Florent DEMORAES Marc SOURIS Elisabeth HABERT Tania SERRANO

Florent DEMORAESFlorent DEMORAESMarc SOURIS Marc SOURIS Elisabeth HABERTElisabeth HABERTTania SERRANOTania SERRANO

Master Géographie de la SantéMaster Géographie de la SantéParis X. NanterreParis X. Nanterre

Laboratoire de Cartographie Appliquée Laboratoire de Cartographie Appliquée IRD - BondyIRD - Bondy

Formation SIG-SantFormation SIG-Santéé

Récupération de données et saisie Récupération de données et saisie graphiquegraphique

SommaireSommaire

► Récupération des données Récupération des données ContexteContexte Les spécifications OGCLes spécifications OGC D’autres serveurs d’information géographiqueD’autres serveurs d’information géographique

► Saisie vectorielle: quelques définitionsSaisie vectorielle: quelques définitions Contraintes d’intégritéContraintes d’intégrité Règles topologiquesRègles topologiques

► Savedit Savedit : module d’importation et saisie vectorielle: module d’importation et saisie vectorielle

Récupération de donnéesRécupération de données

Devant la multiplicité des formats et des modèles utilisés par les logiciels pour Devant la multiplicité des formats et des modèles utilisés par les logiciels pour stocker et structurer l’information géographique, l’OGC (stocker et structurer l’information géographique, l’OGC (Open GIS ConsortiumOpen GIS Consortium) ) fut fondée en 1994. Son objectif est de définir des fut fondée en 1994. Son objectif est de définir des standardsstandards qui facilitent qui facilitent l’accès, l’échange et l’utilisation de l’information géographique pour mieux l’accès, l’échange et l’utilisation de l’information géographique pour mieux partager les données.partager les données.

C’est ainsi que l’OGC a élaboré des spécifications pour assurer l’C’est ainsi que l’OGC a élaboré des spécifications pour assurer l’interopérabilitéinteropérabilité des architectures géospatiales. Ces spécifications sont destinés aux éditeurs de des architectures géospatiales. Ces spécifications sont destinés aux éditeurs de logiciels, qui sont libres de les implémenter (ou non) dans leurs produits.logiciels, qui sont libres de les implémenter (ou non) dans leurs produits.

Deux des spécifications techniques issues de l’OGC sont : les flux WMS (Deux des spécifications techniques issues de l’OGC sont : les flux WMS (Web Web Map ServiceMap Service) et WFS () et WFS (Web Features ServicesWeb Features Services). ).

Récupération de donnéesRécupération de données

ContexteContexte

Ce service fournit des cartes sous la forme d’images, à partir de Ce service fournit des cartes sous la forme d’images, à partir de données géo- référencés. La carte s’affiche selon les réglages données géo- référencés. La carte s’affiche selon les réglages sémiologiques du serveur émetteur. Il fournit également les sémiologiques du serveur émetteur. Il fournit également les métadonnées et peut afficher sur l’écran l’information sur un objet métadonnées et peut afficher sur l’écran l’information sur un objet sélectionnésélectionnéUn serveur WMS retourne au client la carte qu’il a demandée selon les Un serveur WMS retourne au client la carte qu’il a demandée selon les paramètres choisis :paramètres choisis :

Les couches à inclure dans la carteLes couches à inclure dans la carte Le système de projection/coordonnéesLe système de projection/coordonnées L’étendue géographique souhaitéeL’étendue géographique souhaitée La taille de la carte généréeLa taille de la carte générée Le format de la carte générée : formats « image » Le format de la carte générée : formats « image » GIF, PNG, JPEGGIF, PNG, JPEG

Il est impossible de travailler sur les objets ou de réaliser des requêtes Il est impossible de travailler sur les objets ou de réaliser des requêtes (ex. la surface, création d’un buffer, etc.).(ex. la surface, création d’un buffer, etc.).

Récupération des donnéesRécupération des donnéesWMS (WMS (Web Map ServiceWeb Map Service))

Source: CERTU-revu Signature-mars 2004

Le principe est le même que pour le WMS mais ce type de serveur fournit des Le principe est le même que pour le WMS mais ce type de serveur fournit des objets géographiques (sous forme vectorielle). Ces objets pourront ensuite être objets géographiques (sous forme vectorielle). Ces objets pourront ensuite être traités par le SIG .traités par le SIG .

Le format de réponse est le GML (Le format de réponse est le GML (Geography Markup LanguageGeography Markup Language). Ce format ). Ce format permet de manipuler les systèmes de coordonnées, la géométrie, la topologie, permet de manipuler les systèmes de coordonnées, la géométrie, la topologie, les unités de mesure, les valeurs associées…les unités de mesure, les valeurs associées…

Le client WFS peut être un navigateur, une application informatique, un logiciel Le client WFS peut être un navigateur, une application informatique, un logiciel SIG ou encore un serveur WMS accédant au serveur WFS pour obtenir des SIG ou encore un serveur WMS accédant au serveur WFS pour obtenir des données qui lui permettront de réaliser la carte demandée par le client WMS. données qui lui permettront de réaliser la carte demandée par le client WMS.

La principale différence avec le WMS est la possibilité de récupérer des objets et La principale différence avec le WMS est la possibilité de récupérer des objets et pouvoir donc procéder à des requêtes, de réaliser une analyse sur un attribut, pouvoir donc procéder à des requêtes, de réaliser une analyse sur un attribut, etc.etc.

Récupération des donnéesRécupération des donnéesWFS (WFS (Web Feature Web Feature ServiceService))

Source: CERTU-revu Signature-mars 2004

Cartorisque (MEEDAT). Interface web pour la visualisation des couches Cartorisque (MEEDAT). Interface web pour la visualisation des couches d’informationd’information

Récupération des donnéesRécupération des données

Exemple de serveur WMSExemple de serveur WMS

Géolittoral. Interface web pour le WMS. Géolittoral. Interface web pour le WMS.

Les données sont accesibles également via WFS en utilisant un client lourd Les données sont accesibles également via WFS en utilisant un client lourd (GvSIG, ArcGIS, MapInfo, Jump, SavGIS, etc.). L’adresse à renseigner est la (GvSIG, ArcGIS, MapInfo, Jump, SavGIS, etc.). L’adresse à renseigner est la suivante: http://geolittoral.application.equipement.gouv.fr/wms/metropole?suivante: http://geolittoral.application.equipement.gouv.fr/wms/metropole?


Exemple de serveur WMS/WFSExemple de serveur WMS/WFS

GéoportailGéoportail

Projet impliquant l’IGN et le BRGM, il permet la visualisation des couches Projet impliquant l’IGN et le BRGM, il permet la visualisation des couches d’information (ex: surfaces bâties, réseau routier, lignes électriques, etc.). Il d’information (ex: surfaces bâties, réseau routier, lignes électriques, etc.). Il permet également la visualisation d’un assemblage de photographies aériennes permet également la visualisation d’un assemblage de photographies aériennes (BD ORTHO) à une résolution de 50 cm sur tout le territoire français.(BD ORTHO) à une résolution de 50 cm sur tout le territoire français.

L’information est fourni en RGF 1993 et exprimée en coordonnées L’information est fourni en RGF 1993 et exprimée en coordonnées géographiques, mais également en Lambert II et Lambert 93 (coordonnées de géographiques, mais également en Lambert II et Lambert 93 (coordonnées de projection) pour la France métropolitaine et en projection UTM pour les territoires projection) pour la France métropolitaine et en projection UTM pour les territoires d’outre mer.d’outre mer.


D’autres serveurs d’information géographiqueD’autres serveurs d’information géographique

L’interface web permet la L’interface web permet la visualisation en 2D et le visualisation en 2D et le logiciel TerraExplorer logiciel TerraExplorer permet la visualisation en permet la visualisation en 3D.3D.

Google Maps, Bing, Yahoo MapsGoogle Maps, Bing, Yahoo Maps

Service gratuit (pour l’usage personnel et non commercial) utilisable depuis un Service gratuit (pour l’usage personnel et non commercial) utilisable depuis un navigateur web. Fournit des plans (nom des rues, quartiers, villes, etc.) et des navigateur web. Fournit des plans (nom des rues, quartiers, villes, etc.) et des images satellites ou aériennes (qui couvre aujourd’hui le monde entier) en 2D. Il images satellites ou aériennes (qui couvre aujourd’hui le monde entier) en 2D. Il est possible également de visualiser le relief en estompage. est possible également de visualiser le relief en estompage.

Des images de haute résolution (60 cm à 2 m) sont disponibles sur de Des images de haute résolution (60 cm à 2 m) sont disponibles sur de nombreuses villes, notamment les plus grandes du monde. Le reste est couvert nombreuses villes, notamment les plus grandes du monde. Le reste est couvert par des images d’une résolution variable. par des images d’une résolution variable.



Google EarthGoogle Earth

Logiciel de Google, permet la visualisation de la Terre en 3D avec un Logiciel de Google, permet la visualisation de la Terre en 3D avec un assemblage de photographies aériennes ou images satellitales géoréférencés assemblage de photographies aériennes ou images satellitales géoréférencés en WGS 84 et exprimés en coordonnées géographiques.en WGS 84 et exprimés en coordonnées géographiques.

La qualité des images n’est pas constante dans tout le globe, comme dans La qualité des images n’est pas constante dans tout le globe, comme dans Google Maps.Google Maps.

Ces images peuvent servir de référence (voir conditions spécifiques de Google) Ces images peuvent servir de référence (voir conditions spécifiques de Google) pour la saisie graphique et ensuite la génération des cartes.pour la saisie graphique et ensuite la génération des cartes.



Open Street MapOpen Street Map

Projet qui fournit, gratuitement et libre de droit, l’information géographique Projet qui fournit, gratuitement et libre de droit, l’information géographique concernant le réseau routier. A vocation mondiale, l’information est alimentée et concernant le réseau routier. A vocation mondiale, l’information est alimentée et éditée par tout utilisateur qui le souhaite. Les cartes reposent sur le fond des éditée par tout utilisateur qui le souhaite. Les cartes reposent sur le fond des images satellitales, en utilisant le système GPS ou d’autres données libres.images satellitales, en utilisant le système GPS ou d’autres données libres.

Les logiciels d’édition et de rendu des cartes sont sous licence libre et multi-Les logiciels d’édition et de rendu des cartes sont sous licence libre et multi-plateformes (Linux, MacOS X et Windows)plateformes (Linux, MacOS X et Windows)



SRTMSRTM

Il s’agit d’un projet international mené par la NGA (Il s’agit d’un projet international mené par la NGA (National Geospatial-National Geospatial-Intelligence AgencyIntelligence Agency) et la NASA () et la NASA (National Aeronautics and Space National Aeronautics and Space AdministrationAdministration) qui a eu comme objectif de récupérer les données sur l’altitude ) qui a eu comme objectif de récupérer les données sur l’altitude de la planète pour produire une base de données topographique numérique de de la planète pour produire une base de données topographique numérique de bonne résolution.bonne résolution.

Les données SRTM proviennent d’un système de radar qui, à bord d’une navette Les données SRTM proviennent d’un système de radar qui, à bord d’une navette spatiale, a survolé la terre pendant 10 jours en février 2000. Les données spatiale, a survolé la terre pendant 10 jours en février 2000. Les données topographiques de près de 80% de la surface de la terre ont été collectées.topographiques de près de 80% de la surface de la terre ont été collectées.



Les données sont organisés par dalle et Les données sont organisés par dalle et mises à disposition gratuitement à une mises à disposition gratuitement à une résolution de 90 m par pixel à partir du résolution de 90 m par pixel à partir du site web :site web :

http://srtm.csi.cgiar.org/SELECTION/InputCoord.asphttp://srtm.csi.cgiar.org/SELECTION/InputCoord.asp

Saisie vectorielle : quelques définitionsSaisie vectorielle : quelques définitions

DéfinitionsDéfinitions

Saisie vectorielle (digitalisation)Saisie vectorielle (digitalisation) : opération qui consiste à mettre une : opération qui consiste à mettre une information graphique (points, lignes, zones) sous la forme d'un ensemble de information graphique (points, lignes, zones) sous la forme d'un ensemble de valeurs numériques. valeurs numériques.

Une structure vectorielle de données permet la représentation et le stockage Une structure vectorielle de données permet la représentation et le stockage d'entités géographiques sous forme d'entités géométriques.d'entités géographiques sous forme d'entités géométriques.

► Les deux principaux groupes de structures vectorielles utilisées sont : Les deux principaux groupes de structures vectorielles utilisées sont :

Les structures topologiques dont les entités géométriques sont Les structures topologiques dont les entités géométriques sont interconnectées et non redondantes, et interconnectées et non redondantes, et

Les structures « spaghetti » dont les entités géométriques sont Les structures « spaghetti » dont les entités géométriques sont indépendantes.indépendantes.


►Topologie :Topologie : branche des mathématiques née de l'étude des propriétés non branche des mathématiques née de l'étude des propriétés non métriques se conservant par déformation continue, qui englobe en particulier les métriques se conservant par déformation continue, qui englobe en particulier les notions de limite et de voisinage. notions de limite et de voisinage.

► L'application des principes de la topologie en géomatique assure la cohérence L'application des principes de la topologie en géomatique assure la cohérence et l’intégrité des données géométriques et facilite leur utilisation. Elle permet et l’intégrité des données géométriques et facilite leur utilisation. Elle permet d’éliminer la redondance des points, lorsqu'il s'agit de former des arcs ou des d’éliminer la redondance des points, lorsqu'il s'agit de former des arcs ou des lignes, et la redondance des arcs, lorsqu'il s'agit de former des polygones.lignes, et la redondance des arcs, lorsqu'il s'agit de former des polygones.

► L'information topologiqueL'information topologique permet de répondre à des questions du type : permet de répondre à des questions du type :

Quel est le plus cours chemin entre deux points ? Quel est le plus cours chemin entre deux points ?

Quels sont les affluents de tel fleuve ? Quels sont les affluents de tel fleuve ?

Avec qui partageons-nous notre clôture ? Avec qui partageons-nous notre clôture ?

Sommes-nous encerclés par des forêts ? Sommes-nous encerclés par des forêts ?

Combien de champs vais-je devoir traverser pour me rendre dans telle Combien de champs vais-je devoir traverser pour me rendre dans telle parcelle ? etc.parcelle ? etc.

► C'est une information sur le positionnement « relatif » des objets entre eux, C'est une information sur le positionnement « relatif » des objets entre eux, alors que l'information géométrique est une information de positionnement « alors que l'information géométrique est une information de positionnement « absolu » lié à un référentiel. L'information topologique porte sur la géométrie, absolu » lié à un référentiel. L'information topologique porte sur la géométrie, mais ne concerne que les propriétés comme le voisinage, l'intersection, mais ne concerne que les propriétés comme le voisinage, l'intersection, l'inclusion, la connexion, etc.l'inclusion, la connexion, etc.



► Contraintes d’intégrité:Contraintes d’intégrité: règles permettant d’assurer la validité du règles permettant d’assurer la validité du modèle de donnéesmodèle de données

► Certaines contraintes géométriques ou topologiques doivent Certaines contraintes géométriques ou topologiques doivent toujours être vérifiées (par exemple, une zone doit toujours être toujours être vérifiées (par exemple, une zone doit toujours être fermée), car elles doivent correspondre au modèle logique ou au fermée), car elles doivent correspondre au modèle logique ou au modèle interne de descriptionmodèle interne de description

► D'autres contraintes dépendent de la définition sémantique de la D'autres contraintes dépendent de la définition sémantique de la collection (un réseau routier doit toujours être connexe, mais un collection (un réseau routier doit toujours être connexe, mais un réseau téléphonique peut ne pas l'être)réseau téléphonique peut ne pas l'être)


► Les contraintes géométriquesLes contraintes géométriques sur les arcs sur les arcs Simplicité (recoupement d’un arc sur lui-même)Simplicité (recoupement d’un arc sur lui-même) Extra-simplicité (intersection ou duplication d’arcs)Extra-simplicité (intersection ou duplication d’arcs) Inclusion (arc délimitant une zone)Inclusion (arc délimitant une zone) Fermeture d’un arc sur lui-même (jointure de ses deux extrémités)Fermeture d’un arc sur lui-même (jointure de ses deux extrémités) ConnexitéConnexité

► Les contraintes topologiquesLes contraintes topologiques de type (zone, ligne, point) de type (zone, ligne, point) Fermeture des zonesFermeture des zones Appartenance du centroïde à sa zoneAppartenance du centroïde à sa zone Connexité des zones ou des réseauxConnexité des zones ou des réseaux

► Les contraintes relationnellesLes contraintes relationnelles Contrainte d'unicité de clé (un objet = une clef unique)Contrainte d'unicité de clé (un objet = une clef unique)

Contrainte d'appartenance à un domaineContrainte d'appartenance à un domaine

Contrainte de voisinageContrainte de voisinage

Contraintes métriquesContraintes métriques

► Les contraintes de jointuresLes contraintes de jointures Contraintes géométriques de jointure : appartenance géométrique, Contraintes géométriques de jointure : appartenance géométrique,

inclusion (jonction des frontières et hiérarchie de relation), partage inclusion (jonction des frontières et hiérarchie de relation), partage

(partage d'arcs entre collections),(partage d'arcs entre collections),

Contraintes descriptives de jointureContraintes descriptives de jointure


Règles de topologie (points et arcs) (d’après ESRI)Règles de topologie (points et arcs) (d’après ESRI)


DéfinitionsDéfinitionsRègles de topologie (arcs) (d’après ESRI)Règles de topologie (arcs) (d’après ESRI)

Règles de topologie (zones) (d’après ESRI)Règles de topologie (zones) (d’après ESRI)


► Vectorisation semi-automatique :Vectorisation semi-automatique : procédure dirigée permettant de procédure dirigée permettant de passer d’une image à une ensemble de vecteurs (par exemple pour passer d’une image à une ensemble de vecteurs (par exemple pour récupérer sous forme d’arcs, les limites d’un parcellaire cadastral).récupérer sous forme d’arcs, les limites d’un parcellaire cadastral).


SaveditSavedit : module d’importation : module d’importation et saisie vectorielleet saisie vectorielle

► Le module Savedit permet la Le module Savedit permet la saisie vectoriellesaisie vectorielle* sur écran à partir d’un fond * sur écran à partir d’un fond numérisé et géoréférencé. La saisie s’effectue avec une souris.numérisé et géoréférencé. La saisie s’effectue avec une souris.

► La saisie se limite, pour chaque objet, à la La saisie se limite, pour chaque objet, à la description de la localisationdescription de la localisation et à la et à la saisie d’une valeur propre à chaque objetsaisie d’une valeur propre à chaque objet (identifiant ou clé) qui sera ensuite (identifiant ou clé) qui sera ensuite utilisée comme clé de jointure pour l’intégration des valeurs descriptives de utilisée comme clé de jointure pour l’intégration des valeurs descriptives de l’objet.l’objet.

► Le module permet la Le module permet la saisie et la modification de la topologiesaisie et la modification de la topologie (respect des (respect des contraintes, tests).contraintes, tests).

► Chaque point saisi sur l’écran est transformé en Chaque point saisi sur l’écran est transformé en coordonnées géographiquescoordonnées géographiques (longitude, latitude) selon le (longitude, latitude) selon le datumdatum et la projection utilisés. et la projection utilisés.

► Le module autorise Le module autorise l’importation de documentsl’importation de documents provenant d’autres logiciels provenant d’autres logiciels (formats Shapefile ou DXF), l’importation de relevés GPS et l’exportation en (formats Shapefile ou DXF), l’importation de relevés GPS et l’exportation en Shapefile.Shapefile.

► Il permet aussi la vectorisation semi-automatique d’images.Il permet aussi la vectorisation semi-automatique d’images.

* information stockée sous forme discrète d’ensemble de points permettant de schématiser les contours des zones ou les arcs des lignes.

Le module Le module SaveditSavedit

Digitalisation Digitalisation sur écransur écran

Contrôle de qualité Contrôle de qualité et de cohérence : et de cohérence :

topologie, topologie, géométrie, etc. géométrie, etc.


Importation de fichiers shapefileImportation de fichiers shapefile


Importation de levés GPSImportation de levés GPS


Vectorisation semi-automatiqueVectorisation semi-automatique


Gestion de cartothèque numériqueGestion de cartothèque numérique


Bordin PBordin P., 2002, SIG : concepts, outils et donn., 2002, SIG : concepts, outils et donnéées, Hermes, Hermèès s –– Lavoisier, Lavoisier, 259p.259p.

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Souris MSouris M., 2006, ., 2006, Contraintes d'intégrité spatiales, dans Contraintes d'intégrité spatiales, dans Fondements des Fondements des bases de données spatiales, Traité IGAT, Hermèsbases de données spatiales, Traité IGAT, Hermès

RéférencesRéférences

FinFin M. Souris, E. Habert, F Demoraes, T. Serrano, 2009

Documents

Florent DEMORAES Marc SOURIS Elisabeth HABERT Tania SERRANO