................... 27
III.4.4.1 : Abstraction ................................................................................................................. 27
III.4.4.2 : Acquisition .................................................................................................................. 27
III.4.4.3 : Analyse ...................................................................................................................... 28
III.4.4.4 : Archivage ................................................................................................................... 28
III.4.4.5 : Affichage .................................................................................................................... 29
III.4.5 : Domaine d’application ....................................................................................................... 29
X
III.5 : Présentation des logiciels ......................................................................................................... 29
III.5.1 : ERDAS IMAGINE 2014 [5] ................................................................................................ 29
III.5.1.1 : Description ................................................................................................................. 29
III.5.1.2 : Données traitées ........................................................................................................ 30
III.5.1.3 : Les principaux modules de l’ERDAS et leurs composants ......................................... 30
III.5.1.4 : Performances de l’ERDAS IMAGINE ......................................................................... 31
III.5.2 : ArcGIS 10.3.1 .................................................................................................................... 32
PARTIE II : PRESENTATION DE LA ZONE D’ETUDE ET METHODOLOGIE SUIVI POUR
L’ETABLISSEMENT DE LA CARTE TOPOGRAPHIQUE A PARTIR DE L’IMAGE SPOT5 ................ 33
Chapitre IV : PRESENTATION DE LA ZONE D’ETUDE ...................................................................... 34
IV.1 : Présentation du projet .............................................................................................................. 34
IV.1.1 : Problématique ................................................................................................................... 34
IV.1.2 : Objectifs ............................................................................................................................ 34
IV.2 : Présentation de la zone d’étude ............................................................................................... 34
IV.2.1 : Caractéristiques générales ............................................................................................... 34
IV.2.1.1 : Localisation ................................................................................................................ 34
IV.2.1.2 : Climat [10] ................................................................................................................ 37
IV.2.1.3 : Hydrographie ............................................................................................................. 37
IV.2.1.4 : Relief et paysage ....................................................................................................... 40
IV.2.2 : Démographie .................................................................................................................... 40
IV.2.2.1 : Population .................................................................................................................. 40
IV.2.2.2 : Densité de la population ............................................................................................ 41
IV.2.2.3 : Projection ................................................................................................................... 43
IV.2.3 : Activités économiques ...................................................................................................... 45
IV.2.3.1 : Agriculture. ................................................................................................................ 45
IV.2.3.2 : Elevage ...................................................................................................................... 45
IV.2.3.3 : Commerce ................................................................................................................. 46
IV.2.4 : Infrastructures ................................................................................................................... 46
IV.2.4.1 : Infrastructures scolaires ............................................................................................. 47
IV.2.4.2 : Infrastructures de production et distribution d’eau ..................................................... 48
Chapitre V : METHODOLOGIE SUIVIE POUR L’ETABLISSEMENT DE LA CARTE TOPOGRAPHIQUE
A PARTIR DE L’IMAGE SPOT5 ........................................................................................................... 49
XI
V.1 : Description de la méthode ......................................................................................................... 49
V.2 : Données utilisées ...................................................................................................................... 51
V.2.1 : Images satellitaires ............................................................................................................ 51
V.2.2 : Données cartographiques .................................................................................................. 52
V.3 : Traitements préliminaires .......................................................................................................... 52
V.3.1 : Importation de fichier.......................................................................................................... 52
V.3.2 : Correction géométrique ...................................................................................................... 53
V.3.2.1 : Théorie de l’erreur moyenne quadratique ................................................................... 54
V.3.3 : Découpage de l’image ....................................................................................................... 54
V.4 : Traitement proprement dit ......................................................................................................... 55
V.4.1 : Composition colorée .......................................................................................................... 55
V.5 : Classification de l’image et extraction des informations ............................................................ 57
V.5.1 : Classification supervisée .................................................................................................... 57
V.5.2 : Interprétations des signatures spectrales ........................................................................... 57
V.5.3 : Matrice de confusion .......................................................................................................... 59
V.5.4 : Amélioration du contraste .................................................................................................. 60
V.5.5 : Extraction des informations ................................................................................................ 60
V.5.6 : Vectorisation des informations ........................................................................................... 60
V.5.7 : Numérisation ...................................................................................................................... 60
V.5.7.1 : Réseaux des communications .................................................................................... 60
V.5.7.2 : Réseaux hydrographiques .......................................................................................... 60
V.5.7.3 : Bâties et infrastructures .............................................................................................. 61
PARTIE III : RESULTATS OBTENUS ET ANALYSES DES RESULTATS .......................................... 62
Chapitre VI : RESULTATS OBTENUS ................................................................................................. 63
VI.1 : Classification de l’image SPOT5 multispectrale ....................................................................... 63
VI.2 : Résultats des extractions des informations .............................................................................. 64
VI.2.1 : Zone boisée ...................................................................................................................... 64
VI.2.2 : Savanes arborées ............................................................................................................. 65
VI.2.3 : Savanes herbeuses .......................................................................................................... 66
VI.2.4 : Rizières humides .............................................................................................................. 67
VI.2.5 : Rizières sèches ................................................................................................................. 68
VI.2.6 : Mosaïques de culture ........................................................................................................ 69
XII
VI.2.7 : Granites ............................................................................................................................ 70
VI.3 : Résultats de numérisations ...................................................................................................... 71
VI.4 : Elaboration d’une carte topographique ..................................................................................... 71
Chapitre VII : ANALYSES DES RESULTATS ...................................................................................... 73
VII.1 : Caractéristique de la carte topographique ............................................................................... 73
VII.1.1 : Eléments polygonaux ....................................................................................................... 73
VII.1.2 : Eléments linéaires ............................................................................................................ 74
VII.2 : Utilité de la carte topographique dans l’aménagement ............................................................ 74
VII.2.1 : Aménagement de la ville .................................................................................................. 74
VII.2.1.1 : Analyse de la zone constructible .............................................................................. 75
VII.2.2 : Aménagement hydro-agricole .......................................................................................... 79
VII.3 : Coût du projet .......................................................................................................................... 80
CONCLUSION ....................................................................................................................................... 81
BIBLIOGRAPHIE ET WEBOGRAPHIE ................................................................................................. 82
ANNEXES ................................................................................................................................................ A
TABLE DES MATIERES ....................................................................................................................... VII
XIII
Auteur : RAKOTOZAFY Jean Marie Christian
Adresse : Lot VA 37 NP Bis Tsiadana Antananarivo
Téléphone : 0348428128
E-mail : [email protected]
TITRE : « ETABLISSEMENT D’UNE CARTE TOPOGRAPHIQUE A PARTIR DE L’IMAGE SATELLITE
SPOT 5 EN VUE DE L’AMENAGEMENT DE LA COMMUNE RURALE ALAKAMISY AMBOHIMAHA »
Nombre des pages : 82 Nombre des graphes : 04 Nombre des cartes : 08
Nombre des figures : 12 Nombre des tableaux :19 Nombre des annexes : 02
RESUME
Le présent mémoire propose une carte topographique en vue de l’aménagement de la CR
Alakamisy Ambohimaha. Pour cela, les données utilisées lors de l’établissement de cette carte sont des
images satellites SPOT 5. Tandis que la télédétection est la méthodologie à suivre lors du traitement des
images satellites par l’application du logiciel ERDAS IMAGINE 2014 et ArcGIS 10.3.1 pour extraire et
numériser les informations attendues. Les données obtenues doivent être contrôlées par la carte de base
de 1/100000 et de l’image Google Earth afin d’avoir les résultats définitifs.
L’importance d’une carte topographique est évidente pour la commune, pour l’aménagement des
territoires et l’amélioration des conditions de vie de la population.
Mots clés : Carte topographique, aménagement, images satellites, télédétection, …
ABSTRACT
This submission proposes a topographical map for the development of the Rural Municipality
Alakamisy Ambohimaha. For this purpose, the data used during the establishment of this map are SPOT
5 satellite images. While remote sensing is the methodology to be followed when processing satellite
images by the software ERDAS IMAGINE 2014 and ArcGIS 10.3.1 to extract and digitise expected
information. The data obtained must be checked by the base map of 1/100000 and the Google Earth
image in order to have the final results.
The importance of a topographical map is obvious for the municipality, for the planning of the
territories and the improvement of the living conditions of the population.
Keywords: Topographic map, landscape, satellite images, remonte sensing, …
Encadreurs :
- Professeur RAMANANTSIZEHENA Pascal
- Madame RAHAJANIRINA Michelle
