[MUSIQUE] [MUSIQUE] [MUSIQUE] [MUSIQUE] Bienvenue à ce cours qui porte sur le mode vecteur et le mode raster qui sont les deux grandes familles de représentation de la réalité géographique. Lors de la première leçon de ce cours consacré aux principes généraux de la modélisation du territoire, nous avions vu que l'espace géographique peut être perçu sous la forme de phénomènes discrets décrits par des objets spatiaux ou sous la forme de phénomènes continus décrits par une image ou par une grille. Après un petit détour dans les deux dernières leçons par les éléments de positionnement et de topologie, nous allons dans la présente leçon revenir à ces deux modes de description de la réalité géographique que sont le mode vecteur et le mode image ou raster. L'objectif de cette leçon consiste donc à traiter la question de la décomposition de l'espace géographique ou du territoire en objets élémentaires dénommés unités d'observation qui peuvent être de nature irrégulière ou régulière. Cette leçon doit nous permettre de caractériser les deux grands modes de description du réel qui sont le mode vecteur et le mode image et d'expliquer en quoi ils se différencient. Dans cette leçon, nous allons aborder successivement le thème des entités spatiales ou unités d'observation, la manière dont ces entités sont utilisées dans une approche objet puis dans une approche image. Nous parlerons ensuite des différentes dimensions des entités spatiales avant de rebondir sur le thème de l'information spatiale. [MUSIQUE] L'unité d'observation est le support géométrique élémentaire de l'information géographique ou la portion de l'espace géographique observée. Cette unité d'observation est donc décrite par sa géométrie, par exemple dans le cas d'un polygone par les coordonnées de ses sommets et par une ou des propriétés thématiques. L'unité d'observation a pour propriété majeure d'être indivisible, ce qui signifie qu'elle ne peut se décomposer en sous-unités, pas plus qu'une unité supérieure puisse être la somme d'unités qui la composeraient. L'unité d'observation étant un élément du modèle de la réalité, son existence est totalement définie par les propriétés que nous avons choisies pour la décrire. Par quoi l'on veut dire que c'est le choix d'une propriété thématique, par exemple le type de zone à bâtir ou la valeur du risque d'érosion qui va définir les unités d'observation, avec comme conséquence importante que les unités d'observations sont homogènes sur l'ensemble de l'unité et ce pour toutes leurs propriétés. En effet, dans le cas de propriétés multiples, la superposition de formes différentes de découpage du réel par exemple ici pour identifier des unités d'observation qui seraient homogènes à la fois du point de vue typologie des zones à bâtir et risque d'érosion, conduit à rechercher le plus petit dénominateur commun et à démultiplier le nombre des unités d'observation. Ces notions de dénominateur commun et de morcellement sont particulièrement mises en évidence par l'exemple d'un réseau routier dont les tronçons peuvent être décrits sur la base du volume de trafic, de la vitesse autorisée ou de la largeur de voies avec dans chaque cas un découpage différent. La définition des unités d'observation pour ces trois thématiques simultanément conduit donc pour que chaque unité d'observation ou élément soit homogène dans toutes ses propriétés à décomposer le réseau routier en créant une nouvelle unité d'observation à chaque changement de l'un de ces paramètres thématiques. [MUSIQUE] [MUSIQUE] Il est naturel de modéliser en premier lieu et spontanément la forme d'un objet spatial par une représentation géométrique en général simple de type ponctuel, linéaire ou zonal. Ces géométries étant décrites par les coordonnées de leurs sommets dans un système de référence. Bien évidemment, selon l'échelle de représentation, les nuances de formes peuvent perdre toute signification, si bien qu'un objet linéaire ou zonal peut se réduire à un point et vice-versa lorsque l'échelle augmente à nouveau. Ce type de description des entités spatiales correspond donc à une approche objet et l'on parle d'unités d'observation irrégulières car elles prennent toutes des formes différentes. Le mode objet comprend implicitement une définition a priori d'entités spatiales dont les limites ou les contours ont une réalité physique, comme les bâtiments, une ligne de chemin de fer, le réseau routier ou les zones à bâtir. L'agrégation spatiale d'unités d'observation de même nature comme ici l'agrégation de zones à bâtir pour décrire l'affectation du sol correspond à une définition a posteriori de régions possédant une même propriété thématique. [MUSIQUE] [MUSIQUE] Les unités d'observation régulières résultent de la décomposition de l'espace géographique ou du territoire selon une grille régulière. Chaque élément constituant une maille ou cellule ou pixel, et l'on parle alors par analogie avec la structure d'une image numérique d'approche image ou raster. Pour chaque thématique, on affecte un attribut unique à chaque cellule. Il y a donc autant de grilles appliquées que de thématiques à décrire. Souvent, le contenu d'une unité d'observation régulière ou cellule n'est pas vraiment homogène. Par exemple dans le cas de l'occupation du sol. La valeur prise alors par la valeur thématique correspond en principe à la valeur dominante du pixel. Mais cela n'est pas forcément le cas. On voit par exemple qu'une telle approche ne permettrait pas dans l'image qui est ici de rendre compte de la présence d'une ligne de chemin de fer. Et l'on pourrait vouloir donner un poids plus grand à cette forme d'occupation du sol pour faire ressortir cette infrastructure même pour une grille relativement grossière, eu égard au phénomène étudié. En mode image, évidemment pas de définition d'objets a priori puisqu'il serait assez singulier que des limites physiques d'objets s'alignent sur une grille régulière. Par contre, on retrouve la notion de région définie a posteriori par l'agrégation spatiale d'unités d'observation de propriétés thématiques communes. [MUSIQUE] [MUSIQUE] Quel que soit le mode de discrétisation de l'espace géographique adopté, les unités d'observation possèdent trois dimensions fondamentales qui sont la dimension géométrique, la dimension thématique et la dimension temporelle. La dimension géométrique recouvre les propriétés de position et de voisinage des entités spatiales, c'est-à -dire la localisation, la forme, la taille et la proximité. En mode objet, l'unité d'observation est définie et localisée par les coordonnées des points de son modèle géométrique. Les autres informations sont pour la plupart extraites de celui-ci. En mode image, les propriétés géométriques se réduisent à la résolution de la maille, la localisation étant déduite du géoréférencement de la grille. La dimension thématique englobe toutes les informations caractérisant la nature, les propriétés ou l'état, et les fonctions de l'entité spatiale. En mode objet, les attributs peuvent être multiples comme par exemple l'état des constructions des parcelles, la nature de la toiture des maisons, le taux de connexion à l'électricité, la densité de population, le taux de motorisation aussi pour les motocyclettes, pour les voitures, pour les charrettes, ou encore comme ici le plan de charge de circulation. En mode image, l'attribut est unique et constitue la thématique de la grille comme par exemple la densité de population, l'occupation du sol, la photographie aérienne bêtement ou la carte nationale ou encore la géologie. L'exemple qui est ici montre un plan d'ensemble, donc une image à l'échelle du 5 000 avec différents bâtiments, routes, etc. et une couche vectorielle de ces mêmes bâtiments. L'outil d'interrogation de données lorsqu'il est utilisé pour cliquer sur un de ces objets permet de constater que dans le cas du plan d'ensemble de l'image, la seule information que l'on a, c'est les coordonnées du point cliqué alors que pour la couche des bâtiments, on a des informations concernant la géométrie, périmètre, surface, et le bâtiment, numéro et la désignation ici, un parking couvert. Un autre exemple ici d'une barre d'immeubles ou pareillement, pour le plan image, on a juste la coordonnée cliquée alors que pour la couche vectorielle, une richesse d'informations beaucoup plus grande. [AUDIO_VIDE] Nous avons donc traité successivement les trois dimensions fondamentales caractérisant les entités spatiales, à savoir la dimension géométrique, la dimension thématique, la dimension temporelle. Ces dimensions peuvent être combinées entre elles. Lorsque l'on associe dimension géométrique et dimension thématique, on parle de dimension spatiale. Et avec la dimension temporelle en plus, on parlera de dimension spatio-temporelle. Comme exemple de cette dimension spatio-temporelle, nous avons ici l'évolution de la densité de population dans les différentes communes du canton de Vaux en Suisse au cours des années. [MUSIQUE] [MUSIQUE] La notion d'information spatiale peut être vue comme l'élément constitutif des systèmes d'information géographique. En effet, elle décrit une réalité localisée dans l'espace. Elle exprime des propriétés géométriques et les propriétés thématiques et temporelles associées, et finalement, elle caractérise une unité d'observation. L'information spatiale peut être catégorisée selon l'échelle de mesure et selon son origine. Elle peut être nominale, ce qui permet d'identifier et de différencier les unités d'observation, comme ici différencier les différents districts des Seychelles sur la base de leurs noms. Elle peut être ordinale, donc permettre un ordonnancement hiérarchique, comme ici la série des districts des Seychelles classés par ordre alphabétique. Et finalement, elle peut être cardinale, donc comporter une métrique associée, comme ici les districts classés par ordre de superficies croissantes. Sur le plan de l'origine, l'information spatiale peut être soit mesurée, donc acquise par un instrument ou par une observation, elle peut être dérivée, donc issue d'un calcul par combinaison d'informations primaires, ou encore interprété, cas de l'information non mesurable estimée par un expert. [MUSIQUE] [MUSIQUE] Nous avons abordé dans cette leçon le thème des entités spatiales et celui de la décomposition de l'espace géographique en objets élémentaires qui sont des unités d'observation soit régulières, soit irrégulières, elles-mêmes rattachées au monde vecteur ou au monde raster. Nous avons vu que le monde vecteur permettait une plus grande richesse thématique et finalement, nous avons vu que la notion d'information spatiale qui est au coeur des systèmes d'information géographique peut être caractérisée par son origine et par son échelle de mesure qui peut être de type nominal, ordinal ou cardinal. [MUSIQUE] [MUSIQUE]
