Cette formation de cinq jours sur les systèmes d'information géographique (SIG) avec le logiciel ArcGIS 10 vise à enseigner l'intégration des données, l'analyse spatiale et la création de cartes. Le document explique les composants matériels et logiciels des SIG, ainsi que les méthodes de saisie et de mise à jour des données. Les applications des SIG sont vastes, allant de l'urbanisme à la santé publique, et leur efficacité est démontrée dans la prise de décision et la planification.

1. Par
Abdallahi Ould Lemrabott
Email: alemrabot@gmail.com
Juin 2013

2.  1er jour: généralité sur le SIG
 2em jour: Présentation du logiciel ArcGIS .
 3em jour :L’intégration des données dans un
SIG
 4em jour: Analyse spatiale et thématique
 5em jour: mise en page et production des cartes

3.  L’objectif de cette formation est de
vous aider à démarrer avec le logiciel ESRI®
ArcGIS®10 et d’illustrer les méthodes et les
procédures nécessaires à la bonne marche d’un
projet de système d’information géographique
(SIG)

4.  Un système d’Information Géographique est un
outil informatique permettant de représenter et
d’analyser toutes les choses qui existent sur terre
ainsi que tous les événements qui s’y produisent.
 Les SIG offrent toutes les possibilités des bases de
données (telles que requêtes et analyses
statistiques) et ce, au travers d’une visualisation
unique et d’analyse géographique propres aux
cartes. Ces capacités spécifiques font du SIG un
outil unique, accessible à un public très large et
s’adressant à une très grande variété d’applications

5. Un Système d’Information Géographique est constitué de 5 composants
majeurs :
Matériel
Les SIG fonctionnent aujourd’hui sur une très large gamme d’ordinateurs des
serveurs de données aux ordinateurs de bureaux connectés en réseau ou
utilisés de façon autonome.
Logiciels
Les logiciels de SIG offrent les outils et les fonctions pour stocker, analyser et
afficher toutes les informations.
Principaux composants logiciel d’un SIG :
Outils pour saisir et manipuler les informations géographiques.
Système de gestion de base de données.
Outils géographiques de requête, analyse et visualisation.
Interface graphique utilisateur pour une utilisation facile.
Données
Les données sont certainement les composantes les plus importantes des SIG.
Les données géographiques et les données tabulaires associées peuvent, soit
être constituées en interne, soit acquises auprès de producteurs de données.

6.  Données
Les données sont certainement les composantes les plus
importantes des SIG. Les données géographiques et les données
tabulaires associées peuvent, soit être constituées en interne, soit
acquises auprès de producteurs de données
 Utilisateurs
Un Système d’Information Géographique (SIG) étant avant
tout un outil, c’est son utilisation (et donc, son ou ses utilisateurs)
qui permet d’en exploiter la quintessence.
Les SIG s’adressent à une très grande communauté d’utilisateurs
depuis ceux qui créent et maintiennent les systèmes, jusqu’aux
personnes utilisant dans leur travail quotidien la dimension
géographique.
Méthodes
La mise en œuvre et l’exploitation d’un SIG ne peut s‘envisager
sans le respect de certaines règles et procédures propres à chaque
organisation.

7.  Un SIG stocke les informations concernant le monde sous
la forme de couches thématiques pouvant être reliées les
unes aux autres par la géographie.
Ce concept, à la fois simple et puissant a prouvé son
efficacité pour résoudre de nombreux problèmes concrets.
 Références géographiques
L’information géographique contient soit une référence
géographique explicite (latitude & longitude ou grille de
coordonnées nationales) ou une référence géographique
implicite (adresse, code postal, nom de route…).
Le géocodage, processus automatique, est utilisé pour
transformer les références implicites en références explicites
et permettre ainsi de localiser les objets et les événements
sur la terre afin de les analyser.

9.  Les Systèmes d’Information Géographique exploitent deux différents
types de modèles géographiques :
 Le modèle vecteur
Dans le modèle vecteur, les informations sont regroupées sous la forme
de coordonnées x, y. Les objets de type ponctuel sont dans ce cas
représentés par un simple point. Les objets linéaires (routes, fleuves…)
sont eux représentés par polyligne. Les objets polygonaux (territoire
géographique, parcelle…) sont, quant à eux, représentés par des polygone

Le modèle raster
Le modèle raster, quant à lui, est constitué d’une matrice de points
pouvant tous être différents les uns des autres.
Il s’adapte parfaitement à la représentation de données variables
continues telles que la nature d’un sol…

10.  Les SIG aident à la prise de décision, à
la planification et à la gestion dans un
environnement de résolution de problèmes. Les
exemples suivant, montrent les possibilités
d'applications des SIG.

11.  Urbanisme
 Mine et pétrole
 Agriculture
 Gestion durable des ressources
 Risques d'inondation
 Collecte des déchets
 Militaire
 Géomarketing
 Santé Publique
 …..

12.  Pour commencer, il faut installer ArcGIS sur un
ordinateur doté du système d’exploitation
Windows.
 Le logiciel ArcGis 10.0 est un système
d’information géographique développé par la
société ESRI (Environmental Systems Research
Institute). C’est un outil pour gérer, visualiser,
cartographier, interroger et analyser toutes les
données disposant d’une composante spatiale.
 ArcGis se décline en trois licences aux
fonctionnalités et prix croissants: ArcView,
ArcEditor et ArcInfo.

13. ArcCatalog
Arcap
ArcToolbox

14.  A l’aide de ces trois applications, vous
pouvez effectuer toutes les tâches SIG, de la
plus simple à la plus avancée, y compris la
cartographie, la gestion des données, l’analyse
géographique, la mise à jour des données, le
géoréférencement des cartes et le géotraitement
etc.

16. ArcCatalog
Permet de gérer les fichiers de données et
l’organisation des bases de données ainsi que
d’enregistrer et de visualiser les métadonnées
ArcMap
Est utilisé pour toutes les tâches de cartographie et
de mise à jour ainsi que pour les analyses associées
aux cartes.

17.  ArcCatalog permet d'accéder à l'ensemble des données et des
documents cartographiques du Système d'Information
Géographique.
 On peut faire glisser des sources de données du catalogue vers
l'application ArcMap afin de les afficher ou les faire glisser vers
l'application ArctoolBox afin de les utiliser en tant que paramètre
d'un traitement.
 C’est idéalement dans cette interface que l’on exécutera les actions
les plus courantes listées ci-dessous:
 - Créer de nouvelles données (Fichiers de forme, géodatabases
personnelles, classes d’entité, tables, jeux de classes d’entité…);
 - Attribuer un système de coordonnées lorsqu’il n’est pas reconnu
par le logiciel, ou non attribué;
 - Supprimer une couche définitivement de l’ordinateur ;
 -Copier et coller des données ;
 - Importer ou exporter de nouvelles données sous forme de
Fichiers de forme, de classes d’entité ou de raster.

18. Barre
d’outilset de
gestion des
dossiers
Explorateur
de dossiers
et fichiers
Explorateur
de dossiers
et fichiers

19.  Les formats de données visibles dans ArcCatalog sont :
 - Tables attributaires, feuilles de calcul Excel pour les versions 9.2
et plus et dBase (*.dbf)
 - Bases de données : Géodatabases personnelles (*.mdb), fichier
Access.
 - Fichiers de formes (*.shp) polygones, lignes, points : Ce sont les
entités graphiques qui sont géoréférencées. Un fichier de formes
est associé à une table (*.dbf) qui peut contenir un nombre indéfini
de données par entité.
 - Fichiers couches (*.lyr) : Ce sont les représentations graphiques
issues des fichiers de formes.
 - Les classes d’entité stockées dans les Géodatabases personnelles.
 - Fichiers raster sont les fichiers images auxquels chaque couleur
est rattachée une valeur numérique attribuée à un pixel ou à un
ensemble de pixels.
 - Formats de données CAO/ DAO (DXF, DGN, DWG)

20. Image raster
Classed’entité polygone
Fichierde formepolygone
Fichierde formepoint
Document ArcMap
Document ArcScene
Fichierde formeligne
Géodatabasepersonnel
Fichierde couche
FichierExcel

21.  ArcToolbox est le module dans ArcGis 10.x qui
permet d’accéder à toutes les fonctionnalités
puissantes de traitement et d’analyse. La boîte à
outils fournit un ensemble très riche de fonctions
de géotraitement. Il convertit aussi les formats de
données pour l’importation ou l’exportation de
fichiers, ainsi que les changements de projection.
 L’ensemble des outils présents dans chaque boîte à
outil n’est pas obligatoirement accessible. Certains
nécessitent l’achat d’extensions supplémentaires.
 .

22.  Lancement d’ArcToolBox à partir de ArcCatalog

23. Acces
ArcToolboox

24.  ArcMap est l’outil qui permet de créer,
d’afficher, d’interroger, de modifier, de
composer et de publier des cartes.
 Pour lancer ArcMap
 Menu démarrer de Windows puis ArcGis et
cliquez ensuite sur ArcMap


27. Zone d'affichage géographique permet de
visualiser l'ensemble des données spatiales
Le bloc de
données
La barre des menus
principale
Barre de titre
barre d’outils standard
La barre d’outils de navigation, de sélection, de
mesure des distances, des périmètres, surfaces

28. La partie centrale de la fenêtre est la zone d‘affichage de la carte. La façon
dont s’affiche la carte est déterminée par la Table des matières (légende).
La table des matières représente toutes les couches (tableaux de données,
fichiers de forme, classes d’entité, images raster…) ouvertes dans le projet.
Ces couches sont visibles lorsqu’elles sont cochées et invisibles lorsqu’elles
sont décochées. L’ordre des couches de haut en bas configure les priorités de
visibilité des fichiers, c’est à dire qu’une couche située en haut de la table
des matières masquera, sur la carte, les autres couches lors de
superpositions.
C’est pourquoi il est toujours utile de mettre les couches ponctuels en haut
suivies des couches linéaires, des couches surfaciques et enfin de mettre les
rasters tout en bat de la table des matières (s’ils ont une étendue supérieure
à celle des couches surfaciques).

29.  La table de matière peut être personnalisée. Quatre modes :
principales d’affichage sont possibles :
 - Mode d’affichage des données uniquement. C’est dans ce
mode qu’on peut intervertir l’ordre d’affichage des couches ;
 - Mode source où on peut observer le chemin complet de
stockage de la donnée ;
 - Mode sélection où les données sélectionnées sont affichées
en gras dans la table de matière ;
 - Mode Catalog où la table de matière se transforme en
ArcCatalog et où on peut effectuer les opérations de base
d’ArcCatalog comme la création de nouvelles entités ou
l’exploration individuelle de la table attributaire ou de la
géométrie des fichiers de forme et des classes d’entité.
 La table de matière peut être personnalisée de la façon
suivante

30.  Ajouter une couche à la carte
 Maintenant que vous avez ouvert une carte et
défini l’étendue au centre, il est temps de
passer à la réalisation de la carte dont vous
avez besoin.
 Pour ajouter des dos couches à la carte vous
avez deux possibilités
.

31. 1
2
1. Cliquer sur ArcCatalog et naviguer jusqu’à la couche à ajouter
2. Cliquer sur la couche et glisser dans la table de matière de Arcmap

33.  Ouvrir la table attributaire d’une couche
 1-clique droit sur la couche
 2 clique sur open atribute table

35. Méthodes de création de
données

36.  Collecte des données sur le terrain
Certaines données SIG sont directement capturées sur
le terrain à l'aide d'un système de positionnement
global (GPS). Les GPS calculent leur position à l'aide
des signaux issus des satellites (et parfois des stations
de base). Plusieurs niveaux de fonctionnalité et de
précision sont disponibles et vous devez donc veiller
à utiliser un système GPS aussi précis que les données
qui seront exploitées. Les unités GPS peuvent être
connectées à des ordinateurs portables ou des Tablet
PC pour enregistrer les données sur le terrain.

37.  Numérisation des données
La numérisation, processus de conversion des
entités en format numérique, est l'une des
méthodes de création des données.
La numérisation interactive, est l'une des
méthodes les plus utilisées. Cette méthode vous
permet d'afficher une photographie aérienne, une
image satellite à l'écran sous forme d'un fond de
carte, puis de tracer au-dessus des entités, par
exemple des routes, des bâtiments ou des
parcelles.

38.  Avant de créer ou de mettre à jour des entités dans
ArcMap, vous devez disposer d'une classe
d'entités existante à mettre à jour. Si vous n'en avez
pas, vous pouvez créer une nouvelle classe
d'entités de géodatabase ou un shapefile dans la
fenêtre Catalogue.
 La barre d'outils Editeur et la fenêtre Créer des
entités contiennent les outils de mise à jour d'entité
les plus souvent utilisés.
 Une fois que vous avez ajouté les données à mettre
à jour dans ArcMap, vous devez exécuter un
workflow de base :

39.  Sélectionnez l'espace de travail et le bloc de données à
mettre à jour.
 Démarrez une session de mise à jour (ouvrir une
session de mise à jour).
 Choisissez un modèle d'entité et un outil de
construction dans la fenêtre Créer des entités.
 Définissez des propriétés de mise à jour
supplémentaires ou des options, telles que la capture.
 Créez l'entité (par exemple en la numérisant sur la
carte).
 Ajoutez des attributs à l'entité ou mettez à jour les
attributs existants.
 Enregistrez les modifications et arrêtez la mise à jour.

42.  Créer un fichier Excel de données avec des
coordonnées en degrés décimaux (ce fichier
peut être extrait d’un GPS). Enregistrer avec
 l’extension .xls ou xlsx et fermer le document

44.  Dans la fenêtre « Add », sélectionner le
répertoire, puis le fichier Excel et
 appuyer sur « Add ». Sélectionner la feuille sur
laquelle se trouvent les
 données et appuyer de nouveau sur « Add ».
Dans la section X field,
 sélectionner la colonne du tableau Excel de la
longitude et dans la section Y field la colonne
du tableau Excel de la latitude. Cliquer sur «
OK ».

45.  Ouvrir ArcMap, cliquer sur File, descendre
jusqu’à Add Data, puis choisir
 Add XY Data.

46.  Une nouvelle fenêtre apparaît. Cliquer sur
l’icône de dossier pour rechercher le fichier
Excel.

47.  Les points apparaissent à l’écran. Faire un clic-
droit sur le titre de la couche temporaire,
descendre dans le menu jusqu’à « Data », puis
 « Export data ».

48.  Les données raster sont généralement obtenues
par numérisation de cartes ou acquisition de
photographies aériennes et d'images satellite.
Les jeux de données des cartes numérisées ne
contiennent généralement pas d'informations
de références spatiales (incorporées au fichier
ou dans un fichier séparé).

49.  Le géoréférencement d'une image fait
correspondre à chaque pixel de cette dernière
un couple de coordonnées géographiques (en
degrés, en mètres...). Ce processus permet
d'afficher l'image dans un contexte spatial. Les
avantages sont une juxtaposition avec les
autres couches de données occupant le même
espace géographique, et la mesure sur le PC de
coordonnées, distances et surfaces réelles.

50.  Importer l'image dans ArcMap
 Dans la barre d'outils géoréférencement, choisir l'image à
géoréférencer.
 Cliquer sur l'icône avec deux croix : une rouge et une bleue.
 Cliquer sur un point de l'image dont on connaît les
coordonnées. Cliquer une deuxième fois au même endroit
pour créer un couple de points, sans que l'image ne bouge
(ce qui évite à ArcMap de devoir la recalculer à chaque fois).
 Faire de même avec tous les points de coordonnées connues.
 Puis, cliquer sur l'icône « table des liens », toujours dans la
barre d'outils « géoréférencement » (un carré avec deux crois
rouges et deux croix bleues).
 Pour chaque point, renseigner les coordonnées X et Y

53.  Les bases de données, une fois créées, peuvent subir
des requêtes. Ces requêtes peuvent être réalisées selon
les attributs de la base de données ou selon la
localisation géographique des entités. Le résultat de ces
requêtes est une sélection d’entité qui peut être
exportée vers un autre fichier de forme.

 Méthodes de sélection

 Les entités peuvent être sélectionnées de différentes
manières, soit manuellement, soit par l’intermédiaire
d’une requête sur leurs attributs ou sur leur
localisation géographique.


54.  Sélection manuelle
 La méthode de sélection la plus simple reste la
sélection manuelle. Il suffit de définir les couches
sélectionnables et le type de sélection, puis enfin
d’effectuer la sélection : Sélection de «Définir les
couches sélectionnables» dans le menu
« Sélection »
1. Activation des couches que l’on veut pouvoir
sélectionne,
2. Sélection de la fonction « Sélection d’entités »
3. Sélection des entités désirées

55.  Sélection par attribut
Cette sélection est réalisée par une requête sur les attributs
d’un ou plusieurs champs de la table attributaire d’une
couche (fichier de forme ou classe d’entité).
 1) Sélection de la fonction « Sélection Attributs » dans
le menu « Sélection »
1

56.  2) Choix de la couche sur laquelle est effectuée la sélection
 3) Choix du type de sélection
 Créer une nouvelle sélection
 Ajouter à la sélection actuelle
 Effacer de la sélection actuelle
 Sélectionner parmi la sélection actuelle
 4) Indication de la requête
2
3
4

57. = Égal
> Supérieur
>= Supérieur ou égal
< Inférieur
<= Inférieur ou égal
Comme Equivalent de l’égal, à utiliser lorsque des caractères sont inconnus (avec _ ou %)
Et Relation entre deux formules
Ou Relation entre deux formules
Pas Exclusion (devant la formule)
% Remplace plusieurs caractères
_ Remplace un caractère
Pour formuler une requête, il faut tout d’abord mentionner le champ,
choisir un opérateur, puis choisir une valeur ou des caractères. Les champs
disponibles s’affichent automatiquement lors du choix du fichier de forme
ou de la table. De même, les différentes valeurs ou caractères s’affichent lors
du choix du champ.
Les opérateurs sont les suivants :

58.  Sélection par localisation
 Les requêtes spatiales se réalisent entre deux
couches. On utilise des opérateurs
géographiques pour obtenir des sélections qui
répondent à une interrogation. Par exemple on
 peut extraire les communes traversées par une
route goudronnée ou par à un réseau
hydrographique en utilisant l’opérateur
intersect.

59.  1 cliquer qur selection
 2 selection by location
2
2

60.  3 cochez la couche à sélectionner
 4 choisissez la couche source
 Choisissez le critère
4
5
3

61.  Symbologie
 Les classes d’entité et les fichiers de forme
peuvent être symbolisées simplement par un
figuré unique, mais également selon les
quantités ou les catégories d’un champ de leur
tables attributaires. Il faut donc tout d’abord
examiner la nature du champ à représenter.
 Les catégories sont représentées par différentes
couleurs ou différents figurés et le champ
d’appui peut être numérique ou texte.




62.  Les quantités peuvent être symbolisées de
différentes manières et le champ d’appui ne peut
être que numérique :
 par des couleurs graduées : « Couleurs graduées »
 par des symboles gradués : « Symboles gradués»
 par des symboles proportionnels :
« symboles Proportionnels»
 par des densités de points : « Densité des points»
 Ces quantités peuvent également être représentées
par différents diagrammes :
 Secteurs Bars / Colonnes
 Bâtons empilés

63.  Ces différentes possibilités de représentation
sont disponibles en cliquant droit sur la couche
dans la table de matière, on clique ensuite sur
propriétés, puis sur l’onglet « Symbologie »
 Les deux exemples suivants représentent les
cas les plus courants : la symbolisation par
couleurs graduées (uniquement pour un seul
champ), et la représentation par camembert
(pour plusieurs champs

64.  Symbolisation par couleurs graduées (pour un champ)
 1) Choix de l’onglet « Symbologie »
 2) Sélection du menu « Couleurs graduées » dans
« Quantités »
 3) Choix du champ à symboliser
 4) Choix du nombre de classes
 5) Indication de la limite supérieure de chaque fourchette

 Représentation par camemberts (pour plusieurs champs)
 1) Choix de l’onglet « Symbologie »
 2) Sélection du menu « Secteurs» dans « Diagrammes»
 3) Choix des champs que l’on veut symboliser ainsi que leur
figuré

66.  Créez tout d'abord un nouveau champ de type
double (cf. "Comment ajouter un champ" ?)
 Faites un clic droit sur l'en-tête de ce champ ->
"Calculer la géométrie".
 Dans la liste déroulante, choisir la propriété à
calculer : cette liste dépend évidemment du type
d'entités de la couche (voir tableau ci-dessous).
 Indiquer si les calculs se feront sur la base de la
référence spatiale de la couche, ou de celle du bloc
de données. Cette dernière option permet de
calculer facilement des coordonnées dans un
système différent de celui de la couche.
 Enfin, choisir l'unité surfacique ou linéaire désirée.

69.  Nous accédons maintenant au mode Mise en
page d’ArcMap pour mettre en forme nos
cartes.
 Pour se mettre en mode mise en page on clique
sur le bouton mise en page

71.  Les éléments liés aux blocs
 Ces éléments sont liés au bloc de données actif.
Ils évoluent en fonction des modifications qui
lui sont apportées.

72. Barre de navigation
en mode page
Pour insérer une flèche du Nord
Pour insérer une barre d’échelle
Pour insérer une légende
Pour insérer un titre

73.  La flèche Nord
Elle s’ajoute depuis menu Insertion / Flèche Nord. Vous avez le choix
entre différents symboliques et pouvez modifier leur taille et leur
couleur
 La barre d’échelle
 Elle s’ajoute depuis le menu Insertion / Barre d’échelle., vous
accédez à une bibliothèque de symboles. Dans les propriétés
de la barre d’échelle vous pourrez définir le nombre de
divisions, de sous divisions, l’unité que vous souhaitez afficher.
 La légende
 Elle s’ajoute à l’aide d’un assistant depuis le menu Insertion /
Légende.
 Un grand nombre de paramètres sont modifiables (choix des
couches, ordre, police, bordures et couleur, espacement entre
différents éléments, etc.)

74.  « Aggregate Polygons » (sous « Cartography
Tools, Generalization ») : généralise la
représentation d’un phénomène. Exemple :
montre les polygones qui ont moins de 5
mètres qui les séparent.

75.  « Append » (sous « Data Management Tools,
General ») : rassemble deux
couches de données matricielles ou vectorielles.
Contrairement à « Merge », ne crée pas de
nouvelle couche. « Append » transfert
l’information d’une couche vers une autre déjà
existante « target ».

76.  « Buffer » (sous « Analysis Tools, Proximity ») :
crée un polygone représentant une distance
spécifique autour d’éléments. (Procédure
existante)
 « Clip » (sous « Analysis Tools, Extract ») :
découpe un territoire (Ex. : bassin versant).
(Procédure existante)
 « Dissolve » (sous « Data Management Tools,
Generalization ») : simplifie, crée une nouvelle
couche plus simple. Exemple : création d’une
couche représentant
 les régions administratives à partir d’une couche
représentant les MRC.

77.  « Erase » (sous « Analysis Tools, Overlay ») :
enlève une section d’un polygone.
 (Ex. : enlever la partie occupée par le fleuve St-
Laurent d’une limite administrative).

79.  il y arrive souvent que des entités demeurent
séparées.
 Pour fusionner ces deux polygones, il faut ouvrir
la boîte d’outils
 « ArcEditor ». Cliquer sur cette icône dans la barre
d’outils . Dans la boîte d’outils « ArcEditor »,
cliquer sur le menu « Editor », puis sur « Start
Editing ».
 Choisir ensuite l’outil « Edit tool » et sélectionner
tous les polygones à assembler en cliquant sur
ceux-ci en gardant la touche « majuscule »
 enfoncée.

81.  Creer un bouveau shapfile de type polyline en ArcCatalog
 En ArcMap, ajouter le shepfiles de type poygone et le
nouvau shapfile de type polyline c
 Selectionner Star tEditing dans la barre Editor tools.
 Set the Task to Create New Feature and the Target to the
polyline shapefile.
 Click Select All on the Context menu of the polygon
shapefile.
 Select Copy from the ArcMap Edit menu or type Ctrl+C.
 Select Paste from the ArcMap Edit menu or type Ctrl+V.
 Save your edits.

82.  Les extensions les plus connues d’ArcGis sont
les suivantes :
 - Spatial Analyst : Modélisation spatiale
avancée

 - 3D Analyst : Modélisation 3D

 - Geostatistical Analyst : Analyses statistiques
et cartographie avancée