La donnée géographique : mais qu’est-ce qu’elle a de spécial ?
Sommaire
Des données, on en voit plein : des données personnelles, des données spatiales, des données temporelles, des données financières… qu’est-ce qui distingue la donnée géographique et comment naît-elle ?
C’est quoi une donnée géographique ?
Une donnée géographique est une donnée de description physique du territoire, dans ses aspects naturels (ex : chaîne de montagnes) et artificiels (ex : agglomération), visibles (ex : cours d’eau) et invisibles (ex : réseau enterré). Elle est positionnée par rapport au territoire, elle est géolocalisée. A noter qu’il est possible de localiser presque n’importe quelle donnée, donc une donnée géographique est une donnée dont l’intérêt et l’usage découlent directement de sa géolocalisation.
On distingue deux grands types de données géographiques :
- Raster, formats images, qui associent à chaque pixel une valeur radiométrique, une énergie transmise par rayonnement. On retrouve notamment les images aériennes ou satellites et les modèles numériques de terrain pour lesquels chaque élément porte une latitude Z.
- Vecteur, format qui associe des points, des lignes (ou polylignes) ou des surfaces (ou polygones), avec une géométrie et des coordonnées XY.
Et comme toute bonne donnée, une donnée géographique est toujours associée à ses métadonnées : les données décrivant la donnée ! A ce sujet vous pouvez lire notre article sur la directive Inspire.
Donnée « socle » et donnée « métier »
Il existe des données « socle » ou « référence » = des données de base comme les fonds de cartes, produites par des opérateurs dont c’est la mission principale (ex : l’IGN). Il existe des données « métier » = produites à titre secondaires, pour les besoins d’une mission, d’une structure, par un opérateur « métier ». Par exemple, la couche orthophotographique du référentiel à grande échelle de l’IGN est une données socle, et la zone nationale d’intérêt écologique et floristique (ZNIEFF) dessinée par la DREAL est une donnée métier.
La plus-value des données géographiques
Les données géographiques comportent également des attributs : c’est l’ensemble des informations relatives aux objets (les colonnes des tables). Finalement, ce sont comme des données “ classiques “ mais elles ont en plus des informations permettant de les situer dans l’espace, ce qui permet encore plus de choses !
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. C’est un système d’information conçu pour recueillir, stocker, traiter, analyser, gérer et présenter tous les types de données spatiales et géographiques. A ce sujet vous pouvez lire notre article sur la cartographie à travers les âges.
Comment créer une donnée géographique ?
On dispose maintenant de beaucoup de méthodes et outils pour créer des données géographiques :
- Scanner la surface du globe : télédétection
- Numériser : dessiner sur tablette, PC
- Géocoder : géoréférencer des données non géographiques
- Collecter les données sur le terrain
Dans les années 40-50, l’IGN a débuté un énorme travail de collecte de données sur le terrain. En effet, au lendemain de la seconde guerre mondiale, l’IGN est chargé d’établir les nouvelles cartes de France, d’Afrique du Nord et des territoires d’outre-mer, ce qui représente 12 millions de km² à cartographier. Grâce à la triangulation notamment, on a pu dessiner plus de 800 000 points partout en France afin de la cartographier.
C’est quoi la triangulation ?
Elle permet de positionner un point grâce à d’autres points de référence. Les premiers points sont calculés par calculs astronomiques (au sens propre 😉)!
Le géomètre travaille avec un Théodolite (instrument de mesure de précision utilisé en topographie, géodésie et construction pour mesurer des angles horizontaux et verticaux.). Il est au point A. Il mesure l’angle BAC. Il mesure ensuite la distance du point A au point B. Il va au point B, et mesure l’angle ABC. Ça lui permet de situer le point C. Il peut en déduire la longueur de chaque côté et les coordonnées de chaque point. Pour déterminer le point D, il mesure l’angle BCD et l’angle CBD, et comme il connaît la longueur CB, il peut situer le point D. Et ainsi de suite.
Grâce à cette méthode, les coordonnées d’une multitude de point ont été triangulées, et grâce à ces points on a pu dessiner toute la France !
Et pour l’altitude ?
Les coordonnées XY (longitude et latitude) c’est bien mais il faut aussi parfois connaître l’altitude (Z) !
Ici aussi, on utilise des points de référence : 400 000 anneaux de bronze répartis en France. Chaque anneau indique à quelle hauteur on se trouve au-dessus du niveau marin.
Ces anneaux de bronze sont également appelés repères géodésiques ou bornes de nivellement, et sont placés en France pour indiquer l’altitude au-dessus du niveau de la mer. Ils font partie d’un réseau de nivellement de précision. Ce réseau a été établi par l’IGN et ses prédécesseurs pour fournir une référence précise d’altitude à travers le pays. Le processus pour calculer et placer ces repères est basé sur la nivellement géodésique, une méthode de mesure précise des différences d’altitude entre différents points.
Le réseau de nivellement commence par un point de départ (point fondamental), souvent situé à proximité d’une marée d’observation ou d’un marégraphe. En France, le marégraphe de référence est celui de Marseille, installé en 1884, qui définit le zéro des altitudes, connu sous le nom de Niveau général de la France (NGF).
La méthode principale utilisée pour établir les altitudes des repères est le nivellement direct ou nivellement géométrique. Cette méthode consiste à mesurer des différences d’altitude successives à l’aide d’un niveau et d’une mire (une règle graduée).
Un technicien place un niveau entre deux points dont l’altitude est à déterminer, et utilise la mire pour mesurer précisément la différence de hauteur entre ces deux points. Cette opération est répétée de point en point, créant une chaîne continue de mesures à travers le pays.
Les altitudes des différents repères sont calculées en cumulant les différences d’altitude mesurées à partir du point de départ de référence. Cette accumulation de mesures est ajustée pour tenir compte de la courbure de la Terre et des variations locales du niveau de la mer.
Les anneaux de bronze sont placés sur des structures stables, comme des bâtiments publics, des églises, des ponts ou des bornes spéciales en béton, pour assurer leur durabilité et leur stabilité. Chaque repère est gravé avec une altitude précise au-dessus du niveau de la mer, calculée à partir des mesures de nivellement.
Pour calculer une altitude, le géomètre place un mètre au-dessus de l’anneau, et va se placer à un point, situé entre l’anneau, et le point dont il souhaite mesurer le dénivelé. Grâce à un appareil appelé niveau, il peut mesurer la différence d’altitude (dénivelé) entre le point auquel il se situe, et l’anneau (ici 10 cm).
Ensuite il reproduit l’opération, entre le point auquel il se situe, et le point dont il souhaite calculer le dénivelé (ici, 190 cm).
Grâce à ces visées on peut calculer le dénivelé du point : 190-10 = 180 cm.
À partir du niveau de la mer, et progressivement, de visée en visée, les altitudes ont été relevées. Les courbes de niveau ont été dessinées à partir de ces altitudes : elles permettent de représenter le relief en tout point.
Et maintenant ?
Aujourd’hui les cartes sont plutôt construites à partir de relevés GPS ou de photographies aériennes (télédétection). Il faut à peu près 5 ans pour photographier toute la France en télédétection.
Les relevés GPS
Un GPS (Global Positioning System) permet de réaliser des cartes grâce à la localisation précise qu’il fournit en temps réel.
Un GPS fonctionne grâce à un réseau de satellites en orbite autour de la Terre. Lorsqu’un récepteur GPS (comme celui d’un smartphone ou d’un appareil spécialisé) est allumé, il capte les signaux d’au moins 4 satellites pour calculer sa position exacte à la surface de la Terre, en latitude, longitude et parfois altitude.
Quand un GPS est utilisé pour faire une carte, il enregistre les coordonnées géographiques de différents points d’intérêt ou des chemins parcourus. Par exemple :
- Une voiture équipée d’un GPS enregistre automatiquement la route qu’elle suit.
- Un randonneur peut enregistrer le tracé d’un sentier.
- Des équipes de cartographes peuvent enregistrer des emplacements précis : bâtiments, routes, rivières, etc.
Ces données sont souvent appelées des traces GPS ou points GPS.
Les données GPS sont ensuite importées dans un logiciel de cartographie (comme QGIS, ArcGIS, ou des outils comme OpenStreetMap). Ce logiciel permet :
- de visualiser les points GPS sur une carte,
- de les relier pour créer des routes, des chemins, des limites géographiques,
- de les combiner avec d’autres données (photos satellites, noms de lieux, relief…).
La télédétection
La télédétection est une technologie qui permet de recueillir des informations sur des objets ou des surfaces sans être en contact direct avec eux. Cela se fait en capturant et en analysant les données émises ou réfléchies par ces objets, généralement à l’aide de capteurs montés sur des satellites, des avions, ou des drones.
Principes de base de la télédétection
- Émission et Réflexion : un capteur émet des ondes électromagnétiques (comme des rayons lumineux, des micro-ondes ou des infrarouges) qui sont ensuite réfléchies par la surface terrestre ou l’objet observé.
- Détection : le capteur capte ces ondes réfléchies et les convertit en signaux mesurables. Ces signaux sont ensuite transformés en données numériques.
- Analyse des données : ces données recueillies sont traitées et analysées pour extraire des informations sur la surface ou l’objet, comme la composition, la température, la végétation, ou l’occupation du sol.
À partir de toutes ces données on peut créer des cartes numériques (utilisées dans des applications, cartes interactives…) ou imprimées (pour un usage plus classique).
L'AUTEUR
Zazie CASIMIR-FAVROT
Zazie est chargée d’études SIG. Elle travaille sur différents projets, pour différents clients, pour tout ce qui touche aux SIG : numérisation de données et de cartes, administration et intégration de données géographiques, analyses et représentations cartographiques, création d’applications cartographiques, formations... le tout principalement sur les outils de la suite ESRI. Elle est actuellement prestataire à plein temps à Nantes Métropole, à la Direction de la Géographie et de l’Observation, à la Mission Observation.
