Bonjour. Cette partie de l'introduction du cours, éléments de géomatique, parle de la représentation, l'acquisition et la gestion des données à références spatiales.

Représentation. Un des premiers paramètres de la représentation est l'échelle (level?).

Sur l'exemple qui est donné sur cette diapositive (slide), vous avez d'abord, une carte qui donne une vue d'ensemble à une échelle du 1:25000ième

Dans ce cas, on parle de petite échelle.

Et nous avons, avec cette échelle, pour un centimètre mesuré sur la carte, j'aurai 250 mètres sur le terrain.

Ou bien, pour un millimètre, ce qu'on peut mesurer avec une réglette (ruler), j'aurai effectivement 25 mètres sur le terrain.

Donc, ça donne une idée, aussi, de la taille des objets que l'on peut représenter sur une carte.

Si je prends une échelle (scale) plus grande, comme le plan au 1:1000ième, par exemple.

Donc, là, on va parler de grande échelle.

Et, dans ce cas, un centimètre mesuré sur mon plan me donnera dix mètres sur le terrain, ou bien, avec ma petite réglette, au millimètre, j'aurai un objet d'un mètre.

Ceci, pour l'échelle.

Au niveau du type d'information, on distingue les informations dites vectorielles, et les informations de type Raster.

Si je prends l'exemple, ici, d'une vue aérienne de notre campus, je vais pouvoir dessiner quelques objets sur cette carte, typiquement, un bord de route (on the side of the road), comme ça, avec deux lignes, ou bien, un bâtiment, dont je dessine, ici, le contour, ou bien, j'ai ici une surface boisée (woody), dont je vais aussi prendre le contour.

Donc, tout ceci sont des éléments vectoriels.

Pour le Raster, je vais découper (cut up?), en fait, ma vue avec une grille régulière.

Je dessine, ici, quelques éléments de cette grille.

Et puis, le Raster va attribuer, si on veut bien, à chaque élément, chaque pixel, comme ici j'ai une surface de forêt, donc ça, ce sera un pixel qui représente la forêt.

Ici, j'ai un élément construit.

Donc là, j'aurai un bâtiment, dans ce cas-là.

Et puis, je peux me retrouver dans cette partie, ici, avec une surface de lac dans ce cas-là.

Donc, voilà les deux types d'informations, donc, vectorielles ou Raster.

Au niveau de quelques exemples de ces données vectorielles, vous avez, ici, quelques cartes avec déjà, le cadastre (land registry), que nous avons déjà vu, avec des limites de parcelles (plots), avec l'emprise (ground area) des bâtiments.

Vous avez une carte nationale avec la couverture du sol, donc, l'hydrographie, les zones boisées, les zones urbanisées, et vous avez ici, un plan d'exécution d'un ouvrage avec, ici, un rond-point (traffice circle), les différents éléments constitutifs de la route.

Au niveau des données Raster, on comprend tout ce qui vient des prises (made?) de vues aériennes, les orthophotos qui sont compatibles avec l'échelle des plans et des cartes, les images satellitaires, et également, toute une série de cartes qui auraient été Rastérisées, de plans, comme on l'a, ici, sur ces exemples, qui ne sont pas des plans vectoriels, mais qui sont des plans qui ont été Rastérisés.

On voit sur cet exemple de représentation, la carte nationale à différentes échelles.

Un effet intéressant, c'est la généralisation.

On voit, sur l'échelle du 1:25000ième, une route de montage avec tout les détails de ses différents contours, avec une certaine fidélité, et, si on passe à une échelle du 1:50000ième, on voit déjà l'effet de, ici, de la généralisation où on a simplifié un petit peu le tracé sinué (the sinuous path) de ces routes.

Si je passe, cette fois, à l'échelle du 1:200000ième, une échelle beaucoup plus petite, eh bien, c'est clair qu'ici, le tracé n'est plus aussi détaillé, mais on voit quand même que c'est une route de montagne.

En terme de carte topographique, dans tous les offices nationaux, vous allez trouver ces différentes échelles avec une représentation de la couverture du sol, comme c'est proposé, ici, par Swisstopo.

On s'arrête ici, sur un petit quiz où on va réfléchir un petit peu sur cet effet de généralisation.

Le plan. Dans sa représentation, le plan offre une métrique exacte.

Il est utilisé pour les projets d'ingénieur, il est utilisé pour le cadastre.

On voit sur cet exemple du cadastre, les différentes limites de parcelles avec le report précis de la position des bornes (bounds) et des limites.

On trouve également les bâtiments, avec leur emprise au sol, ainsi qu'une série d'objets linéaires, d'objets divers, comme des escaliers et des murs.

Les échelles pour ce plan vont du 1:200ième jusqu'au 1:1000ième.

Le plan d'ensemble, lui, offre, comme pour la carte nationale, une vue de la couverture du sol, avec, sur cet exemple, ici, à Neufchâtel, des surfaces de vignes (vineyards), des surfaces de construction urbanisées.

Vous avez également, les voies de communication (communication channels), avec l'autoroute qui passe, ici, ainsi que la topographie avec les courbes de niveaux (contour lines) qui donnent une idée de la pente (slope) du terrain.

Une autre forme de représentation est le géo-schéma.

C'est une représentation approximative de la localisation d'objets dans l'espace, comme par exemple, un réseau de transport public, où vous avez les différentes lignes, la succession des stations, avec une indication de la position géographique approximative.

Ce qui est intéressant, ici, c'est plutôt de connaître la succession des stations, plutôt qu'une localisation précise dans l'espace.

Une autre forme de représentation sont les cartes thématiques qui sont issues des statistiques, comme par exemple, ici, le trafic journalier moyen (average daily traffic) sur les autoroutes.

Vous voyez, ici, la largeur de ce trait (feature?) qui correspond à la densité de trafic.

Donc, on voit très bien que dans la zone, ici, du Valais, on a relativement peu de trafic, alors que dans la région de Zurich ou de Lausanne, on a une forte densité de trafic.

Une autre forme de représentation consiste à donner des valeurs statistiques, par rapport à une unité du kilomètre, ce qui est le cas sur cette carte, où on voit l'évolution des surfaces bâties (constructed).

On a, chaque fois, pour un kilomètre carré, un indice, en fonction de la couleur, qui va donner la progression de cette évolution dans le temps.

Une autre forme de représentation, ce sont les géoservices, ou les géoserveurs, qui se trouvent sur Internet, à disposition, dans les différents offices du canton, de la confédération, ou des instituts géographiques nationaux.

Vous avez, ici, un exemple avec le canton de Neufchâtel, et on va vous présenter une petite vidéo qui vous permet de découvrir un petit peu ce que c'est qu'un de ces géoservices.

Les géoservices permettent d'accéder à des informations géographiques grâce à un accès Internet.

Le but premier de ces services est la visualisation de la donnée.

Par exemple, pour le canton de Neufchâtel, la plate-forme permet de gérer les couches de données (data layers), telle que les administrations (such as administrations), les centres de culture, le plan de la ville, ainsi que le plan cadastral.

Un ensemble de couches (layers) sur un même thème peut être visualisable.

Différents thèmes sont ainsi proposés par le portail (the portal) de Neufchâtel.

Un premier exemple est la carte de l'environnement des données hydrographiques, avec les zones de protection des eaux (the waters), et les emplacements des cours d'eau (location of waterways).

Ensuite, on peut accéder à la carte topographique, avec les courbes de niveaux, et les éléments caractéristiques du terrain.

Ou encore, la carte des plantes invasives qui donne une vision de la propagation des plantes parasites dans l'environnement de Neufchâtel.

Une autre forme de représentation, ce sont les représentations tridimensionnelles, comme vous l'avez, ici, avec un exemple d'un relevé (reading?) laser d'une zone naturelle d'un glissement de terrain (landslide), et vous avez, à droite, ici, un modèle urbain un petit peu plus compliqué, avec l'ensemble des bâtiments, des forêts, et des cours d'eau.

Acquisition. On va voir, ici, les principes de l'acquisition avec un petit exemple, ici, sur une vue aérienne panoramique, où on peut voir, ici, un petit lotissement de maisons (housing estate?).

Donc, on va d'abord observer le terrain, on va ensuite, modéliser les différents objets.

On voit, ici, sur cette prise de vue aérienne (aerial photography), ce lotissement avec les différentes maisons, avec les routes, avec les parties de prés et jardins, et on va, avec les méthodes topométriques, mesurer in situ, et ensuite, relever les différents objets (identify the different objects) que sont les maisons, dans leur emprise au sol (footprint), la partie de la route, ainsi que d'autres objets, comme ici, le bord de la forêt.

Donc, on a ces principes d'acquisitions qui sont illustrés, ici, avec ce petit exemple.

Parmi les méthodes qu'on a déjà décrites, on trouvera la topométrie, avec le théodolite, avec le niveau, le GPS, avec les méthodes d'acquisition spatiale, la photogrammétrie, qui utilise les prises de vue aériennes (aerial shots), et le scanner laser, qui lui est une nouvelle méthode qui permet un enregistrement massif de points sur la couverture du sol et sur les bâtiments.

Pour les techniques Raster, on va utiliser les images satellites, avec la télédétection, avec les orthophotos et également le radar, qui est une technique qui permet de mesurer des modèles de terrain, mais également de pénétrer le sol et de voir un petit peu la composition du sous-sol (sub-soil).

Parmi les méthodes, donc, la topométrie, elle, permet, avec des mesures d'angles et de distances, de restituer les coordonnées des objets.

Si j'ai ici un petit exemple avec un bâtiment, et son emprise au sol (footprint?), je vais venir avec mon appareil, en l'occurrence le théodolite, stationner sur un point, ici, connu.

Je vais utiliser un autre point pour orienter ma station, qui me permettra de déterminer, ici, des points représentatifs du bâtiement, avec des mesures de distance d1, d2, ainsi que des mesures d'angles.

Donc, on a, d'un côté, des distances, et des angles, qui permettent ensuite de déterminer les coordonnées planes des points d'intérêt (the interesting points) du bâtiment.

Pour le GPS, le principe est le même, à savoir qu'on se trouve quelque part à la surface de la Terre avec un récepteur, et qu'on va capter des signaux d'une série de satellites, qui volent (which are flying) à plus de 20000 kilomètres, et, ces signaux traduits en terme de géométrie, ne seront rien d'autre que des distances d1, d2, d3, et par recoupement de ces distances, on va pouvoir déterminer, ici, les coordonnées du récepteur GPS.

Parmi les méthodes d'acquisition, la photogrammétrie permet de photographier une portion du territoire, donc, si j'ai ici ma portion de territoire, avec la photogrammétrie, je vais pouvoir définir ici mon plan de l'image, qui sera quelque part dans l'avion, qui survole le terrain (which flies over the area) qui m'intéresse.

Je fais une prise de vue depuis une certaine altitude, donc je vais pouvoir, ici, saisir (capture) une partie du territoire, et si j'ai un objet d'intérêt, par exemple ici, un petit bâtiment, eh bien, depuis la photo, j'aurai une impression de l'image de ce bâtiment, et par les mesures dans l'image, par les mesures de coordonnées dans l'image, je vais pouvoir déterminer des coordonnées du terrain par ce principe de la photogrammétrie.

L'autre méthode basée sur la collecte massive de points, c'est le scanner laser, qui permet une très grande densité de points, comme on le voit ici sur cet exemple.

Vous avez, ici, le système laser, qu'on va poser devant l'objet qui nous intéresse, avec, ici, un scan à très haute vitesse, où on va pouvoir collecter des milliers de points (thousands of points) sur le bâtiment.

Vous avez ce bâtiment ici, qui est restitué (which is rendered), et qui est composé de millions de points, avec, ici, une représentation tout à fait fidèle, qui permet après de mesurer, de faire des coupes (make cuts) du bâtiment, et d'obtenir des informations géométriques.

Finalement, le dernier pilier (pillar) de cette introduction : les méthodes de gestion.

La méthode la plus simple de gestion consiste à introduire les éléments acquis sur le terrain dans un système informatique, on parle de dessin assisté par ordinateur, qu'on utilise pour la construction ou pour l'aménagement (for development).

Plus sophistiqué, c'est l'ajout d'une (it is the adding of) base de données et d'un système, je dirais, dit d'information géographique, comme on l'a ici, qui permet d'associer aux objets à référence spatiale, comme les bâtiments, les cours d'eau, les rues, une base de données, avec sa structure, ici, qui associe les bâtiments avec leurs adresses, et une table, ici, qui représente les rues.

On peut introduire un certain nombre d'attributs et d'éléments dans ces bases de données, dites à références spatiales.

En résumé, sur cette introduction à la géomatique, nous avons vu l'ensemble des méthodes et techniques pour l'acquisition, la gestion et la représentation des géodonnées, nous avons vu que les objets naturels ou construits peuvent être modélisés par deux grandes classes, que ce soit (whether) des vecteurs, si on veut décrire fidèlement des objets, ou par des images, de type Raster, où on veut voir une vue d'ensemble sur le territoire.

Et finalement, les informations sont disponibles dans les géoserveurs, géoportails des administrations publiques, qui mettent à disposition toute une série de géodonnées pour le grand public et pour les professionnels, donc, je vous invite à découvrir ces géoserveurs à travers un quiz, qui sera proposé lors (then) de cette semaine.