Polycopié de cours Systèmes d'Information Géographique

Liste des Figures ____________________________________________________________ 1
Liste des tableaux ___________________________________________________________ 3
Chapitre I Introduction générale sur les systèmes d'information géographique ______ 1
I.1 Généralités sur les systèmes d'information géographique (SIG) ___________________ 1
I.1.1 Définition d'un SIG _________________________________________________________ 1
Plusieurs définitions d'un système d'information géographique peuvent être proposées par les auteurs et qui se distinguent les unes des autres par leur domaine d'application. __________ 1
I.1.2 Les principales fonctions d'un SIG (ESRI France) _______________________________ 3
I.1.2.1 Saisie _________________________________________________________________________ 3
I.1.2.2 Manipulations __________________________________________________________________ 4
I.1.2.3 Gestion ________________________________________________________________________ 4
I.1.2.4 Interrogation et analyses __________________________________________________________ 4
I.1.2.5 Analyse spatiale _________________________________________________________________ 5
I.1.2.6. Visualisation ___________________________________________________________________ 5
I.1.3 Relation d'un SIG avec le système de gestion de base de données ___________________ 5
I.1.4 Comparaison des SIG avec d'autres systèmes ___________________________________ 6
I.1.5 Avantages d'un SIG ________________________________________________________ 7
I.1.6 Exemple de questions auxquelles peut répondre un SIG___________________________ 9
I.1.7 Contributions des disciplines au SIG __________________________________________ 9
I.1.7.1 Géographie _____________________________________________________________________ 9
I.1.7.2 Cartographie____________________________________________________________________ 9
I.1.7.3 Télédétection __________________________________________________________________ 10
I.1.7.4 Photogrammétrie _______________________________________________________________ 10
I.1.7.5 Arpentage _____________________________________________________________________ 10
I.1.7.6 Statistiques ____________________________________________________________________ 10
I.1.7.7 Informatique___________________________________________________________________ 10
I.1.7.8 Mathématiques ________________________________________________________________ 11
I.1.8 Logiciels SIG _____________________________________________________________ 11
I.1.8.1 _____________________________________________________________________________ 11
I.1.8.2 Logiciels propriétaires ___________________________________________________________ 12
Gratuits ____________________________________________________________________________ 12
ArcGIS Explorer _____________________________________________________________________ 12
NaIVgateur SIG permettant de restituer une cartographie sous la forme d'un globe planétaire. _________ 12
Commerciaux _______________________________________________________________________ 13
I.2 Les formats utilisés dans un SIG ___________________________________________ 13 I.2.1 Format vectoriel __________________________________________________________ 14
I.2.2 Format raster _____________________________________________________________ 15
Chapitre II Notions de forme de la terre _____________________ 17
II.1.Forme de la terre _______________________________________________________ 17
II.1.1 Coordonnées sphériques ___________________________________________________ 17
II.1.1.1 Ellipsoïde, modèle géométrique de la terre __________________________________________ 17
II.1.1.2 Les méridiens _________________________________________________________________ 17
II.1.1.3 Les parallèles _________________________________________________________________ 18
II.1.1.4 Les coordonnées géographiques ___________________________________________________ 18
La latitude (phi) __________________________________________________________________________ 18
II.1.2 Géoïde ____________________________________________________________________ 22
II.1.2 Modélisation de la terre _____________________________________________________ 23
II.1.2.1 La surface topographique ____________________________________________________________ 24
II.1.2.2 Le géoïde ________________________________________________________________________ 24
II.1.2.3 L‟ellipsoïde _______________________________________________________________________ 25
Systeme __________________________________________________________________ 26
géodesique ________________________________________________________________ 26
II.1.3 Type de projection __________________________________________________________ 26
II.1.3.1 Projection cylindrique ______________________________________________________________ 27
II.1. 4 Les projections utilisées en Algérie ____________________________________________ 29
Chapitre III Présentation d'un logiciel SIG Open Source : QGIS ______________ 32
III.1 Exemple de logiciel SIG Open source : QGIS _______________________________ 32
QGIS peut fonctionner sous plusieurs systèmes d'exploitation tels que MacOS, Linux, d'Unix, les logiciels d'exploitation androïdes. QGIS utilise la bibliothèque logicielle Qt (bibliothèque de création d'interfaces graphiques) et le langage C++, ce qui se traduit par une interface graphique simple et réactive. ______________________________________ 32
III.2 Présentation de l'interface de QGIS _______________________________________ 33
III.3 Quelques extensions de QGIS ____________________________________________ 34
III.4 Les formats supportés par QGIS __________________________________________ 35
III.4.1 Formats vectoriels _________________________________________________________ 35
III.4.2 Formats raster ____________________________________________________________ 35
III.5 Visualisation de données vectorielles sous QGIS _____________________________ 36
III.5.1 Exemple de Visualisation de données vectorielles ________________________________ 36
III.5.1.1 Système de coordonnées de référence (SCR) ____________________________________________ 38
III.5.1.2 Etiquettes ________________________________________________________________________ 39
III.5.1.3 Visualisation des attributs d‟une couche ________________________________________________ 40
III.5.1.4 Sélectionner un objet graphique ou une donnée attributaire à l‟écran __________________________ 40
III.5.1.5 Chargement des données vectorielles à partir de Shapefile__________________________________ 41
III.5.1.6 Mesurer des longueurs, des aires et des angles ___________________________________________ 42
III.6. Géoréférencer avec QGIS _______________________________________________ 43
III.7. Création d'une nouvelle couche vectorielle et digitalisation __________________ 48
III.8. Exemple de calcul de la surface des polygones numérisés _____________________ 50
III.9 Activer le mode Accrochage _____________________________________________ 51
III.10 Importer un fichier csv dans QGIS 2.18.2 _________________________________ 52
III.11 Interpolation à partir des points dans QGIS 2.18.2 __________________________ 53
Chapitre IV Analyse Spatiale _____________________________ 54
IV.1 Définition de l'interpolation spatiale _______________________________________ 54
IV.2.1 Les méthodes d'interpolation ________________________________________________ 54
IV.2.1.1 Méthodes déterministes_____________________________________________________________ 54 IV.2.1.2 Les méthodes géostatistiques ________________________________________________________ 57
IV.2.1.3 Exemple d‟élaboration d‟une carte par interpolation IDW sous QGIS2 ________________________ 58
IV.2.Requêtes _____________________________________________________________ 59
IV.2.1. Requête attributaire _____________________________________________________ 59
IV.2.1. 1. Constructeur de requête _______________________________________________________ 59
IV.2.1. 2 Requête par expression ________________________________________________________ 62
IV.3 Jointure attributaire et spatiale ___________________________________________ 65
IV.3.1 Jointure attributaire à l'aide d'un champ commun ____________________________ 65
IV.3.1 Jointure spatiale ________________________________________________________ 69
Chapitre V Le Modèle Numérique de Terrain (MNT) _________________ 72
V.1 Définition de MNT (Rezak, 2014) __________________________________________ 72
V.2 Importer un MNT sous QGIS _____________________________________________ 73
V.2 Analyse du MNT avec l'extension "Analyse de terrain" ________________________ 75
V.2.1. Création de courbes de niveau ______________________________________________ 75
V.3. Générer la carte des pentes _______________________________________________ 76
La pente _____________________________________________________________________ 76
V.4. Génération de la carte de l'exposition ______________________________________ 77
V.5. Ombrage _____________________________________________________________ 78
V.6. Habillage de la carte ____________________________________________________ 79
V.6.1 Ajouter une grille à la carte ________________________________________________ 79
V.6.2 Ajouter une barre d'échelle ________________________________________________ 80
V.6.3 Ajouter la Flèche du Nord __________________________________________________ 81
V.6.4 Outils d'annotation _______________________________________________________ 82
V.6.5 Annotations HTML _______________________________________________________ 83
V.6.6 Signets spatiaux __________________________________________________________ 84
V.6.6.1 Créer un signet ________________________________________________________________ 84
V.6.6.2 Zoomer sur un signet ___________________________________________________________ 84