Organisé en deux parties, ce cours présente les bases théoriques et pratiques des systèmes d’information géographique. - Il propose une introduction aux systèmes d’information géographique qui ne requiert pas de connaissances préalables en informatique - Il donne la possibilité d’acquérir rapidement les notions de base qui vous permettent de créer des bases de données spatiales et de fabriquer des cartes géographiques - Il s’agit d’un cours pratique qui repose sur l’utilisation de logiciels libres, notamment QGIS En somme, si vos études ou votre profession comprennent des activités liées à la gestion de territoires, à l’analyse d’objets distribués dans l’espace géographique (aménagement du territoire, biologie, santé publique, écologie, énergie, etc.), ce cours est fait pour vous! En suivant cette première partie du cours, vous explorerez les principes de base de la numérisation du territoire et du stockage des géodonnées. Vous apprendrez notamment à : - Caractériser des objets et/ou phénomènes spatiaux (modélisation du territoire) du point de vue de leur positionnement dans l’espace (systèmes de coordonnées et projections, relations spatiales) et en fonction de leur nature intrinsèque (mode objet ou vecteur vs. mode image ou raster), - Utiliser les diverses méthodes d’acquisition de données (mesure directe, géoréférencement d’images, digitalisation, source de données existantes, etc.) - Utiliser les divers modes de stockage des géodonnées – Fichiers simples et/ou bases de données relationnelles - Utiliser des outils de modélisation des données pour décrire et implémenter une base de données - Créer des requêtes dans le langage d’interrogation et de manipulation des données La seconde partie du cours portera sur les méthodes d'analyse spatiale et les techniques de représentation des géo-données. Vous apprendrez notamment à: - Analyser les propriétés spatiales de variables discrètes, par exemple en quantifiant l’autocorrélation spatiale - Travailler avec les variables continues (échantillonnage, construction de courbes d’isovaleurs, méthodes d’interpolation) - Utiliser les modèles numériques d'altitude et leurs dérivées (pente, orientation, etc.) - Utiliser les techniques de superposition de géodonnées et d'interaction entre elles - Produire des documents cartographiques selon les règles de la sémiologie graphique - Explorer d’autres formes de représentation spatiale (cartographie interactive sur internet, représentations 3D, etc.) La page https://www.facebook.com/moocsig fournit un forum interactif pour les participants à ce cours.
Digitalisation d'objets vectoriels
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En provenance du cours de École Polytechnique Fédérale de Lausanne
Systèmes d’Information Géographique - Partie 1
99 notes
À partir de la leçon
Numérisation - Saisie et documentation des géodonnées
L’acquisition de données numériques fait appel à diverses techniques allant de la mesure directe pour les données primaires, à la vectorisation semi-automatisée d’objets spatiaux, en passant par le positionnement (ou géoréférencement) d’images numériques et la digitalisation d’objets. La semaine démarre par un cours portant sur les métadonnées, soit le processus et les règles de documentation d’un jeu de données, processus qui est essentiel à la pérennisation des données, et comprend, en guise d’intermède, un cas d’étude portant sur des SIG participatifs aux Sénégal et aux Seychelles.
Rencontrer les enseignants
Stéphane Joost
Laboratoire de systèmes d'information géographique
Marc Soutter
Laboratoire de Systèmes d'Information Géographique
Fernand Koffi KouaméProfesseur
Centre Universitaire de Recherche et d'Application en Télédétection (CURAT) - Université Félix HOUPHOUET-BOIGNY d'Abidjan-Cocody (Côte d'Ivoire)
Amadou Sall
Département de Géomatique - Centre de Suivi Ecologique (CSE), Sénégal
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Bienvenue à cette leçon qui porte sur la digitalisation d'objets vectoriels.
Vous verrez comment extraire les caractéristiques géométriques d'une image,
ou d'une cape analogique pour l'intégrer dans votre base de données.
Comme l'a dit Fernand, ce cours se concentre sur l'édition de données,
la digitalisation d'objets vectoriels, et portera surtout sur
les outils d'édition qui sont présents dans le logiciel QGIS.
Nous avons vu dans les leçons précédentes comment acquérir des données
par différentes méthodes, terrestres, aéroportées, satellitaires même.
Nous avons vu également comment les images obtenues, les données obtenues pouvaient
être géoréférencées et positionnées dans un système d'information géographique,
l'étape suivante souvent à partir des images consiste à identifier des objets,
à les découper, à dessiner leurs contours, pour les intégrer
avec leurs caractéristiques, leurs attributs dans une base de données.
L'objectif de la leçon est de vous apprendre à créer de nouveaux objets
géographiques dans un logiciel SIG et d'attirer votre attention sur
l'importance que revêt la gestion de la topologie pour la digitalisation.
Au terme de la leçon vous devriez être en mesure de créer
de nouvelles couches de données, de les alimenter,
en utilisant les outils d'édition et les outils de dessin assisté par ordinateur.
Dans cette leçon nous allons donc aborder successivement les éléments généraux liés
à la digitalisation d'objets vectoriels, puis nous nous concentrerons sur la
manière dont ces outils se présentent dans le logiciel QGIS, en parlant d'abord des
outils d'édition simple, puis de la gestion de l'accrochage, avant de passer
aux outils d'édition avancée et de finir avec les outils de dessin assisté.
[MUSIQUE] [MUSIQUE]
Parmi les aspects importants de l'édition de géodonnées, on peut commencer par le
fait que les objets sont organisés en couches thématiques comme ici dans le cas
des Seychelles que l'on connait maintenant assez bien, une couche pour les hôtels,
une couche pour les routes, une couche pour les districts etc.
etc.
Le plus souvent chaque couche thématique est associée à un type
de géométrie précis, soit des points, soit des lignes, soit des polygones.
Certains logiciels comme c'est le cas de Manifold dans l'illustration
qui est ici à droite,
permettent toutefois de gérer plusieurs types de géométries dans une même couche.
On le voit ici dans les outils d'édition qui permettent de créer des lignes,
des polygones, des points, des rectangles, des cercles,
tout cela dans une seule et même couche, et dans la barre d'outils qui permet
de gérer le format des objets de la couche avec une section
qui est dédiée aux polygones, une section qui est dédiée aux polylignes,
et finalement une section qui est destinée à la mise en forme des objets ponctuels.
Chaque couche thématique est finalement associée à un modèle de données ou une
liste d'attributs, modèle de données qui doit être partagé par tous ses objets.
Ce modèle apparait soit lorsque l'on interroge un objet particulier et
ses caractéristiques, soit lorsque l'on édite la table attributaire
qui est associée à la couche de données elle-même.
Un élément fondamental de l'édition de données, c'est évidemment de pouvoir
créer, modifier et supprimer les objets géographiques et leurs attributs,
avec ici l'illustration de la modification d'une géométrie,
en l'occurrence l'axe principal d'une route,
et la modification des attributs, notamment ici le type de route.
La gestion de la topologie est également un aspect important de l'édition
de données, puisque l'on souhaite pouvoir forcer les nouveaux points que l'on
crée à utiliser des points ou des segments existants.
Processus que l'on appelle l'accrochage, ou snap en anglais.
C'est particulièrement le cas lorsque l'on dessine des polygones comme ici,
et que l'on souhaite que les points utilisés par ces
polygones correspondent à des points déjà existants, des polygones adjacents.
Comme nous le verrons dans le module consacré aux stockages,
en particulier dans le cours consacré aux bases de données,
chaque objet d'une couche de données doit pouvoir être identifié sans équivoque,
ce qui se fait souvent par intermédiaire d'un champ identifiant qu'on appelle ID,
et ce champ doit pouvoir être géré lorsque l'on fait de l'édition de données.
MUSIQUE] [MUSIQUE]
[MUSIQUE] Nous allons donc commencer par
regarder comment fonctionnent les outils d'édition simple dans le logiciel QGIS.
Nous avons donc un projet dans lequel nous créons une nouvelle couche de type
Shapefile, une couche de polygones dans laquelle nous définissons un attribut,
le nom, que l'on ajoute aux attributs déjà présents,
on voit que l'identifiant est déjà présent par défaut.
Cette couche nous l'appelons polygone, et nous l'enregistrons quelque part.
Nous activons ensuite la barre d'outils qui s'intitule numérisation en français.
Cette barre d'outils comprend un certain nombre d'outils,
en particulier celui-ci qui permet de mettre la couche en mode édition,
et ensuite de sélectionner l'outil de dessin et de dessiner par des clics
successifs une forme géométrique et par un clic droit pour terminer le dessin.
Une fois que le dessin est terminé comme on l'a vu,
on peut documenter les attributs de l'objet.
Pour l'instant l'identifiant reste nul et on se contente de donner un nom,
A pour la première forme, B pour la seconde.
Parmi les autres outils présents dans la barre d'outils,
l'outil d'enregistrement, ou l'outil plus général qui permet d'enregistrer
plusieurs couches simultanément, ou de revenir en arrière sur des éditions
qui ont été faites dans une ou plusieurs couches.
L'outil de déplacement, un outil qui permet ensuite d'éditer
une géométrie et de modifier ses points, soit individuellement, soit en déplaçant
des segments dans leur ensemble, un double clic pour créer un nouveau point,
et simplement sélectionner un point et un delete pour supprimer des points.
On peut enregistrer ces modifications, et il faut pour la
suite des outils, faire appel à une autre barre d'outils qui s'appelle Attributs,
et qui contient les outils de sélection.
En particulier ici on va pouvoir activer l'outil de sélection d'objet par clic,
on sélectionne un objet,
on voit que la petite poubelle permet de supprimer des objets.
On peut annuler cette opération en revenant à la situation antérieure,
on resélectionne cet objet et ici on a maintenant un outil qui permet de couper,
ce qui stocke l'objet dans le presse-papier,
et de le coller à nouveau pour le faire revenir.
On peut également copier un objet, on le désélectionne,
on peut le coller, et puis le nouvel objet qui a été collé peut être déplacé,
et de cette manière on peut fabriquer un clone d'objet.
Dans les Préférences, sous la rubrique Options,
nous pouvons changer la symbologie utilisée pour les objets édités,
donc étendre l'édition à l'ensemble des objets d'une couche et utiliser un
search me transparent plutôt qu'une croix rouge pour les sommets de ces objets.
On peut également dans la table attributaire s'intéresser maintenant à
l'identifiant des objets, en modifiant la définition de
cette rubrique, et en ajoutant cette variable identifiant qui va
attribuer automatiquement un identifiant aux objets à mesure qu'ils sont créés.
[AUDIO_VIDE] Finalement dans les extensions,
nous pouvons encore ajouter des objets, alors il existe beaucoup d'extensions
liées aux dessins, en particulier CADDigitize que
l'on utilise pour dessiner des cercles, des ellipses et des arcs de cercles.
Nous installons donc cette extension,
qui se manifeste par l'apparition d'une nouvelle barre d'outils.
Cette barre d'outils offre un certain nombre d'outils de dessin,
en particuler la possibilité de dessiner un cercle à partir de deux points,
la possibilité de dessiner un rectangle,
de nouveau à partir de trois points cette fois,
le dessin d'une ellipse avec son centre et deux points de référence
et finalement le dessin d'un arc de cercle, à partir d'un point de départ.
[AUDIO_VIDE] On remarque
que dans les options de ces outils il est possible, notamment pour les arcs,
de modifier l'intervalle entre les points sur l'arc de cercle,
donc de modifier la densité de points avec laquelle l'arc de cercle est dessiné.
[MUSIQUE] [MUSIQUE] Nous
reprenons le même projet QGIS que tout à l'heure et activons,
sous le menu Préférences, les options d'accrochage dans lesquelles on voit
que l'on peut sélectionner les couches sur lesquelles va se faire cet accrochage.
On va garder, pour l'instant, la couche actuelle puisqu'il n'y en a qu'une.
Le type d'objet, le sommet, un segment, ou bien les deux.
On va donc s'accrocher sur les sommets existants,
et on définit une tolérance d'accrochage en pixels, en unités de carte.
Ici, on fixe une tolérance de 30 pixels.
On voit que lorsque l'on dessine un nouvel objet, les nouveaux points que l'on créés
sont forcés dans un rayon de 30 pixels, sur les points existants,
ce qui permet de dessiner un objet
qui est adjacent à un polygone existant.
Si l'on force l'accrochage sur les segments, on peut créer
des objets qui viennent se mettre le long de segments d'objets existants.
[AUDIO_VIDE] En activant les points d'un
objet, on voit que, si on les déplace, ils se déplacent de manière indépendante.
Par contre, si l'on rend l'édition topologique active,
les points partagés entre plusieurs objets vont être déplacés
simultanément pour les deux objets, de sorte à conserver une topologie cohérente.
En ajoutant maintenant une seconde couche de polygones, on peut montrer
comment fonctionne l'accrochage sur plusieurs couches.
Ici, lorsqu'on on n'a qu'une couche activée, la couche des polygones B,
la verte, on voit que c'est la seule qui réagit lorsqu'on dessine un nouvel objet.
Ici, on n'a qu'une couche activée, c'est la couche des polygones bleus.
Si maintenant on active toutes les couches, on voit que l'ensemble
des sommets des polygones des deux couches sont actifs pour l'accrochage.
On peut aussi gérer de manière différenciée l'accrochage sur les
différentes couches en gérant le type d'objet sur lequel l'accrochage se fait,
en gérant la tolérance d'accrochage.
On voit que ce tableau, en dessous de la carte, permet de gérer de manière assez
flexible l'accrochage sur les différentes couches présentes dans la carte.
Lorsque l'on active l'accrochage sur les intersections et que
l'ensemble des couches est actif, on voit que l'on peut sélectionner comme
points d'ancrage aussi bien les sommets que les intersections entre les polygones.
[MUSIQUE]
[MUSIQUE] QGIS
propose quelques outils d'édition avancée que l'on active
en affichant la barre d'outils du même nom, qui s'intitule Numérisation avancée.
Cette barre d'outils comprend une grande diversité d'outils,
à commencer par un outil qui permet de pivoter des entités géographiques ;
elle comprend des boutons pour annuler et rétablir des modifications ;
un second outil qui permet de simplifier des entités en définissant
le niveau de simplification recherché ; un
outil qui permet ensuite d'ajouter un anneau dans un polygone existant,
en dessinant un trou dans l'emmental ;
l'outil correspondant qui permet de supprimer un anneau,
simplement en cliquant dessus ; un outil qui permet d'ajouter
un polygone qui devient, pour le coup, multi-parties ; il faut donc
sélectionner l'objet d'abord, activer l'outil, on dessine la nouvelle partie
et on voit que notre objet est maintenant composé de deux éléments.
Toujours en ayant cet objet sélectionné, on peut créer
un anneau, qui n'est pas un trou dans l'emmental mais qui est un nouvel objet.
On intersecte donc un polygone existant avec un nouveau polygone.
Le polygone inférieur, comme on peut le constater,
comporte un trou que l'on peut aussi effacer, évidemment.
Nous avons aussi un outil qui permet de remodeler des entités en ajoutant
des éléments, des excroissances.
Puis des outils de découpage :
[AUDIO_VIDE] on sélectionne un objet et on peut le découper,
par une ligne, en deux objets qui seront indépendants l'un de l'autre ;
on peut donc sélectionner alternativement l'un ou l'autre, ou les deux.
On peut également découper un objet pour créer des parties,
de nouveau avec une ligne.
À la différence du cas précédent, les deux objets restent
liés : si on sélectionne l'un, on sélectionne automatiquement l'autre.
[AUDIO_VIDE] Nous avons
ensuite des outils qui permettent de fusionner des objets : on
sélectionne deux objets et on peut les fusionner.
On voit, en les sélectionnant,
qu'on a un objet qui est maintenant composé de trois parties.
[MUSIQUE] [MUSIQUE]
Nous avons donc un projet avec deux couches,
une couche de polygones et une couche de polylignes.
La couche de polygones est mise en mode d'édition : on sélectionne
l'outil de dessin, ce qui permet d'activer les outils de numérisation avancés.
Cette série d'outils comprend un bouton d'activation de l'outil DAO lui-même,
et un bouton qui permet de switcher entre le mode de dessin et
le mode de construction, dont on verra l'utilisation tout à l'heure,
puis des options d'accrochage qui se substituent aux options standard de QGIS.
Ici, pour démarrer mon dessin,
je choisis de prendre un point aux coordonnées (0 ; 0) que je fixe
avec le petit cadenas, et je sélectionne ce point comme départ de mon dessin.
Puis je décide de faire un trait qui me mène au point de coordonnées x égal 10,
y égal 1, point qui apparaît là, que je fixe également.
Je poursuis le dessin en disant que je dois avoir ici un angle droit
et une distance de 6 mètres, ce qui me donne le troisième
point de mon polygone, et j'aimerais faire mon dernier point de
sorte que l'on soit à la coordonnée zéro et qu'on ait un angle droit.
Je fixe donc la coordonnée de zéro, je passe en mode construction
pour fixer un point de construction, et, pour ce point de construction,
je vais maintenant définir un angle de 90 degrés, la coordonnée nulle,
et ces deux paramètres, pour le point de construction, me donnent le point visé.
Je dois alors repasser en mode dessin pour matérialiser
ce point qui va être positionné à l'endroit où je souhaite l'avoir.
[AUDIO_VIDE] Ici, nous
allons sélectionner un point de départ comme point de construction pour repérer
un point qui se trouve le long du bord de ce polygone à une distance de 3 mètres.
On veut dessiner, en fait, ce qui pourrait être une canalisation sortant d'un
bâtiment à angle droit, à une distance de 3 mètres.
On fixe donc un angle droit, et une distance, mettons que cette canalisation
a 8 mètres de long, donc une distance de 8 mètres pour son point d'arrivée.
Voilà qui est fait.
Autre exemple : je souhaite dessiner une droite
parallèle à cette façade, à une distance de 1 mètre.
Je prends donc de nouveau comme point de construction l'angle de l'objet,
une distance de 1 mètre, ce qui me donne le point de départ de mon nouveau trait.
Je passe en mode dessin pour matérialiser ce point de départ, puis,
à nouveau en mode construction, je sélectionne l'outil Parallèles
qui me permet de sélectionner le trait que je souhaite utiliser comme guide, puis
de positionner mon point à l'intersection, cette fois de nouveau en mode dessin,
pour matérialiser le deuxième point de mon trait parallèle au côté du polygone.
[MUSIQUE]
[MUSIQUE] Dans cette leçon,
nous avons donc illustré l'utilisation des outils d'édition
d'objets vectoriels dans QGIS, des outils simples,
des outils avancés, des outils de dessin assisté par ordinateur.
Ces outils sont utilisés soit pour créer de nouveaux objets de but
en blanc, mais le plus souvent pour digitaliser des éléments existants
que l'on observe sur des photographies aériennes ou des images satellitaires.
[MUSIQUE]
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