Supplément - Systèmes d'Information Géographique (SIG)
Qu'est-ce qu'un SIG ?
Un SIG est un système informatique utilisé pour la capture, le stockage et l'analyse de données et d'informations à caractère géographique. Le système actuel se compose d'hardwares (ordinateurs et périphériques comme les scanners et les imprimantes), de logiciels, de données stockées sur l'ordinateur et de personnes qui utiliseront le logiciel et analyseront les données.
Le caractère géographique des données SIG signifie que chaque donnée récoltée aura des coordonnées géographiques dans système de référence en 3 dimensions, cette donnée correspondra donc à un endroit sur terre. La zone représentée par ces données peut être un point, une ligne ou une surface.
Le caractère géographique des données SIG signifie que chaque donnée récoltée aura des coordonnées géographiques dans système de référence en 3 dimensions, cette donnée correspondra donc à un endroit sur terre. La zone représentée par ces données peut être un point, une ligne ou une surface.
Source: National Coastal Data Development Centre (NCDDC), National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA), USA
Dans un SIG, les données d'une couche peuvent être représentées dans deux formats différents, à savoir vecteur ou raster. Les données vectorielles sont les plus fréquentes et possèdent une grande précision spatiale. Comme mentionné plus haut, les éléments représentés en mode vecteur peuvent être des points, des lignes ou des surfaces. Il est possible d'associer plus d'une valeur à chaque élément de la couche thématique. L'avantage des données en mode raster est qu'elles permettent d'organiser l'espace selon un quadrillage. Chaque carré de la maille est considéré comme un polygone vectoriel et peut recevoir lui aussi une ou plusieurs valeurs dans sa couche thématique. Les données en mode raster sont bien souvent issues de la télédétection car les capteurs enregistrent les données en pixels.
Dans la figure reprise ici plus haut, la couche "customers" (client) contient des points, la couche "street" (rue) est composée de lignes et la couche "parcel" (parcelles) est faite de polygones. Il s'agit de trois couches vectorielles. Les couches "elevation" (altitude) et "land usage" (affection du sol) sont par contre des couches raster et proviennent d'images télédétectées traitées.
Source: Wikimedia Commons
Un autre exemple de carte composé de points, de lignes et de polygones est repris sur la figure du haut. Les puits y sont représentés par des éléments ponctuels, les rivières par des lignes et le lac, étant donné qu'il couvre un surface, par un polygone (élément à 2 dimensions). L'assemblage de plusieurs lignes les unes à la suite des autres donne un élément que l'on appelle "polylignes" (ce n'est rien d'autre qu'une succession d'éléments linéaires). Un polygone est quant à lui définit comme une polylignes dont les deux extrémités se rejoignent.
Les utilisations d'un SIG
A tout le moins, un SIG peut être utilisé comme une carte hautement sophistiquée, capable de fournir énormément d'informations. Le fait que les données soient stockées sous forme digitale rend possible la production, selon les besoins, d'une grande variété de cartes thématiques. Plus important encore, la nature numérique des données permet de les manipuler rapidement et de réaliser différentes analyses de manière tout aussi rapide.
En combinant plusieurs couches dans un SIG, chacun des points de l'espace recevra autant d'attribut, de caractéristique qu'il n'y a de couches. Par exemple, un théâtre peut être représenté par un point qui aura une paire de coordonnées. Les informations supplémentaires relatives à ce point et venant des autres couches peuvent être son nom, son adresse, sa capacité d'accueil et sa date de création,...
Etant donné que tous les éléments sont géoréférencés dans un seul et même système de coordonnées, il est possible de réaliser une multitude d'opérations spatiales qui vont combiner la position de ces éléments avec les attributs associés.
Prenons l'exemple de l'altitude. Il s'agit d'un des attributs les plus souvent associés aux points et aux lignes. Son utilisation permet d'ajouter une dimension supplémentaire aux données et de réaliser des cartes en 3 dimensions. Mais comment calcule-t-on l'altitude en tout point de la carte? Il nous faut mesurer la hauteur du plus grand nombre de points. Il va de soi que plus le nombre de points mesurés est élevé et plus carte résultante sera précise et détaillée. L'avantage de la télédétection dans la récolte de données altimétriques réside dans la grande densité des valeurs collectées. Ce qui rend aujourd'hui commun les mesures d'altitude par télédétection (retournes voir la couche "elevation" sur la figure de gauche).
Source: Wikimedia Commons
L'étape suivante consiste à former des courbes de niveau qui relient de façon continue les points de même altitude. La différence de valeur entre deux courbes de niveaux successives est constante, ce qui nous permet de calculer l'altitude de n'importe que point sur la carte.
Question: Est-il possible que deux courbes de niveaux se croisent?
Question: Quelle information peut-on retirer de la densité des courbes de niveaux?
Lorsque tous les éléments sont géoréférencés dans le même système de coordonnées, il est facile de calculer les relations spatiales qu'il existe entre eux. Il est par exemple possible d'identifier et de sélectionner les zones qui correspondent à une gamme de valeurs choisies pour un attribut donné. On peut bien évidemment réaliser la même opération avec les attributs des autres couches pour ensuite pourquoi pas, combiner le tout.