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1 Département de Géographie et Aménagement 2007/2008 Institut Daniel Faucher At

1 Département de Géographie et Aménagement 2007/2008 Institut Daniel Faucher Atelier de Cartographie - Infographie Laurent JÉGOU et Joseph BUOSI INITIATION A LA CARTOGRAPHIE AUTOMATIQUE Avant propos Ce cours vise à présenter les méthodes et techniques de la cartographie statistique par ordinateur, dite cartographie automatique. Il se base sur les acquis du cours de cartographie générale, pour présenter les limites et avantages de l'automatisation grâce à l'outil micro- informatique. L'essentiel des méthodologies présentées requiert l'utilisation d'un logiciel de cartographie automatique performant, accompagné si possible d'un logiciel tableur. La bonne compréhension de ce cours nécessite donc une importante phase de travaux personnels, de pratique des méthodologies, c'est pourquoi chaque leçon est complétée par la manipulation d'un tel logiciel en situation réelle sous la forme d'exercices guidés. Le logiciel utilisé est SCALP, un logiciel « open source » et gratuit disponible à l'adresse Internet suivante : http://w3.univ-tlse2.fr/geoprdc/scap/java/ Ce logiciel constitue un complément idéal au présent cours, car il a été concu dans ce but et vous donne un accès simplifié aux techniques présentées. Bibliographie : BEGUIN Michèle, PUMAIN Denise - 1994 - La représentation des données géographiques- Ed. Armand Colin – Paris. BERTIN Jacques - 1977 - La Graphique et le Traitement Graphique de l'Information. Ed. Flammarion – Paris. BRUNET Roger - 1987 - La Carte Mode d'Emploi. - Ed. Fayard/RECLUS – Paris CAUVIN Colette, REYMOND Henri, SERRADJ Abdelaziz - 1987 " Discrétisation et représentation cartographique." - Ed. RECLUS, Montpellier. ZANIN Christine, TRÉMÉLO Marie-Laure – Savoir faire une carte, aide à la conception d’une carte thématique univariée, Ed. Belin, Coll. Sup Géographie, Paris 2003. Webographie : Annuaire de ressources pour la cartographie (logiciels, fonds de carte…) : http://w3.univ-tlse2.fr/geoprdc/bazarcarto/index.php SCAP-Java, logiciel open source et gratuit de cartographie automatique : http://w3.univ-tlse2.fr/geoprdc/scap/java/ Portails et forums : http://www.forumsig.org et http://www.portailsig.org http://www.georezo.net Tutoriaux en cartographie : http://www.usherbrooke.ca/geotel/geomatique/tutoriels.html http://www.ensg.ign.fr/FAD/Supports_de_Cours.html Dictionnaire de la cartographie : http://www.microplan.fr/Dictionnaire.htm 2 I- Positionnement et pré-requis de la cartoraphie automatique Le présent cours développe les techniques de la cartographie générale dans un domaine particulier : la conception cartographique assistée par micro-ordinateur (CCAO), dans le domaine de la cartographie statistique. La CCAO va aider le cartographe dans les différentes phases de la réalisation d'une représentation cartographique, de l'analyse/traitement de la variable à l'édition du document final, mais, à cause des limites des logiciels, elle ne s'applique que dans certains cas et qu’à certains types de carte. Ce cours va donc reprendre une grande partie du vocabulaire et des acquis du cours de cartographie générale, qu'il est donc préférable d'avoir parcouru auparavant. On reprendra en effet tous les concepts concernant les variables graphiques, l'imposition et la recherche des composantes, tout en maintenant les mêmes objectifs généraux de lisibilité, d'objectivité et d'efficacité. On va ici développer une petite partie des techniques de cartographie générale pour présenter les méthodes et les outils qui permettent de les automatiser. Grâce à ces techniques, la réalisation complète d'une carte thématique est automatisée dans de nombreux aspects, notamment dans ses opérations les plus longues et fastidieuses (discrétisation, dessin), pour permettre au cartographe d'aboutir rapidement à une représentation graphique de données statistique sur un fond de carte. Mais cette rapidité potentielle d'exécution de la carte peut être perçue comme une invitation à laisser le logiciel décider à votre place. Ce serait utiliser un outil sans en guider les mouvements, ce qui aboutit souvent à des accidents... C'est pourquoi il faut suivre une méthodologie précise, basée sur la compréhension et la résolution des contraintes. Le schéma de la page suivante résume cette méthodologie. Ce cours est structuré par les principes suivants : La carte à réaliser doit être la représentation la plus claire et la plus fidèle (objective) de l'information donnée. La carte à réaliser sera thématique et non synthétique. La variable à représenter est quantitative, donc ordonnée et proportionnelle. 3 Préparation de la variable Préparation du fond de carte Déterm ination de l’objectif de la carte Analyse : type de carte à réaliser Analyses préparatoires Variable : étendue Variable : dispersion Fond : répartiton Fond : centroîdes Contraintes de réalisation Recherche des contraintes Choix du Ratio Choix de l’aspect des sym boles Param étrage Dessin et M ise en page Variable : discrétisation Fond : surfaces m ini. Contraintes de réalisation Recherche des contraintes Choix de la gam m e de couleurs Choix de l’aspect du fond Param étrage Cartes en symboles proportionnels Cartes en plages de couleurs Variable absolue Variable relative Méthodologie de la Cartographie Automatique Variable : distribution (fréquences) Variable : progressions 4 II - Détermination de l'objectif de la représentation cartographique a - Toute représentation est une simplification. Une représentation graphique est la transcription sous forme de dessin de valeurs numériques. Un histogramme, une courbe, un diagramme en secteurs, une carte, sont des transcriptions de valeurs numériques sous une forme simplifiée, visuelle. Une variable quantitative devient alors une série de formes dessinées, selon des principes, des règles, des usages conventionnels. Lors de cette transformation, on passe de valeurs très précises, numériques, à des formes dessinées, c'est donc une simplification assez grande de l'information. C'est cette simplification qui permet à l'information d'être plus facilement et rapidement compréhensible : il est plus intéressant de lire un graphique ou une carte que de lire le tableau de données qui en est la source. Mais, naturellement, la simplification de l'information doit être réalisée de manière particulièrement soigneuse, au risque de passer à côté des caractéristiques importantes de la variable à représenter et donc d'en donner une image faussée au travers de la représentation graphique. b - Pour simplifier utilement, il faut analyser l'information et fixer un objectif à la représentation. En dehors des principes généraux qui guident la représentation (être clair et objectif, thématique et quantitatif), il faut fixer un objectif à la carte que l'on va réaliser, quant à l'information qu'elle doit transmettre et de sa destination. A quoi doit servir la carte ? Quel est le public visé ? Cet objectif servira de guide lors de la sélection des caractéristiques de l'information à garder lors de la simplification et surtout lors du choix du type précis de représentation à effectuer. En fait, le principe d'objectivité reste le guide principal, mais le nombre de techniques de représentation disponibles laisse de la marge à l'expression de l'information. Par exemple, lors de la réalisation d'une carte concernant une variable relative comme la densité de population, on utilise des plages de couleurs, et l'on va donc simplifier l'information de départ en regroupant en classes les valeurs d'origine, ces classes devenant les valeurs, les couleurs, de la carte. Cette opération de regroupement en classes (qui sera détaillée plus loin) fait perdre énormément de l'information de départ, dans l'absolu : on passe, dans le cas d'une carte des départements français, de 99 valeurs à six ou sept seulement. C'est donc une simplification de l'ordre de 90% qui est effectuée ! Comment, lors d'une telle simplification, préserver l'information importante ? Le sens même de la variable numérique ? Il existe plusieurs méthodes de découpage en classe (les discrétisations), qui seront examinées dans le détail plus loin, mais comment faire le choix entre tel ou tel découpage ? 5 Il faut fixer un objectif à la représentation, et vérifier au long de la procédure que le résultat prévu reste conforme à cet objectif. Pour reprendre l'exemple de la cartographie des densités dans les départements français, on peut fixer plusieurs objectifs à la carte, suivant l'utilité que cette dernière doit avoir (de manière caricaturale, bien sur) : Auteur de la carte Utilité de la carte Objectif 1 Objectif 2 Chercheur Géographe Etude, exploration Avoir un aperçu global, déterminer des groupes spatiaux Repérage des atypicités, des originalités Gouvernement Démonstration Montrer l'homogénéité, l'harmonie Désactiver les revendications potentielles Elu local Démonstration Montrer l'hétérogénéité Valoriser/dévaloriser son département Ainsi, la simplification nécessaire pour une bonne compréhension de la représentation graphique amène parfois à un choix difficile, que seule une réflexion préalable sur l'utilité de la carte peut aider. Nous nous placerons, dans ce cours, dans la position neutre, visant à minimiser la perte d'information, et privilégieront l'objectif de la réalisation de cartes d'aide à l'étude, d'exploration. 6 III - Préparation de la variable a représenter a - Adaptation du niveau d'agrégation spatiale à l'objectif de la carte Avant de se lancer dans la partie automatisée de la représentation cartographique, il faut fournir au logiciel que l'on utilise plusieurs données : - Un fond de carte numérique adapté à la représentation; - Une ou plusieurs séries de données numériques contenant l'information à représenter. La question du fond de carte sera traitée dans une leçon suivante, nous nous intéresserons toutefois ici au niveau d'agrégation du fond de carte. Il s'agit du type des unités géographiques qui composent le fond de carte, souvent des entités administratives : communes, départements... En effet, une fois l'information récoltée (cf. les liens Internet donnés), l'objectif de la carte fixée, il faut se poser la question suivante : Le niveau de précision géographique des informations récoltées est-il adapté à l'objectif fixé à la carte ? Souvent (et uploads/Geographie/cours-ccao-2007-2008.pdf