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Université Cheikh Anta Diop de Dakar
Faculté des Lettres et Sciences Humaines
Département de Géographie

Licence 3
UE …

Cartographie et SIG
Dr. Ibrahima Sylla
Enseignant titulaire
Département Géographie
UCAD
Février 2014
Sommaire indicatif
• Éléments d’introduction
– Cartographie
– SIG

• Enjeux de société liés à la cartographie et au SIG
– Démocratisation / Banalisation
– Participation
– Logiciels libres
– Webmapping

• Analyse de politique publique : le PNG
Indications bibliographiques
Consulter
www.coinderecherche.com
Préoccupation
ancienne…
Question
Qu’est-ce que la cartographie ?

Qu’est-ce que la cartographie
n’est pas ?
Cartographie ?
• Confusion persistante pendant plusieurs
siècles
– Géographie (?)
– Cartographie (?)
– Topographie (?)
• Causes :
– Interférence entre les disciplines
– Méthodes rudimentaires sinon artisanales ne
permettant pas une spécialisation nette
• Plusieurs définitions (littérature)
• En 1966
– L’Association Cartographique Internationale
(ACI) donne une définition selon laquelle la
cartographie est l’« ensemble des études et
des opérations scientifiques, artistiques et
techniques intervenant à partir des résultats
d’observations directes ou de l’exploitation
d’une documentation, en vue de l’élaboration
de cartes et autres modes d’expression, ainsi
que de leur utilisation ».
…
• Suivant cette définition, la cartographie est à la fois :
– Une Science, car ses bases sont mathématiques
(détermination forme et dimensions Terre, systèmes de
projection, canevas planimétrique et altimétrique,
précision, fiabilité du produit)
– Un Art , car impliquant des choix de représentation
reposant sur des qualités esthétiques, didactiques
– Une Technique, car nécessitant l’utilisation durant tout le
processus de moyens sophistiqués (photo aériennes,
satellites, ordinateurs, impression et diffusion)
À vous !
Qu’est-ce que la carte ?
Carte ?
• Plusieurs définitions
• Mais toutes les cartes ont en commun de
représenter une portion de l’espace
terrestre.
…
• Il apparaît à travers les définitions que :
– La carte est une représentation, un dessin : un
document visuel respectant des principes et
des règles bien définis ;
– La carte est une représentation plane : elle
matérialise le passage de la sphère terrestre à
un plan grâce aux systèmes de projection qui
présentent tous des imperfections ;
– La carte est une représentation réduite : elle
présente souvent une portion de l’espace concerné
avec un rapport de réduction que définit
« l’échelle » ;
– La carte est une représentation simplifiée : elle
utilise une visualisation graphique et avec des
figurés conventionnels ou non ;
– La carte est une représentation conventionnelle : sa
vocation est admise par tous et elle repose sur un
langage partagé.
Source : D. Poidevin, 1999.

Typologie ?
De manière générale :
–« cartes de base » ou « cartes
générales » « fonds de carte »
– « cartes thématiques ou « cartes
spéciales »
Cartes
topographiques
Carte spéciale
En plus des catégories générales, il y a une
typologie plus large concernant les cartes :
–Cartes d'analyse
–Cartes de géoconception et de planification
–Cartes temporelles
–Tableau de bord et cartes d'état opérationnel
–Cartes d’inventaire des réseaux
–Cartes statistiques (choroplèthe)
–Cartes de présentation
–Cartes heuristiques (mentales, cognitive,
carte des idées, mind map)
–Cartes de points d'intérêt
–Cartes en 3D et globes
Usages
VOYAGER

DÉVELOPPER LA
CONNAISSANCE
GÉOGRAPHIQUE

RÊVER

GÉRER
L’ESPACE

MENTIR
[Cf. cours dernier sur]
• Le langage cartographique
– Mode d’implantation des variables visuelles
– Types de variables visuelles
– Propriétés des variables visuelles
Le SIG ?
« Système informatique permettant, à partir de
diverses sources, de rassembler et d'organiser,
de gérer, d'analyser et de combiner, d'élaborer
et de présenter des informations localisées
géographiquement, contribuant notamment à la
gestion de l'espace ».
(Société française de photogrammétrie et
télédétection,1989).
« Un SIG est un ensemble de principes, de
méthodes, d'instruments et de données à
référence spatiale, utilisé pour saisir, gérer,
analyser, modéliser, simuler et cartographier
les phénomènes et les processus distribués
dans l'espace géographique. Les données
sont analysées afin de produire l'information
nécessaire pour aider les décideurs ».
(d’après Thériault, 1992)
Somme toute,
expression aux significations variées
désignant
• Ensemble données spatiales structurées sous
forme numérique
• Système informatique (logiciel) pour manipuler
données géoréférencées
• Ensemble processus techniques et humains
permettant l’utilisation d’informations
géographiques (localisées) numériques
Par conséquent, appellations multiples
–SIRS (Système d’Information à Référence
Spatiale)
–SIE (Système d’Information sur
l’Environnement)
–SIL (Système d’Iinformation Localisée)
–SIT (Système d’Information sur le Territoire)
– Et de plus en plus Géomatique
Quelle que soit l’appellation…
• Les SIG ont pour vocation la production et
l’exploitation d’informations géographiques
pertinentes sur une problématique de gestion du
territoire
• Peu importe le terme que l’on emploie, le but visé
est le même : moderniser notre façon de faire ...
Ce que le SIG n’est pas ?
• GPS – Global Positioning System
• Une carte statique – papier ou
numérique
– Les cartes sont souvent des produits
du SIG
– Juste un simple moyen de visualiser le
résultat d’une l’analyse
• Un logiciel informatique
STRUCTURE DU SIG ?
• Du matériel (ordinateurs,
périphériques, réseaux…)
• Des logiciels (Logiciels SIG du marchés,
développements spécialisés)
• Des données (génériques, spécifiques)
• Du savoir faire (procédures,
méthodes..)
• Une problématique (décrire, stocker,
comparer, comprendre, communiquer,
simuler..)
Une problématique... pour répondre à des besoins !
 Organiser des connaissances thématiques
 Analyser le territoire
 Améliorer et simplifier la communication ( partenaires ,
grand public..)
 Donner du sens pluridisciplinaire
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En définitive,
SIG : intégrateur de données et de
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des faits ou des phénomènes

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35
L’INFORMATION GEOGRAPHIQUE ?

– « Information qui est reliée à une
localisation sur la Terre, exprimée par
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– Matière première d’un SIG

• Dans un SIG les informations
numériques sont stockées dans une
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géographique

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graphiques (soit 2 manières de
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spatialisée)
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- Mode raster (ou image)
Raster
et
Vecteur
Monde réel

Représentation raster
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
41

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
R T
R
T
H
R
R
R R
R
R
T T
H
R
T T
R
R

Représentation vecteur
point
ligne

polygone
Distinction Raster et Vecteur

42
Vectorisation
Extraction de couches
(Layers)

43
Pixel (matrice)

Point (nœud)
Ligne (arc)
Polygone
(surface)
Quelques définitions

• Les Points
– définissent des localisations d'éléments séparés pour des
phénomènes géographiques trop petits pour être
représentés par des lignes ou des surfaces qui n'ont pas
de surface réelle comme les points cotés.
• Les lignes :
– représentent les formes des objets géographiques trop
étroits pour être décrits par des surfaces (ex : rue ou
rivières) ou des objets linéaires qui ont une longueur mais
pas de surface comme les courbes de niveau.
• Les polygones :
– représentent la forme et la localisation d'objets homogènes
comme des pays, des parcelles, des types de sols ...
Notion de couches de données

Relation dynamique

46
De la réalité aux données
Réalité
composée de

Phénomènes
(objet tangible tel maison, champs évènement tel accident,,
être vivant tel personne, concept tel lot)

modélisés par

Classe d'objets (entités) ex.: maison
décrites par

Attributs ex.: spéculations culturales
Opérations ex.: calcul rendement à l’hectare
qui contiennent ou produisent une

Donnée ex.: 2
47
Source: Y. Bédard & S. Larrivée (2000). Notes de cours. Département des sciences géomatiques, Université Laval, Québec.
Des données géo-référencées
Quel que soit le type de modélisation graphique
choisi dans un SIG les données sont
géoréférencées.
• Géoréférencer consiste à attribuer des
coordonnées cartographiques à un thème à
l'aide de points de calage. Il peut s'agir d'une
image en mode raster ou d'un thème en
mode vecteur.
Les objets sont repérés dans un référentiel
spatial
– Référence Géographique (latitude /
longitude)
ou
–Référence Cartographique (UTM,
Lambert, etc.)
UTILITÉ DU SIG ?

Fonctions dites « 5 A »
Le SIG permet d’:
- Acquérir (saisir, numériser, importer)
- Archiver (structurer, stocker, organiser)
- Accéder (éditer, gérer, interroger)
- Analyser (cartographier, simuler, traiter,
modéliser)
- Afficher (restituer, exporter)
des données spatialement référencées.
A faciliter la réponse à nombre de questions
que l’on se pose :
• Quelles sont les parcelles concernées par une
inondation éventuelle?
• Quelles sont les zones sensibles en cas
d‘épidémie ?
• Qu'est-ce qui a changé dans la zone depuis
1961 ?
• Quel est le chemin le plus rapide pour
aller de la caserne des pompiers à
l'incendie?
• Où implanter des postes de santé ?
• Quelles sont les zones favorables à la
culture du riz ?
• Comment évolue la déforestation de 1980
à aujourd’hui ?
Possibilité de :
• Disposer les objets dans un système de
géoréférencé,
• Convertir les objets graphiques d'un
système à un autre
• Facilite la superposition de cartes de
sources différentes
• Extraire tous les objets géographiques
situés à une distance donnée d'une route
• Fusionner des objets ayant une
caractéristique commune (par exemple :
toutes les maisons raccordées à un
réseau d'eau potable)
• Définir des zones en combinant plusieurs
critères (par exemple : définir les zones
inondables en fonction de la nature du
sol, du relief, de la proximité d'une
rivière).
PRINCIPAUX DOMAINES D’UTILISATION DU SIG ?

• Planification
urbaine
• Transport
• Marketing
• Tourisme
• Santé

•
•
•
•
•

Hydrologie
Foresterie
Protection civile
Télecoms
Etc.
Avantages du SIG
• Informations stockées de façon claire et
définitive
• Gestion d’une multiplicité d'informations
attributaires sur des objets
• Compréhension des phénomènes et
prévision des risques (simulations)
• Conception rapide de cartographies
• Localisation dans l'espace et dans le
temps
• Capacité de réaction rapide face aux
évènements ayant un impact sur le
territoire
• Précision des coûts ou des bénéfices
• Implication de divers partenaires dans les
choix d'aménagement
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PRINCIPAUX GROUPES D’UTILISATEURS ?

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  • 1. Université Cheikh Anta Diop de Dakar Faculté des Lettres et Sciences Humaines Département de Géographie Licence 3 UE … Cartographie et SIG Dr. Ibrahima Sylla Enseignant titulaire Département Géographie UCAD Février 2014
  • 2. Sommaire indicatif • Éléments d’introduction – Cartographie – SIG • Enjeux de société liés à la cartographie et au SIG – Démocratisation / Banalisation – Participation – Logiciels libres – Webmapping • Analyse de politique publique : le PNG
  • 5.
  • 6.
  • 7. Question Qu’est-ce que la cartographie ? Qu’est-ce que la cartographie n’est pas ?
  • 8. Cartographie ? • Confusion persistante pendant plusieurs siècles – Géographie (?) – Cartographie (?) – Topographie (?) • Causes : – Interférence entre les disciplines – Méthodes rudimentaires sinon artisanales ne permettant pas une spécialisation nette
  • 9. • Plusieurs définitions (littérature) • En 1966 – L’Association Cartographique Internationale (ACI) donne une définition selon laquelle la cartographie est l’« ensemble des études et des opérations scientifiques, artistiques et techniques intervenant à partir des résultats d’observations directes ou de l’exploitation d’une documentation, en vue de l’élaboration de cartes et autres modes d’expression, ainsi que de leur utilisation ».
  • 10. … • Suivant cette définition, la cartographie est à la fois : – Une Science, car ses bases sont mathématiques (détermination forme et dimensions Terre, systèmes de projection, canevas planimétrique et altimétrique, précision, fiabilité du produit) – Un Art , car impliquant des choix de représentation reposant sur des qualités esthétiques, didactiques – Une Technique, car nécessitant l’utilisation durant tout le processus de moyens sophistiqués (photo aériennes, satellites, ordinateurs, impression et diffusion)
  • 11. À vous ! Qu’est-ce que la carte ?
  • 12. Carte ? • Plusieurs définitions • Mais toutes les cartes ont en commun de représenter une portion de l’espace terrestre.
  • 13. … • Il apparaît à travers les définitions que : – La carte est une représentation, un dessin : un document visuel respectant des principes et des règles bien définis ; – La carte est une représentation plane : elle matérialise le passage de la sphère terrestre à un plan grâce aux systèmes de projection qui présentent tous des imperfections ;
  • 14. – La carte est une représentation réduite : elle présente souvent une portion de l’espace concerné avec un rapport de réduction que définit « l’échelle » ; – La carte est une représentation simplifiée : elle utilise une visualisation graphique et avec des figurés conventionnels ou non ; – La carte est une représentation conventionnelle : sa vocation est admise par tous et elle repose sur un langage partagé.
  • 15. Source : D. Poidevin, 1999. Typologie ?
  • 16. De manière générale : –« cartes de base » ou « cartes générales » « fonds de carte » – « cartes thématiques ou « cartes spéciales »
  • 19. En plus des catégories générales, il y a une typologie plus large concernant les cartes : –Cartes d'analyse –Cartes de géoconception et de planification –Cartes temporelles –Tableau de bord et cartes d'état opérationnel –Cartes d’inventaire des réseaux
  • 20. –Cartes statistiques (choroplèthe) –Cartes de présentation –Cartes heuristiques (mentales, cognitive, carte des idées, mind map) –Cartes de points d'intérêt –Cartes en 3D et globes
  • 22. [Cf. cours dernier sur] • Le langage cartographique – Mode d’implantation des variables visuelles – Types de variables visuelles – Propriétés des variables visuelles
  • 23. Le SIG ? « Système informatique permettant, à partir de diverses sources, de rassembler et d'organiser, de gérer, d'analyser et de combiner, d'élaborer et de présenter des informations localisées géographiquement, contribuant notamment à la gestion de l'espace ». (Société française de photogrammétrie et télédétection,1989).
  • 24. « Un SIG est un ensemble de principes, de méthodes, d'instruments et de données à référence spatiale, utilisé pour saisir, gérer, analyser, modéliser, simuler et cartographier les phénomènes et les processus distribués dans l'espace géographique. Les données sont analysées afin de produire l'information nécessaire pour aider les décideurs ». (d’après Thériault, 1992)
  • 25. Somme toute, expression aux significations variées désignant • Ensemble données spatiales structurées sous forme numérique • Système informatique (logiciel) pour manipuler données géoréférencées • Ensemble processus techniques et humains permettant l’utilisation d’informations géographiques (localisées) numériques
  • 26. Par conséquent, appellations multiples –SIRS (Système d’Information à Référence Spatiale) –SIE (Système d’Information sur l’Environnement) –SIL (Système d’Iinformation Localisée) –SIT (Système d’Information sur le Territoire) – Et de plus en plus Géomatique
  • 27. Quelle que soit l’appellation… • Les SIG ont pour vocation la production et l’exploitation d’informations géographiques pertinentes sur une problématique de gestion du territoire • Peu importe le terme que l’on emploie, le but visé est le même : moderniser notre façon de faire ...
  • 28. Ce que le SIG n’est pas ? • GPS – Global Positioning System
  • 29. • Une carte statique – papier ou numérique – Les cartes sont souvent des produits du SIG – Juste un simple moyen de visualiser le résultat d’une l’analyse
  • 30. • Un logiciel informatique
  • 31. STRUCTURE DU SIG ? • Du matériel (ordinateurs, périphériques, réseaux…) • Des logiciels (Logiciels SIG du marchés, développements spécialisés) • Des données (génériques, spécifiques) • Du savoir faire (procédures, méthodes..) • Une problématique (décrire, stocker, comparer, comprendre, communiquer, simuler..) Une problématique... pour répondre à des besoins !  Organiser des connaissances thématiques  Analyser le territoire  Améliorer et simplifier la communication ( partenaires , grand public..)  Donner du sens pluridisciplinaire  Prévoir, simuler, modéliser Décider
  • 32. En définitive, SIG : intégrateur de données et de fonctionnalités • Des données multi-sources… – Images – Cartes – Tableaux … géoréférencés
  • 33. Images satellitales et photos aériennes
  • 34. Des fonctionnalités multiples – Traitements d'images – Analyses spatiales – SGBD – Analyses statistiques
  • 35. • Explorer une base de données • Analyser des faits ou des phénomènes • Synthétiser un ensemble d’observations et/ou de variables • Présenter un diagnostic ou le résultat des analyses 35
  • 36. L’INFORMATION GEOGRAPHIQUE ? – « Information qui est reliée à une localisation sur la Terre, exprimée par rapport à un système de référence » – Matière première d’un SIG • Dans un SIG les informations numériques sont stockées dans une – Base de données géographiques
  • 37. Information spatiale • Localisation (X, Y, et éventuellement Z) • Forme (point, ligne, polygone) Information thématique • Attributs
  • 38.
  • 39. Dimension graphique de l’Information géographique Il existe deux modèles de données graphiques (soit 2 manières de représenter graphiquement l'information spatialisée) - Mode vectoriel (ou « vecteur ») - Mode raster (ou image)
  • 40.
  • 41. Raster et Vecteur Monde réel Représentation raster 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 41 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 R T R T H R R R R R R T T H R T T R R Représentation vecteur point ligne polygone
  • 42. Distinction Raster et Vecteur 42
  • 44. Pixel (matrice) Point (nœud) Ligne (arc) Polygone (surface)
  • 45. Quelques définitions • Les Points – définissent des localisations d'éléments séparés pour des phénomènes géographiques trop petits pour être représentés par des lignes ou des surfaces qui n'ont pas de surface réelle comme les points cotés. • Les lignes : – représentent les formes des objets géographiques trop étroits pour être décrits par des surfaces (ex : rue ou rivières) ou des objets linéaires qui ont une longueur mais pas de surface comme les courbes de niveau. • Les polygones : – représentent la forme et la localisation d'objets homogènes comme des pays, des parcelles, des types de sols ...
  • 46. Notion de couches de données Relation dynamique 46
  • 47. De la réalité aux données Réalité composée de Phénomènes (objet tangible tel maison, champs évènement tel accident,, être vivant tel personne, concept tel lot) modélisés par Classe d'objets (entités) ex.: maison décrites par Attributs ex.: spéculations culturales Opérations ex.: calcul rendement à l’hectare qui contiennent ou produisent une Donnée ex.: 2 47 Source: Y. Bédard & S. Larrivée (2000). Notes de cours. Département des sciences géomatiques, Université Laval, Québec.
  • 48. Des données géo-référencées Quel que soit le type de modélisation graphique choisi dans un SIG les données sont géoréférencées. • Géoréférencer consiste à attribuer des coordonnées cartographiques à un thème à l'aide de points de calage. Il peut s'agir d'une image en mode raster ou d'un thème en mode vecteur.
  • 49. Les objets sont repérés dans un référentiel spatial – Référence Géographique (latitude / longitude) ou –Référence Cartographique (UTM, Lambert, etc.)
  • 50. UTILITÉ DU SIG ? Fonctions dites « 5 A » Le SIG permet d’: - Acquérir (saisir, numériser, importer) - Archiver (structurer, stocker, organiser) - Accéder (éditer, gérer, interroger) - Analyser (cartographier, simuler, traiter, modéliser) - Afficher (restituer, exporter) des données spatialement référencées.
  • 51. A faciliter la réponse à nombre de questions que l’on se pose : • Quelles sont les parcelles concernées par une inondation éventuelle? • Quelles sont les zones sensibles en cas d‘épidémie ? • Qu'est-ce qui a changé dans la zone depuis 1961 ?
  • 52. • Quel est le chemin le plus rapide pour aller de la caserne des pompiers à l'incendie? • Où implanter des postes de santé ? • Quelles sont les zones favorables à la culture du riz ? • Comment évolue la déforestation de 1980 à aujourd’hui ?
  • 53. Possibilité de : • Disposer les objets dans un système de géoréférencé, • Convertir les objets graphiques d'un système à un autre • Facilite la superposition de cartes de sources différentes • Extraire tous les objets géographiques situés à une distance donnée d'une route
  • 54. • Fusionner des objets ayant une caractéristique commune (par exemple : toutes les maisons raccordées à un réseau d'eau potable) • Définir des zones en combinant plusieurs critères (par exemple : définir les zones inondables en fonction de la nature du sol, du relief, de la proximité d'une rivière).
  • 55. PRINCIPAUX DOMAINES D’UTILISATION DU SIG ? • Planification urbaine • Transport • Marketing • Tourisme • Santé • • • • • Hydrologie Foresterie Protection civile Télecoms Etc.
  • 56. Avantages du SIG • Informations stockées de façon claire et définitive • Gestion d’une multiplicité d'informations attributaires sur des objets • Compréhension des phénomènes et prévision des risques (simulations) • Conception rapide de cartographies
  • 57. • Localisation dans l'espace et dans le temps • Capacité de réaction rapide face aux évènements ayant un impact sur le territoire • Précision des coûts ou des bénéfices • Implication de divers partenaires dans les choix d'aménagement • Définition d’itinéraires et de plans adaptés
  • 58. PRINCIPAUX GROUPES D’UTILISATEURS ? - Pouvoirs publics Collectivités locales Bureaux d'études Centres de recherche Gestionnaires de réseaux Organismes publics Universités et Grandes écoles