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Année académique 2013/2014 Chargé de cours : RATNAN Ngadoum, Géographe-Géomatic

Année académique 2013/2014 Chargé de cours : RATNAN Ngadoum, Géographe-Géomaticien, Spatialiste Assistant au Département de Géographie Université de N’Djaména ---o--- Faculté des Sciences Humaines et Sociales (FSHS) ---o--- DEPARTEMENT DE GEOGRAPHIE ---o--- Licence 3 I In ni it ti ia at ti io on n à à l la a G Gé éo om ma at ti iq qu ue e 2 Sommaire Sommaire ....................................................................................................................................................... 2 Table des illustrations .................................................................................................................................. 3 Tableaux ......................................................................................................................................................... 4 Introduction .................................................................................................................................................. 5 MODULE I : Les bases cartographiques ................................................................................................. 6 MODULE II : Le Système d’Information Géographique (SIG) ........................................................ 15 MODULE III: Le Global Positioning System (GPS)........................................................................... 28 MODULE IV : Le traitement des données statistiques ....................................................................... 35 MODULE V : Des données à la géomatique et à la cartographie ...................................................... 43 Conclusion générale ................................................................................................................................... 50 Orientation bibliographique ...................................................................................................................... 51 Table de matières ........................................................................................................................................ 55 3 Table des illustrations Figure 1 : La forme de la terre à différentes échelles ................................................................................................ 9 Figure 2 : L'applatissement de la terre ....................................................................................................................... 10 Figure 3 : Canevas cylindrique .................................................................................................................................... 11 Figure 4 :Canevas conique .......................................................................................................................................... 11 Figure 5 : Canevas azimutal ........................................................................................................................................ 11 Figure 6 : Les coordonnées géographiques .............................................................................................................. 13 Figure 7 : Les coordonnées rectangulaires en représentation plane ou projection ............................................. 14 Figure 8 : Les projections cartographiques ............................................................................................................... 14 Figure 9 : Les cinq composantes d'un SIG ............................................................................................................... 16 Figure 10 : Trois récepteurs GPS ............................................................................................................................... 30 Figure 11 : Constellation de satellites tournant autour de la Terre ....................................................................... 30 Figure 12 : Principe du GPS différentiel ................................................................................................................... 32 Figure 13 : Discrétisation avec la méthode de digramme en barre ....................................................................... 41 Figure 14 : Discrétisation avec la méthode de diagramme en bâtons ................................................................... 42 Figure 15 : Décomposition de l'environnement en couches d'information ........................................................ 44 Figure 16 : Type de données géographiques (vecteur et raster) ............................................................................ 45 Figure 17 : Relation entre les données géographiques ............................................................................................ 46 Figure 18 : Exemple d’une carte habillée .................................................................................................................. 49 4 Tableaux Tableau 1 : Densité de la population à N'Djaména en 1993 ................................................................ 36 Tableau 2 : Statistiques sur la densité de N'Djaména en 1993 ............................................................. 36 Tableau 3 : Les bornes de classes d’amplitude égale avec la densité de la population de N'Djaména en 1993 ................................................................................................................................... 37 Tableau 4 : Les classes d'amplitude égale ................................................................................................ 37 Tableau 5 : Les bornes avec les moyennes emboîtées .......................................................................... 38 Tableau 6 : Les bornes avec les quantiles................................................................................................ 38 Tableau 7 : Les bornes avec la méthode de Bertin ................................................................................ 40 5 Introduction La géomatique est une application de l'informatique à la géographie (par exemple sous la forme de SIG - système d'information géographique). C’est au début des années 70 qu’un ingénieur géographe employa pour la première fois le mot «géomatique» pour faire allusion au mariage des sciences de l’étude et des mesures de la Terre avec l’informatique. De nos jours, la géomatique est définie comme étant un champ d’activités qui a pour but d’intégrer les moyens d’acquisition et de gestion des données à référence spatiale en vue d’aboutir à une information d’aide à la décision, dans un cadre systémique. La notion de système explique la prise en compte de tout ce qui concourt à la réalisation d’un projet de géomatique : les données, les équipements, les logiciels, les spécialistes, le cadre physique de travail ainsi que les procédures qui les coordonnent. Des expressions synonymes du mot géomatique sont utilisées dans d’autres langues; c’est le cas de l’anglais avec l’expression « Geographic Information System » qui est souvent traduite en français par « Système d’Information Géographique (SIG) ». Depuis la fin des années 90, les scientifiques utilisent de plus en plus l’expression « sciences de l’information géographique » pour éviter la confusion dans la désignation du domaine de la géomatique et des logiciels qui supportent cette dernière. Si la géomatique s’adresse avant tout à des objets relativement à leur position sur la Terre, les scientifiques, par abus de langage, intègrent dans son champ, d’autres activités traitant d’objets dont la référence n’est pas notre planète : c’est le cas entre autres de certaines applications médicales où la référence est l’être humain. La géomatique hérite des outils de la cartographie et du système d’information géographique pour analyser l’espace géographique qu’on appelle analyse spatiale 6 MODULE I : Les bases cartographiques Ce module de cartographie réparti en 3 parties (lecture cartographique, emploi de la sémiologie et travaux pratiques) permettra à l’usager de pouvoir lire correctement les différentes cartes qu’il aura à consulter et de pouvoir reporter avec précision sur une carte les objets localisés sur le terrain de recherche afin de faciliter les travaux ultérieurs de cartographie. 1.1 - La carte : une représentation approximative et simplifiée de la surface terrestre La carte est une représentation réduite de la surface de la Terre sur un support plan. La surface réelle étant couverte de multitudes d’objets de taille et de nature différentes. A cause de cette diversité et du passage de la forme réelle qui est arrondie à la forme plane de la carte, une telle représentation ne peut qu’être approximative et simplifié puisse qu’il faut nécessairement opérer un tri des éléments à représenter. Cependant, le rapport de réduction appelé échelle est connu avec précision. La carte est un objet complexe résultant de plusieurs opérations depuis sa conception jusqu’à sa réalisation. Une définition ne pourrait prendre en compte tous ses aspects. On peut se contenter de quelques définitions énoncées par des spécialistes en la matière. Nous pouvons citer entre autres : Salitchev (1967) : « la carte est une représentation réduite, généralisée, mathématiquement précise de la surface terrestre sur un plan montrant la situation, la distribution et les rapports de divers phénomènes naturels et sociaux, choisis et définis en fonction du but de chaque carte. La carte permet également de montrer les variations et les développements des phénomènes dans le temps ainsi que leurs facteurs de déplacements da l’espace. » Comité français de Cartographie (CFC) : « La carte est une représentation géométrique conventionnelle, généralement plane, en positions relatives, de phénomènes concrets ou abstraits, localisables dans l’espace ; c’est aussi un document portant cette représentation ou une partie de cette représentation sous forme d’une figure manuscrite, imprimée ou réalisée par tout autre moyen. » F. Joly (1976) : « Une carte est une représentation géométrique plane simplifiée et conventionnelle de tout ou partie de la surface terrestre et cela dans un rapport de similitude convenable qu’on appelle échelle. » D. Depuis 1966 on se réfère à la définition que l’ACI (Association Cartographique Internationale) donne de la cartographie: « Ensemble des études et des opérations scientifiques, artistiques et techniques intervenant à partir des résultats d’observations directes ou l’exploitation d’une documentation, en vue de l’élaboration de cartes et autres modes d’expression, ainsi que leur utilisation. 7 1.2 – La lecture de la carte Lire une carte, c’est pouvoir déchiffrer visuellement les informations contenues dans la carte sous la forme graphique et textuelle. Cette lecture se fait suivant des conventions graphiques qui respectent les règles de la perception visuelle. La carte résulte d’une suite d’opérations complexes depuis sa conception jusqu’à sa réalisation et son impression. Il est important de savoir ces différentes étapes et leurs caractéristiques pour mieux utiliser la carte. Pour les cartes de base (topographiques) on peut distinguer en simplifiant : • le canevas géodésique (mesures de distances, de positionnement et le calcul de la surface de référence) ; • les opérations de transformation du repère géographique en repère plan ou projection et le choix du type de coordonnées ; • l’enregistrement photographique de l’espace à cartographier ; • le tri et le report des informations tirées des prises de vues aériennes sur le repère ainsi constitué ; • Les vérifications de terrain et le report des noms des lieux ou toponymie ; • Le dessin cartographique définitif et l’impression. Le cheminement pour aboutir à l’information géographique cartographiée est le suivant : G.Weger 8 1.3 - Les problèmes d’acuité visuelle 9 1.4 – De la Forme de la terre à la représentation cartographique Figure 1 : La forme de la terre à différentes échelles 1.4.1 Le géoïde et l’ellipsoïde Le géoïde est la forme qui se rapproche le plus matériellement de celle de la Terre et qui est définie par une surface équipotentielle de référence telle que la surface des océans en soit une approximation. C’est une surface qui peut être mesurée à partir des cotes géopotentielles, c'est-à- dire la valeur en un point de la résultante des forces gravitationnelles et de l’accélération centrifuge due à la rotation de la Terre. Comme le géoïde est une forme irrégulière, on ne peut l’utiliser comme surface de référence, alors on adopte une surface mathématique la plus proche de la Terre qui est celle d’un ellipsoïde de révolution, calculable à partir des mesures du géoïde en un lieu donné. L’ellipsoïde est une sorte de sphère aplatie aux deux pôles et qui est caractérisée par un demi-grand a axe, un demi petit axe b et un aplatissement r = (a –b)/a. L’ellipsoïde de révolution va servir de uploads/Geographie/ geomatiquie-geo3-pdf.pdf