Système d'Information Géographique

Site scientifique à but non lucratif créé par Riad BALAGHI et Mohammed JLIBENE chercheurs à l'INRA (Maroc)

Notions de base

Une des méthodes de représentation d’un phénomène géographique consiste à tracer des points, des lignes et des polygones. Ce type de représentation du monde est généralement appelé modèle de données vecteur. Les modèles vectoriels s’avèrent très utiles pour représenter et stocker des entités discrètes telles que les bâtiments, les canalisations ou limites de parcelles agricoles. Les points représentent des paires de coordonnées x,y. Les lignes représentent des jeux de coordonnées définissant une forme. Les polygones représentent des jeux de coordonnées définissant des limites entourant des zones. Les coordonnées sont souvent indiquées par paires (x,y) ou triplets (x,y,z, où z désigne une valeur telle que l’altitude). Les valeurs des coordonnées varient selon le système de coordonnées géographiques où sont stockées les données (voir plus loin les systèmes de projection). Dans un modèle raster, le monde est représenté comme une surface divisée en une grille de cellules régulières. Les coordonnées x,y d’au moins un angle du raster sont connues et peuvent donc être localisées dans l’espace géographique. Les modèles raster sont utiles pour stocker et analyser les données continues d’une zone. Chaque cellule contient une valeur pouvant représenter une association dans une classe ou catégorie, une mesure ou une valeur interprétée. Un raster peut représenter des données thématiques, telles que l’occupation et l’altitude du sol des données spectrales, telles que les images satellite et les photographies aériennes ; et des images, telles que des cartes numérisées et des photographies d’immeubles. La plupart des SIG a la capacité de transformer les données d'un format à l'autre. Les figures suivantes illustrent le passage d'une représentation selon le modèle vecteur, vers le modèle raster.

La digitalisation est l’opération qui consiste en la conversion des données d’un format non numérique vers un format numérique. Le format non numérique s’agit généralement de cartes sur support papier (cartes topographiques, cartes hydrologiques, cartes agronomiques, etc.). La digitalisation se fait par l’intermédiaire d’une table à digitaliser ou directement sur l’écran de l’ordinateur à partir des cartes scannées. Les symboles sur les cartes sont convertis en format numérique sous formes de points, lignes ou polygones.

Digitalisation de la carte pédologique de Meknes à l’échelle 1/50000^e (Balaghi, R.)

Le Global Positioning System (GPS)

Le GPS est un système de positionnement par satellites capable de donner n'importe où sur le globe une position à une centaine de mètres près, de jour comme de nuit.

La partie visible est un petit boîtier électronique, qui quel que soit l'heure et le lieu, indique: l'endroit exact, l'altitude, la vitesse et l'heure, et ce avec rapidité et précision. Le GPS sert essentiellement à pouvoir se repérer dans un milieu inconnu, savoir où est le nord, et comment rejoindre un lieu précis si l'on connaît ses coordonnées polaires.

Le projet GPS NAVSTAR est coordonné par un bureau interarmées. Le "Joint Programm Office (JPO) dont le siège est situé à Los Angeles (USA). Le système GPS est basé sur l’utilisation de 24 satellites de la défense américaine qui orbitent à 20000 Km d'altitude de telle façon qu'au moins trois d'entre eux soient visibles en permanence. Le concept NAVSTAR est le résultat d'études entreprises dès 1965 par l'armée de l'air et la marine américaine. Le GPS fonctionne en mode Precise Positioning System (PPS) pour les applications militaires des USA et en mode Standard Positioning System (SPS), avec une précision dégradée (environ 100m), pour les applications civiles.

Le GPS en mode SPS est gratuit et peut être utilisé par toute personne munie d’un récepteur. Le principe du positionnement GPS est très proche du principe de triangulation. On mesure la distance entre l'utilisateur et un certain nombre de satellites de positions connues. On définit ainsi des sphères centrées sur des satellites et dont l'intersection donne la position. Le récepteur GPS est capable d'identifier le satellite qu'il utilise à l'aide du signal pseudo aléatoire émis par chaque satellite. Il charge, à l'aide de ce signal, les informations sur l'orbite et la position du satellite. Pour mesurer la distance qui sépare le satellite du GPS, on mesure le temps T mis par le signal pour aller de l'un vers l'autre. A partir de trois satellites, un récepteur est capable d'effectuer une triangulation pour déterminer sa position. Cette position est obtenue instantanément autorisant ainsi la navigation. Chaque mesure représente le rayon R d'une sphère centrée sur un satellite particulier.