Fiche de révision : Géomatique et systèmes d’information géographique

📋 Plan du Cours

1. Fondements et usages de la géomatique
2. Modèles de la forme terrestre
3. Systèmes géodésiques et coordonnées
4. Projections et références spatiales
5. Coordonnées géographiques et unités
6. Fonctions et interprétation des SIG
7. Couches vectorielles et attributs
8. Données raster et télédétection
9. Modèles numériques du relief

📖 1. Fondements et usages de la géomatique

🔑 Notions clés & Définitions

• Géomatique : Discipline qui acquiert, organise, représente, analyse et intègre des informations géographiques.
• Écologie : Étude des interactions des êtres vivants entre eux et avec leur milieu.

📝 Points essentiels

• La géomatique est utilisée notamment par :

  • l’armée
  • les forestiers
  • les agriculteurs
  • les urbanistes
  • les gestionnaires de l’environnement
  • la vie quotidienne

• En écologie, l’espace est important parce que les êtres vivants se déplacent, diffèrent d’une zone à l’autre, et que les populations et les habitats évoluent dans le temps et l’espace.

📖 2. Modèles de la forme terrestre

🔑 Notions clés & Définitions

• Géodésie : Étude de la forme de la Terre, du calcul de ses dimensions et de la mesure de son champ de gravité.
• Géoïde : Représentation de la forme de la Terre sans les reliefs, au plus proche de sa forme réelle, correspondant au niveau moyen des mers et servant de référence pour l’altitude.
• Ellipsoïde : Modèle simplifié et régulier du géoïde qui facilite les calculs et les positionnements, avec un écart pouvant atteindre quelques dizaines de mètres lorsqu’il est bien choisi.

📝 Points essentiels

• Il existe un seul géoïde, mais il évolue avec la géologie, le niveau des océans et l’évolution des techniques.

• Il existe de nombreux ellipsoïdes adaptés à la modélisation de différentes zones de la Terre.

💡 Astuce mémo

Le géoïde épouse le niveau moyen des mers ; l’ellipsoïde régularise la Terre pour faciliter les calculs.

📖 3. Systèmes géodésiques et coordonnées

🔑 Notions clés & Définitions

• Système de référence terrestre : Association d’un ellipsoïde de référence, d’un système de coordonnées et de repères permettant de s’orienter et de localiser des points.

📝 Points essentiels

• Dans le SRT, l’ellipsoïde est centré à l’origine du repère orthonormé 3D, son demi-grand axe se trouve dans le plan de l’équateur et son demi-petit axe suit l’axe OZ, aligné sur l’axe de rotation de la Terre.

• Le SRT permet de repérer un point par des coordonnées géographiques de latitude et de longitude, exprimées en unités angulaires.

📖 4. Projections et références spatiales

🔑 Notions clés & Définitions

• Système de projection : Méthode qui représente sur une surface plane les données d’une surface courbe en transformant les coordonnées sphériques de l’ellipsoïde en coordonnées planes.

• Système de coordonnées de référence : Association d’un système de référence terrestre et d’une projection pour représenter et localiser les données spatiales.

★ À maîtriser

• Lambert 93 est une projection conique conforme, officielle en France et associée au SRT RGF93 ; elle utilise le même ellipsoïde que WGS 84, est compatible avec les GPS et comporte neuf zones pour améliorer la précision.

Compléments

• Toute projection d’une surface courbe sur un plan engendre nécessairement des déformations de l’information.

• Les trois grandes familles de projection sont :
  • les projections cylindriques
  • les projections coniques
  • les projections azimutales

💡 Astuce mémo

Ellipsoïde (coordonnées angulaires) → projection (coordonnées planes) → SCR.

📖 5. Coordonnées géographiques et unités

🔑 Notions clés & Définitions

• Latitude : Angle entre le plan de l’équateur et la droite reliant le centre de l’ellipsoïde au point situé à sa surface ; elle va de 0° à l’équateur à +90° au Nord et −90° au Sud.

• Longitude : Angle entre le plan du méridien d’origine et le plan contenant l’axe de l’équateur, l’origine et le point situé à la surface ; elle vaut 0° au méridien d’origine et va de +180° vers l’Est à −180° vers l’Ouest.

★ À maîtriser

• La latitude repère une position entre le Nord et le Sud et correspond à l’axe Y ; la longitude repère une position entre l’Est et l’Ouest et correspond à l’axe X.

Compléments

• Les coordonnées géographiques peuvent être exprimées :

  • en degrés-minutes-secondes (DMS)
  • en degrés décimaux
  • en grades
  • en radians

• À l’équateur, le périmètre terrestre est de 40075,017 km ; un degré représente environ 111,319 km, une minute environ 1,855 km et une seconde environ 30,92 m.

• Les coordonnées planes ne sont possibles qu’après une projection et sont généralement exprimées en mètres, ce qui facilite le travail.

💡 Astuce mémo

Latitude Nord-Sud sur Y ; longitude Est-Ouest sur X.

📖 6. Fonctions et interprétation des SIG

🔑 Notions clés & Définitions

• Système d’information géographique : Système qui crée, gère, analyse et cartographie des données en reliant leur localisation à des informations descriptives.

★ À maîtriser

• Un SIG permet :
  • de saisir et gérer des bases de données
  • de réaliser des analyses spatiales
  • de créer des représentations cartographiques

• Un SIG fonctionne par superposition de couches contenant des informations différentes afin de faire apparaître les informations utiles au message recherché.

Compléments

• La cartographie permet d’analyser, de définir et d’interpréter les phénomènes de l’espace géographique.

• La représentation cartographique est nuancée par les choix de discrétisation des données, de projection et de sémiologie du cartographe, malgré l’objectif d’objectivité de la cartographie.

📖 7. Couches vectorielles et attributs

🔑 Notions clés & Définitions

• Entité vectorielle : Objet géographique décrit par une position, une forme et des caractéristiques.

★ À maîtriser

• Une couche vectorielle contient des entités d’un seul type d’implantation : points, lignes ou polygones, ainsi que leurs coordonnées et leurs attributs.

Compléments

• Dans une entité vectorielle, la position est la localisation donnée par des coordonnées, la forme est l’implantation et les caractéristiques sont les attributs.

• Les implantations vectorielles sont :

  • ponctuelles
  • linéaires
  • surfaciques

📌 Les attributs vectoriels sont qualitatifs, comme un nom, ou quantitatifs, sous forme numérique.

📖 8. Données raster et télédétection

🔑 Notions clés & Définitions

• Donnée raster : Représentation d’un territoire par une grille régulière de cellules ordonnées, chaque pixel contenant une seule valeur.

★ À maîtriser

• La taille des pixels définit la résolution spatiale de l’image : des pixels plus petits donnent une image de meilleure qualité.

Compléments

• Un fichier raster comprend des métadonnées et un jeu de données correspondant à une matrice de valeurs, dont le nombre dépend du nombre de pixels.

• La définition d’une image raster est son nombre de pixels.

• Les principales sources de données raster sont les photographies aériennes et les images satellites, acquises par télédétection.

• Les satellites en orbite prennent des images de la surface terrestre avec des caméras digitales, puis les transmettent à la Terre par signaux radio.

• Des données raster peuvent être calculées, par exemple en interpolant les mesures de stations météorologiques pour produire des valeurs de température moyenne, de précipitations et de direction du vent par pixel.

📖 9. Modèles numériques du relief

🔑 Notions clés & Définitions

• Modèle numérique de terrain : Représentation numérique de la topographie d’une zone terrestre.
• Modèle numérique d’élévation : Représentation de l’élévation des entités présentes sur le terrain, comme les arbres ou les bâtiments, plutôt que l’altitude du sol.

📝 Points essentiels

• Les paramètres importants du relief sont l’altitude et l’orientation, qui influencent l’ensoleillement, l’enneigement, l’humidité, la température et l’écoulement des eaux.

💡 Astuce mémo

MNT : altitude du sol ; MNE : élévation des entités présentes.

📊 Tableaux de synthèse

Modèles de la Terre