SIG PDF: Introduction et concepts fondamentaux, cartographie, coordonnées

Introduction et concepts fondamentaux de SIG Définition de SIG Un système d’information géographique (SIG) est un système d’information permettant de créer, d’organiser et de présenter des données alphanumériques spatialement référencées, autrement dit localisée dans l’espace. En amont : Terrain (...

Introduction et concepts fondamentaux de SIG Définition de SIG Un système d’information géographique (SIG) est un système d’information permettant de créer, d’organiser et de présenter des données alphanumériques spatialement référencées, autrement dit localisée dans l’espace. En amont : Terrain ( télédétection, leve topo, mesure terrain, gnss) Carte (digitalisation) Photo aérienne (scannirisation) En aval : Carte(analytique, communication) Tableaux, vue 3D, graphique. Les composantes du SIG Un système d’information géographique est constitué de 5 composants majeurs : 1. Les logiciels, 2. Les données, 3. Les matériels informatiques, 4. La méthode, 5. Les utilisateurs. Les fonctions d’un SIG (les 5A) Abstraction, Acquisition, Archivage, Analyse et Affichage de données à caractère spatial. Applications SIG  Architecture : (Planification spatiale, Analyse environnementale et Visualisation de projets architecturaux)  Ingénierie : (Outil de prise de décision pour des projets d’ingénierie)  Gestion des connaissances : (Site Web) Différences et similarités entre SIG et DAO  Tous ont en commun la présentation graphique de cartes  Les logiciels de DAO (Auto Cad) sont destinés au dessin et les objets graphiques ne sont pas rattachés à des données descriptives externes (n’est donc pas très fonctionnel pour la production cartographique)  DAO ne possède pas les capacités analytiques du SIG Capacités analytiques du SIG  Géotraitement : Transformation et traitement des données géographiques pour générer de nouvelles informations.  Analyse spatiale : Etudie les relations entre objets ou phénomènes pour révéler d’éventuels processus sous-jacents.  Analyse Multicritère : Combinaison de couches de données pour évaluer des critères comme le développement ou la conservation.   Modélisation et Simulation : Creation des modèles numériques pour simuler des événements ou phénomènes naturel et leurs impacts. Structure des données en SIG Dans un SIG, les différentes informations sont organisées par couches homogènes, rassemblant un même type d’objets. L’Information Géographique Information ayant une référence au territoire et localisée par: - Coordonnées (X,Y/longitude, latitude). - Données littérales (noms de lieu, adresse postale, etc.) NB : Image Géométrie sans sémantique Carte Géométrie+sémantique Texte Sémantique sans géométrie Méthodes de représentation des données SIG  Vecteur : Utilise des points, lignes et polygones pour représenter des objets géographiques.  Raster : Utilise une grille de pixels pour représenter des phénomènes continus (élévation, température).  Vecteur : Les données géographiques sont représentées à l'aide de formes géométriques: Points, Lignes ou Polygones  Raster : Les données géographiques sont représentées à l’aide des pixels qui prennent différentes valeurs 1: Champ, 2: Ferme, 3: Oued Systèmes de coordonnées Coordonnées géographiques (latitude, longitude) sont définies sur une surface sphérique ou ellipsoïdale et exprimées en degrés. servent à repérer un lieu sur la surface terrestre Coordonnées Lambert (X,Y)sont des coordonnées projetées utilisées en cartographie, basées sur une projection conique conforme, exprimées en mètres. NB :Tout point de la surface terrestre peut être défini par rapport au système de repères fixes qu'on appelle les coordonnées terrestres ou coordonnées géographiques. -Coordonnées géographiques: sont issus des lignes imaginaires qui sont appelées parallèles et méridiens.  Les parallèles sont des cercles autour de la Terre, parallèles à l'équateur.  La latitude d’un point mesure angulaire par rapport à l’équateur et s’exprime en degrés (°), minutes (′) et secondes (″).  Les méridiens sont sont des grands cercles de la sphère dont le plan contient l'axe de rotation.  La longitude d’un point mesure angulaire par rapport au méridien de Greenwich et s’exprime en degrés (°), minutes (′) et secondes (″). -Coordonnées projetées : Un système de coordonnées projetées se définit sur une surface plane, à deux dimensions. est toujours basé sur un système de coordonnées géographiques. Systèmes de projection Pour cartographier la Terre sur une surface plane, on utilise une projection. Cela permet de mesurer directement sur la carte, mais entraîne toujours des déformations (des angles, surfaces ou distances). Une projection cartographique projette systématiquement des emplacements de la surface d'un ellipsoïde vers une surface plane à l'aide d'algorithmes mathématiques.  Selon surface : conique, cylindrique, azimut  Selon direction : normale, oblique, transverse  Selon déformation : conforme, équivalent, équidistance Introduction et concepts fondamentaux de SIG Web Définition de SIG Web Forme de SIG qui utilise les technologies web pour accéder, manipuler, analyser et visualiser des données géographiques et spatiales à travers un navigateur internet. NB : SIG Desktop qui nécessitent des logiciels spécifiques installés sur des ordinateurs individuels. SIG Web est accessible en ligne, ce qui facilite l'accès aux données géographiques et aux outils d'analyse à un public plus large. Caractéristiques clés d’un SIG Web  Accessibilité : Via un navigateur web, sans nécessiter l'installation de logiciels spécifiques  Collaboration et partage : Partage facile de données et d'analyses entre différents utilisateurs  Mise à jour continu : Les utilisateurs ont toujours accès à la version la plus récente sans nécessiter de mises à jour manuelles  Interface utilisateur simplifiée : Interfaces utilisateur plus conviviales et intuitives  Interactivité et personnalisation : Interaction en temps réel avec les données  Intégration et extensibilité : Facilement intégré à d'autres applications web et systèmes Architecture d’un SIG Web L’architecture d’un SIG Web repose sur la diffusion des données spatiales via Internet en utilisant les technologies du Web. Elle suit un modèle client-serveur :  Le client (ex : un navigateur web) envoie une requête pour demander des données cartographiques.  Le serveur traite la demande et envoie une réponse avec les données demandées. C'est ainsi que les cartes interactives sont affichées en ligne. NB : Pour afficher des données spatiales sur un navigateur web on a besoin d’un serveur cartographique  Serveur cartographique: C’est une simple interface pour les applications cartographiques basées sur le web Services Web Cartographiques  WMS : Service de visualisation  WCS : Service d’accès aux données Raster  WFS : Service d’accès aux données Vecteur  WFS-T : Service de modification des données Vecteurs  WPS : Service de traitement  CSW : Service de catalogage Base de données spatiales Définition de BDS Représentation des objets et des comportements du monde réel dans un système informatique. NB : BDS est modélisation du monde réel sous forme de modèle informatique.  Données centralisées  Ensemble de données structurées  Organisation des données en tables  Typage des données  Gestion de la sécurité Étapes de Modélisation 1. Monde réel : Modélisation du monde réel en monde de l’information géographique. 2. Modèle conceptuel : Modélisation de l’information géographique en données géographique 3. Modèle logique : Modélisation des données géographique en données numériques. 4. Modèle physique : Implémentation du modèle logique dans une base de données. Modèle de données Le modèle de données est réalisé lors de la phase de conception de la base de données. Contraintes :  Clé primaire identifiant unique et obligatoire  Clé étrangère lien entre les tables Organisation logique des données en tables  Colonnes Définition du type de données : texte, numérique, date, géométrie, …  Lignes Une ligne par entité, nombre illimité de lignes NB : Quelles sont les différences entre une table et une feuille Excel  Une table de base de données est structurée, gère de grandes données et permet des relations entre tables.   Une feuille Excel est plus libre, mais moins organisée et limitée en volume et en relations. Langage SQL  Structured Query Language  Seul langage permettant d'agir sur les données  Créé en 1980, normalisé ISO  Langage simple et puissant, logique  Non procédural, exécuté ligne à ligne LDD Définition des données / LMD Manipulation des données  CREATE : Création de données  ALTER : Modification d’objet  DROP : Destruction des données  INSERT : Ajout de ligne  UPDATE : Mise à jour de ligne  DELETE : Suppression de ligne  SELECT : Consultation des données NB : 95% des requêtes SQL utilisent la commande SELECT Les clauses de la commande : SELECT FROM WHERE NB : La géométrie est stockée dans une colonne de type geometry, spécifique à l’extension géographique d’un SGBD.  Point : Représenté par ses coordonnées X, Y  Ligne : Chemin entre plusieurs points représenté par un tableau de points  Polygon Fonctions spatiales Les fonctions spatiales permettent de traiter les données géométriques en SIG. Elles se divisent en trois types : 1. Récupération : Récupérer les propriétés et mesures d’une géométrie.  ST_Area : Calcule l’aire d’une géométrie.  ST_Perimeter : Calcule son périmètre.  ST_Length : Calcule sa longueur. 2. Comparaison : Comparer deux géométries selon leurs relations spatiales.  ST_Distance : Calcule la distance entre deux géométries.  ST_Touches : Vérifie si deux géométries se touchent.  ST_Overlaps : Vérifie si deux géométries se chevauchent. 3. Construction : Créer de nouvelles géométries à partir d’autres.  ST_Union : Retourne la fusionne deux géométries.  ST_Intersection : Retourne la zone commune entre deux géométries.  ST_Difference : Renvoie la geometrie de la partie A qui n'appartient pas à B. Thème des PPT La géomatique au service de la prévention des risques naturels : Cas des inondations Les SIG avancés permettent de cartographier et simuler les zones à risque d’inondation, aidant ainsi à la prévention, la gestion et l’alerte précoce face aux catastrophes Integration de l'apprentissage automatique et sig pour la prediction des phenomenes environnementaux L'intégration de l'apprentissage automatique et des SIG permet de prédire les phénomènes environnementaux en analysant des données spatiales et temporelles pour anticiper les évolutions et prendre des décisions éclairées. Geomatique 2.0 : big data et data mining pour une analyse spatiale avancee La géomatique 2.0, en combinant le Big Data et le data mining, permet une analyse spatiale avancée en exploitant de grandes quantités de données pour extraire des informations pertinentes et prendre des décisions éclairées. Sig et télécommunications : optimisation des réseaux Les SIG avancés permettent d'optimiser les réseaux de télécommunications en analysant les données spatiales pour améliorer la couverture, la gestion des infrastructures et la qualité du service. Etude de la dynamique du trait de cote et des strategies de gestion du risque d’erosion cotiere Les SIG avancés permettent d'étudier la dynamique du trait de côte et d'élaborer des stratégies de gestion du risque d'érosion côtière en analysant les changements spatiaux et temporels des zones littorales. Sig 3D et technologies immersives Les SIG avancés exploitent la 3D et les technologies immersives pour une visualisation et une analyse spatiale plus réalistes et interactives. Les tendances futures des sig Les SIG avancés évolueront vers l’intégration de l’IA, du cloud et du big data pour une analyse spatiale plus précise et automatisée. Impact des changements climatiques sur la gestion des barrages hydroelectriques Les SIG avancés permettent de modéliser et d’anticiper l’impact des changements climatiques sur la gestion optimisée des barrages hydroélectriques. Integration du sig au bim Les SIG avancés intégrés au BIM améliorent la gestion des infrastructures en reliant données spatiales et modélisation 3D pour une planification optimisée. Les sig web et cloud : concepts et technologies Les SIG avancés basés sur le web et le cloud facilitent l’accès, le partage et l’analyse des données spatiales en temps réel depuis n’importe où. Developpement d’un plugin sur qgis pour calculer les indices spectraux Les SIG avancés permettent le développement de plugins QGIS pour automatiser le calcul des indices spectraux et optimiser l’analyse des images satellitaires. Sig & machine learning Les SIG avancés intégrés au machine learning améliorent l’analyse prédictive et l’extraction automatique d’informations à partir des données spatiales.