Système d'information géographique 23305 31288866 2008-07-04T09:52:41Z Boboc1 61190 /* Utilisation */ {{Voir homonymes|SIG}} Un '''système d'information géographique''' (SIG) est un outil informatique permettant d'organiser et présenter des [[donnée]]s [[alphanumérique]]s spatialement référencées, ainsi que de produire des [[plan]]s et cartes. Ses [[usage]]s couvrent les activités [[géomatique]]s de traitement et diffusion de l'[[information géographique]]. La représentation est généralement en deux dimensions, mais un rendu 3D ou une animation présentant des variations temporelles sur un territoire sont possibles. Le rôle du [[système d'information]] est de proposer une représentation plus ou moins réaliste de l'environnement spatial en se basant sur des [[primitive (mathématiques)|primitives]] graphiques telles que des points, des [[vecteur]]s (arcs), des [[polygone]]s ou des [[maillage]]s (raster). À ces primitives sont associées des informations attributaires telles que la nature ([[route]], [[voie ferrée]], [[forêt]], etc.) ou toute autre information contextuelle (nombre d'habitants, type ou superficie d'une commune par ex.). L'information géographique peut être définie comme l'ensemble de la description d'un objet et de sa position géographique à la surface de la [[Terre]]. En [[France]], dans son acception courante, le terme fait référence aux outils [[logiciel]]s. Cependant, le concept englobe l'ensemble constitué par les [[logiciel]]s, les [[donnée]]s, le [[matériel informatique|matériel]] et les savoir-faire liés à l'utilisation de ces derniers. On peut aussi parler de [[système d'information à référence spatiale]] (SIRS) pour les [[donnée]]s et leur structuration. L'acronyme SIT (système d'information sur le territoire) est aussi utilisé dans quelques pays [[francophone]]s. Enfin, les sigles BDU (banque de données urbaine), voire BDT (banque de données sur le territoire), plus anciens, peuvent se rencontrer ici et là. == Historique == On cite souvent comme première application des SIG l'étude menée avec succès par le docteur John Snow pendant l'épidémie de choléra dans le quartier de Soho à Londres en 1854 : ayant représenté sur un plan la localisation des malades et l'endroit où ils puisaient leur eau, il détermina que c'était l'eau d'un certain puits qui était le foyer de contamination. On peut faire du SIG sans ordinateur. Le développement des SIG dans la science et l’[[aménagement du territoire]] a été permis par l'avancée de la technologie [[informatique]], et encouragé par prise de [[conscience]] environnementale et de nouvelles approches scientifiques transdisciplinaires, intégratrices. Depuis les [[années 1970]], notamment depuis le [[sommet de la Terre 1992|sommet de la Terre à Rio de Janeiro]] en [[1992]] qui a généré une demande croissante de cartes présentant l'état de l'environnement et utiles pour mesurer les impacts du développement. Maguire ''et al.'' (1991) distinguent trois périodes principales dans l'évolution des SIG : * fin des [[années 1950]] – milieu des [[années 1970]] : début de l’informatique, premières cartographies automatiques ; * milieu des [[années 1970]] - début des [[années 1980]] : diffusion des outils de cartographie automatique/SIG dans les organismes d’[[État]] (armée, [[cadastre]], services topographiques, ...) ; * depuis les [[années 1980]] : croissance du marché des [[logiciel]]s, développements des applications sur PC, mise en réseau ([[bases de données]] distribuées, avec depuis les [[années 1990]], des applications sur [[Internet]]) et une banalisation de l'[[usage]] de l'[[information géographique]] (cartographie sur [[Internet]], calcul d'itinéraires routiers, utilisation d'outils embarqués liés au [[Global Positioning System|GPS]]...). == Quelques concepts == === Les composantes du SIG === Un SIG est constitué de cinq composants majeurs : ==== Les logiciels ==== Ils assurent les 6 fonctions suivantes (parfois regroupées sous le terme des ‘''6A''’): * saisie des informations géographiques sous forme numérique (''Acquisition'') * gestion de base de données (''Archivage'') * manipulation et interrogation des données géographiques (''Analyse'') * mise en forme et visualisation (''Affichage'') * représentation du monde réel (''Abstraction'') * la prospective (''Anticipation''). ==== Les [[donnée]]s ==== [[Image:DatendimensionenImGIS.jpg|490px|right|Taille/dimension de la représentation de la donnée]] Elles sont la base des SIG. Les [[données géographiques]] sont importées à partir de fichiers ou saisies par un opérateur. Voir le [[Système d'information géographique#Les données du SIG|paragraphe suivant]]. ==== Les [[matériels informatiques]] ==== Le [[traitement]] des [[donnée]]s se fait à l'aide des logiciels sur un [[ordinateur]]. Des systèmes client-serveur en [[intranet]], [[extranet]] voire via [[Internet]] facilitant ensuite et de plus en plus la diffusion des résultats. ==== Les savoir-faire ==== Un SIG fait appel à une [[connaissance technique]] et à divers savoir-faire et donc divers métiers qui peuvent être effectués par une ou plusieurs personnes. Le « ''sigiste'' » doit mobiliser des compétences en [[géodésie]] (connaissance des concepts de système de référence et de système de projection), en analyse des [[donnée]]s, des processus et de modélisation (analyse [[Merise (informatique)|Merise]], langage [[Unified Modeling Language|UML]] par exemple), en traitement statistique, en sémiologie graphique et cartographique, en traitement graphique. Il doit savoir traduire en requêtes informatiques les questions qu'on lui pose. ==== Les utilisateurs ==== Comme tous les [[utilisateur (informatique)|utilisateur]]s de SIG ne sont pas forcément des spécialistes, un SIG propose une série de boîtes à outils que l’[[utilisateur (informatique)|utilisateur]] assemble pour réaliser son projet. N’importe qui peut, un jour ou l’autre, être amené à utiliser un SIG. Cela dit, on ne s'improvise pas [[géomatique|géomaticien]] : une bonne connaissance des [[donnée]]s manipulées et de la nature des traitements effectués par les [[logiciel]]s permet seule d'interpréter convenablement la qualité des résultats obtenus. === Questions auxquelles peuvent répondre les SIG, et limites === Un SIG doit répondre à cinq questions, quel que soit le domaine d’application : * Où : où se situe le domaine d’étude et quelle est son étendue [[géographique]] ? * Quoi : quels objets peut-on trouver sur l’espace étudié ? * Comment : comment les objets sont-ils répartis dans l’espace étudié, et quelles sont leurs relations ? C’est l’[[analyse spatiale]]. * Quand : quel est l’âge d’un objet ou d’un phénomène ? C’est l’analyse temporelle. * Et si : que se passerait-il s’il se produisait tel événement ? Les SIG ont comme limites la pertinence, la richesse, et l'occurrence de mise à jour de leurs bases de données, mais aussi parfois les restrictions d'accessibilité ainsi que les droits d'auteur sur certaines données et informations qui peuvent empêcher la diffusion de cartes, ou empêcher leur réalisation pour les travaux partageant les données de plusieurs SIG. L'accessibilité peut également souffrir de mesures prises pour protéger des entités particulières lorsque la taille de l'échantillon est trop petite (secret statistique), ou par la présence sur une couche de données d'informations stratégiques et/ou protégées. Enfin certaines requêtes demandent un temps ou une puissance de calcul non disponibles. Une autre limite est la lisibilité : pour ne pas trop charger la carte, les croisements d’informations ne peuvent guère dépasser 3 ou 4 variables par carte. Au-delà, il faut faire plusieurs cartes, ou, si les variables sont nombreuses, et pour ne pas être submergé par une multitude de cartes, s’orienter vers des techniques de représentation sur un graphe unique comme l'[[Iconographie des corrélations]]. == Les [[donnée]]s du SIG == Les [[données géographiques]] possèdent quatre composantes : * les [[donnée]]s géométriques renvoient à la forme et à la localisation des objets ou phénomènes ; * les [[donnée]]s descriptives (qui font partie des données attributaires) renvoient à l'ensemble des attributs descriptifs des objets et phénomènes à l'exception de la forme et de la localisation ; * les [[donnée]]s graphiques renvoient aux paramètres d'affichage des objets (type de trait, couleur...) ; * les [[métadonnée]]s associées, c’est-à-dire les données sur les données ([[date (métadonnée)|date]] d'acquisition, nom du propriétaire, méthodes d'acquisition...). === Les [[donnée]]s attributaires === Il s'agit de [[donnée]]s associées à un objet ou une localisation géographique, soit pour décrire un objet géographique, soit pour localiser des informations : nom d'une route, type d'un bâtiment localisé par son adresse, nombre d'habitants d'un immeuble localisé par ses coordonnées Lambert, débit d'un cours d'eau, tension d'une ligne de transport d'énergie, type d'arbres dans un verger localisé par sa parcelle, etc. Les données attributaires sont reliées à la géométrie de l'objet. === Les objets géographiques === Trois types d’entités géographiques peuvent être représentés : * le point (x,y) ou ''ponctuel'' ; * la ligne ((x1,y1), ..., (xn, yn)) ou ''linéaire'' ; * le polygone ou ''surfacique''. À l'heure actuelle, aucun SIG ne gère complètement les polyèdres, ou ''volumiques''. Dans le meilleur des cas, celui des logiciels dits ''2D½'', à un point (x,y) peut être associé une cote (z) et une seule. Deux modes de représentations sont possibles : * vectoriel (format vecteur) : les objets sont représentés par des points, des lignes, des polygones ou des polygones à trous ; * matriciel (format ''raster'') : il s’agit d’une image, d’un plan ou d’une photo numérisés et affichés dans le SIG en tant qu'image. Un système de coordonnées terrestres (sphérique ou projectif) permet de référencer les objets dans l'espace et de positionner l'ensemble des objets les uns par rapport aux autres. Les objets sont généralement organisés en couches, chaque couche rassemblant l'ensemble des objets homogènes (bâti, rivières, voirie, parcelles, etc.). <small>==> ''Montrer un exemple d'organisation en couches.'' </small> Exemples de données « raster » : * Une [[orthophotographie]] est une image obtenue par redressement d’un cliché aérien (photo argentique scannée ou photo numérique) pour le corriger des déformations dues : ** au relief du terrain photographié, ** à la distorsion de l’appareil photographique, ** à l’inclinaison de la prise de vue. * Un ''scan'' était une image scannée à partir d'une carte papier. Les plus connus sont la série des ''Scan 25, 100'' et ''250'' issus des cartes 1:25000, 1:100000 et 1:250000 de l'[[Institut géographique national (France)|IGN]]. == Topologie == Un des avantages des SIG est que les relations entre les objets peuvent être calculées et donner naissance à des points d'intersection. C'est la [[topologie]]. Ceci permet d'éviter la répétition d'objets superposés. Une parcelle bordant une route aura les mêmes sommets que ceux définis pour la route. === Relation Objets/[[Donnée]]s attributaires === Le géo-référencement est la technique de mise en relation organisée des objets géographiques et des [[donnée]]s attributaires. Il suppose la mise en place dans le SIG d'un système de repérants normés, dont le rôle est l'équivalent des dépendances fonctionnelles dans les bases de données relationnelles. Ainsi des données alphanumériques, issues de fichiers externes au SIG lui-même, pourront être croisées avec les informations géographiques du SIG, donnant lieu à des usages de [[géoanalyse]]. === Les [[métadonnée]]s === {{Article détaillé|Métadonnée}} Les [[donnée]]s manipulées par un SIG viennent de sources et bases de données diverses. Une organisation qui se dote d'un tel système doit avoir à cœur de maîtriser ces sources, de façon à s'assurer : * qu'elle est bien au fait de l'ensemble des couches de [[donnée]]s disponibles dans l'organisation, * qu'elle peut se fier aux résultats obtenus lors de leur utilisation, * qu'elle en maîtrise la [[gestion]] interne, * qu'elle en maîtrise les coûts d'acquisition et de [[mise à jour]], * qu'elle est en mesure, le cas échéant, de fournir tout ou partie de ses données à des tiers, en donnant une visibilité suffisante sur la qualité de la fourniture. C'est pourquoi toute source de [[données géographiques]] ne se limite pas à son contenu attributaire et géographique, mais est accompagnée d'informations caractérisant la source elle-même, c'est-à-dire de données sur les données (on les appelle [[métadonnée]]s). Quelques exemples de [[métadonnée]]s (parmi beaucoup d'autres) : * Description générale ** description et nature des données ** système de projection et [[couverture (métadonnée)|étendue géographique]] ** organisme producteur * [[Qualité des données]] : ** [[date (métadonnée)|date]] de saisie ou de validité - si une [[donnée]] est ancienne par rapport aux évolutions des entités qu'elle représente, on peut toujours la faire intervenir dans des calculs, mais les résultats seront à interpréter avec prudence ; ** précision de la saisie - croiser des [[donnée]]s de qualité centimétrique avec des données de qualité hectométrique ne donne jamais que des résultats d'une précision hectométrique ! * Gestion interne ** Responsable et localisation ** [[Date (métadonnée)|date]] d'acquisition ** Fréquence de mise à jour ** [[Date (métadonnée)|date]] de dernière mise à jour L'ensemble de ces informations doit pouvoir être facilement accessible et partageable par tous les acteurs intervenant à quelque niveau que ce soit dans le [[cycle de vie]] des [[donnée]]s au sein de l'organisation. La définition d'un porte-feuille de métadonnées ([[registre de métadonnées]]) reste un enjeu pour toute organisation qui fait de son SIG une pièce importante de son activité, et ce qu'elle soit fournisseur de [[donnée]]s ou simple utilisatrice. Afin de faciliter les échanges de [[métadonnée]]s, elles peuvent être structurées en fonction de la [[Normes et standards industriels|norme]] [[ISO 19115]]. Ce travail de [[Normalisation (industrie et service)|normalisation]] devrait permettre la constitution de grands annuaires de [[données géographiques]], qui permettront une utilisation optimale de ces dernières. == Quelques logiciels SIG == {{Article détaillé|Liste des logiciels SIG}} == Exemple de bases de données / référentiels == * [[Corine Land Cover]] (occupation du sol) * Plan Cadastral Informatisé «PCI-vecteur» (propriété de la DGI) * BD CARTO : Première base de données vectorielles produite par IGN à partir de ses cartes au 1/50 000. La BD Carto propose une dizaine de couches d'informations allant de l'occupation du sol au réseau routier et à la toponymie. * [[BD TOPO]] : Composante topographique du '''Référentiel à grande échelle''' (RGE). Base de données de précision métrique et 3D, elle précise les données disponibles sur BD Carto. Elle sera la base de référence des cartes IGN au 1/25 000. * BD ALTI : Base de données des courbes de niveaux. On parle également de MNT ou modèle numérique de terrain. * BD ORTHO : Composante orthophotographique du RGE. La couverture nationale est maintenant terminée avec un pixel de 50 cm. * BD NYME. La BD Nyme est la base de données des toponymes (nom des lieux-dits) gérée par IGN (intégrée dans la BD Topo) * BD Adresse : Troisième composante du RGE, cette base de données géoréférence les adresses postales et fiscales. * BD Parcellaire : Dernière composante du RGE, la BD Parcellaire assure le continuum spatial entre les différents planches cadastrales scannées ou vectorisées. * GTopo 30 * Cartes géologiques au 1/50 000 produites par le [[BRGM]] * Données et référentiels sur l'eau (stations de mesure, ouvrages liés à l'eau, cours d'eau BD Carthage, entités hydrogéologiques BDRHF, ...) produits par le ''Système d'information sur l'eau'' (SIE) et publiés par le ''Service d'administration national des données et référentiels sur l'eau'' ([[SANDRE]]) * Etc. == Utilisation == * Analyses spatiales ; * Aide à la décision, notamment pour l'[[aménagement du territoire]] ; * Définition de [[zone de chalandise]], implantation de [[point de vente|points de vente]], aide au [[Plan média|mediaplanning]] notamment en [[affichage]], optimisation de la distribution d'[[Imprimé sans adresse|ISA]] (imprimés sans adresses). * [[Cartographie]]. * Cartographie Réglementaire, destinée à représenter et à rendre opposables les droits à construire sur un terrain particulier. En France, elle permet d’élaborer graphiquement les [[Plan local d'urbanisme]] et de les éditer sous forme de documents papiers ou informatiques. La cartographie réglementaire doit permettre de faire le lien entre les différents acteurs de l’immobilier en partant des collectivités publiques compétentes en matière d’urbanisme en passant par les professionnels de la construction ([[Promoteur immobilier]] et maîtres d’œuvres) sans oublier le public non professionnel. == Perspectives == Les applications SIG / SIRS se développent rapidement surtout ces dernières années avec l'évolution des performances de l'informatique. Aujourd'hui, l'évolution des SIG tend vers une accessibilité pour le [[Web]] avec : * Serveurs cartographiques, * SIRS partagés sur le [[Web]]. De plus, des outils SIG/SIRS nomades apparaissent grâce au PDA dans le monde de l'[[agriculture de précision]]. Cependant, il manque toujours une composante au SIG qui est le « [[temps]] », encore difficile à gérer. Dans l'[[Union européenne]], la [[directive INSPIRE]] vise à harmoniser les [[informations géographiques]] entre les [[États membres]], notamment par l'emploi de [[métadonnée]]s. <!-- Suggestion de présentation des annexes. Aide : http://fr.wikipedia.org/wiki/Aide:Notes et références --> == Notes et références de l'article == <references/> == Voir aussi == {{commons|:Category:GIS|les systèmes d'information géographique}} ===Articles connexes=== <div style="float:left; width:49%;"> * [[Système d'information]], * [[Couverture (métadonnée)]] * [[Référentiel général d'interopérabilité]] * [[Directive INSPIRE|Directive européenne INSPIRE ]] (sur les données géoréférencées) * [[Agriculture de précision]], * [[Réseau écologique]], [[fragmentation écologique]], [[cartographie des corridors biologiques]] * [[Géomatique]] * [[Territoire]], [[Aménagement du territoire]] * [[Géostratégie]] </div><div style="float:right; width:49%;"> * [[Géographie]] * [[Géographie physique]] * [[Géographie politique]] * [[Démographie]], [[Population]] * [[Ville]], [[urbanisation]], [[périurbanisation]] * [[Hydrographie]] * [[Milieux naturels]] * [[Réseau routier]] * [[Relief]], [[Modèle numérique de terrain]] (MNT) </div><br clear="all"> === Liens et documents externes === * [http://www.sig-la-lettre.com SIG la Lettre] : le site du mensuel de référence sur les SIG, la géomatique et le géomarketing. Actualités, communiqués de presse du secteur, textes de référence... * [http://www.ign.fr/ Site de l'Institut géographique national] * [[GeoRezo|GeoRezo, le portail géomatique]] : Site communautaire des disciplines composant la géomatique - [[Cartographie]], Système d'information géographique, [[Géomarketing]], [[Télédétection]], [[Global positioning system|GPS]], [[Topographie]] ... * [http://www.portailsig.org/ Portail SIG] : Le Portail SIG est issu d'une volonté de mettre en commun des ressources se rapportant aux Systèmes d'Information Géographique : articles, tutoriels et FAQ. * [http://www.ensg.ign.fr/FAD/Supports_de_Cours.html Supports de cours] : cette page du site de l'[[École nationale des sciences géographiques|ENSG]] propose au téléchargement des supports de cours sur les SIG ([[ArcGIS]], [[MapInfo]], [[ALOV Map]] et des cas d'études), ainsi qu'en cartographie ([[sémiologie graphique]] et [[conception cartographique]]), [[géodésie]], [[photogrammétrie]], [[télédétection]], bureautique et programmation. * [http://www.gabrielortiz.com/ Portail et forum SIG] : Articles, tutoriels et ressources aux Systèmes d'Information Géographique. * [http://jsorel.developpez.com/tutoriels/sig/outils/index.php Liste d'outil SIG] : liste recensant 93 outils commerciaux et libres. '''Données et 3D''' * [http://www.geoportail.fr/ Le GeoPortail] : Visualiser les données Raster de l'IGN ; '''Site américain, standards''' * {{en}} [http://www.nysgis.state.ny.us NYS Geographic Information Systems Clearing House (New York State)] * {{en}} [http://www.nysgis.state.ny.us/coordinationprogram/workgroups/wg_1/related/standards/index.html Standards de systèmes d'information géographiques, sur le même site], [[métadonnée]]s * {{en}} [http://www.opengeospatial.org/standards OpenGIS® Specifications (Standards)], sur le site de l'Opengeospatial Consortium === Bibliographie === * [[Guy Lebègue]], « Du [[Industrie spatiale|Spatial]] aux [[Travaux publics]] : Les [[Conception et fabrication assistées par ordinateur|Maquettes virtuelles]] », avec la collaboration de Eric Lebègue, [[CSTB]] et Laurent Lebègue, [[CNES]], ''Lettre [[AAAF]] Cannes'', spécial mars 2007, publiée sur [http://www.theleme.net/aaaf-ca/155a.pdf Thélème], reprise dans ''La Lettre nationale [[AAAF]]'', N°6, juin 2007, {{ISSN|1767-0675}}. * [[Jean Denègre et François Salgé]], « Les systèmes d'information géographiques » 2ème édition 2004 éditions PUF collection Que sais-je ? {{ISBN|2130539238}} Simple, court, clair. {{Portail information géographique}} [[Catégorie:Cartographie]] [[Catégorie:Système d'information géographique|*]] [[ar:نظم المعلومات الجغرافية]] [[bg:Географска информационна система]] [[ca:Sistema d'informació geogràfica]] [[cs:Geografický informační systém]] [[da:GIS]] [[de:Geoinformationssystem]] [[el:Γεωγραφικά Συστήματα Πληροφοριών]] [[en:Geographic information system]] [[es:Sistema de Información Geográfica]] [[et:Geoinfosüsteem]] [[eu:GIS]] [[fa:سامانه اطلاعات مکانی]] [[fi:Paikkatietojärjestelmät]] [[gl:Sistema de información xeográfica]] [[he:מערכת מידע גאוגרפית]] [[hr:Geografski informacijski sustav]] [[hu:Földrajzi információs rendszer]] [[id:Sistem informasi geografis]] [[it:Sistema informativo geografico]] [[ja:地理情報システム]] [[ko:지리 정보 시스템]] [[lt:Geografinė informacinė sistema]] [[lv:Ģeogrāfiskā informācijas sistēma]] [[nl:Geografisch informatiesysteem]] [[nn:GIS]] [[no:GIS]] [[pl:System Informacji Geograficznej]] [[pt:Sistema de informação geográfica]] [[ro:GIS]] [[ru:Геоинформационная система]] [[si:භූගෝල විද්‍යා තොරතුරු පද්ධති තාක්ෂණය]] [[sk:Geografický informačný systém]] [[sl:Geografski informacijski sistem]] [[sr:Географски информациони систем]] [[sv:Geografiskt informationssystem]] [[ta:புவியியல் தகவல் முறைமை]] [[th:ระบบสารสนเทศภูมิศาสตร์]] [[tr:Coğrafi Bilgi Sistemi]] [[uk:Геоінформаційна система]] [[vi:Hệ thống Thông tin Địa lý]] [[zh:地理信息系统]]