Glossaire des termes de télédétection

Terme:

système d'information géographique

Définition:

Un système informatique conçu pour importer, stocker, manipuler et exporter des données référencées géographiquement.

Explication:

Un système d’information géographique est un ensemble intégré d’ordinateur et de logiciel conçu pour importer, stocker, manipuler et exporter des données référencées géographiquement (c.-à-d. de l’information géographique) graphique 1. Toute donnée référencée à une localisation terrestre peut être considérée comme information géographique. Toute information géographique est composée de trois éléments : l’attribut d’intérêt (la mesure ou la classe représentée telles que la température ou le type de forêt), l’endroit auquel se réfère cet attribut et le temps (c.-à-d., le moment ou la période de temps durant laquelle cet attribut est observé). L’on dispose d’une vaste quantité d’information géographique dont la plus grande partie est sous forme numérique, donc tout à fait appropriée au SIG. Les données topographiques, d’imagerie de télédétection et d’analyse de résultats, les cartes papier ou numériques, les mesures de terrain, les données de levés, les photographies, les annotations et même les sons peuvent être importés dans un SIG (graphique 2). Théoriquement, chaque jeu de données peut être considéré comme une couche de données (graphique 3) enregistrées simultanément de sorte que les localisations correspondantes sont superposées. Lors d’une analyse intégrée, des jeux de données multiples sont examinés simultanément, comme une sorte de « carottage » effectué à travers les multiples couches de données à chaque localisation. Un SIG inclut généralement un ou plusieurs modules d’entrée de données, une sorte de logiciel de base de données pour stocker les données, des logiciels de manipulation des données. Les modules d’entrée et de sortie coûteux, tels que les scanneurs grand format, les tables numérisantes et les imprimantes ainsi que les outils spécialisés d’analyse tels que les appareils de photogrammétrie pour l’analyse d’images stéréo sont habituellement installés sur des stations de travail séparées. Les systèmes d’information géographique sont généralement utilisés sur le terrain pour des activités allant de la gestion des ressources naturelles à la planification municipale et régionale. Pour toute requête touchant la localisation géographique, il existe des systèmes d’information géographique qui peuvent procéder à l’analyse. La puissance d’un SIG se mesure à ses capacités d’analyse. Les analyses que peuvent effectuer les SIG peuvent généralement se diviser en trois catégories. L'analyse descriptive intègre les données d’une ou plusieurs sources et présente les conclusions sur les conditions à un moment précis, tel que représentées par les données. Une carte de végétation ou un plan de zonage municipal en sont des exemples. L’analyse prédictive évalue l’information courante et applique les connaissances des processus pour développer un ou plusieurs scénarios quant à l’évolution des conditions dans le futur. À titre d’exemple, la modélisation de la croissance des forêts, la planification des secours en cas d’inondation ou la projection de localisation des futurs développements urbains. L’analyse prescriptive incorporent une connaissance des processus, de même que plusieurs scénarios pouvant inclure les choix découlant des désirs et des besoins d’un on plusieurs intervenants dans un processus de prise de décision. L’analyse prescriptive vise à définir la séquence d’actions pouvant parvenir au meilleur compromis en présence d’options contradictoires répétées. La planification du développement régional et la planification de la gestion des forêts en sont des exemples. La possibilité de traiter rapidement des jeux de données géographiques de grandes dimensions permet d’effectuer de façon économique des analyses répétées pour la mise à jour d’information lorsque des données nouvelles sont disponibles et pour développer des solutions faisant intervenir des compromis complexes utilisant des procédés itératifs arrivant à une solution de manière progressive. À l’époque pré-SIG, la présentation et l’intégration des données géographiques reposait sur le dessin à la main des cartes et des tracés superposés, ce qui rendait la production et la mise à jour des cartes (ou les analyses par itération) trop dispendieuses ou absolument impraticables. Un SIG ne peut rien produire sans données géographiques numériques. Les SIG se sont développés suite à la création et à l’archivage de grandes quantités de données géographiques de même qu’à la mise au point du matériel et des logiciels pour faire l’analyse de ces donnés géographiques. La télédétection est une source importante de données géographiques utilisées par les systèmes d’information géographique et pour cette raison, elle a joué un rôle important dans la popularité des SIG. La plus grande partie de l’information géographique numérique relative à la topographie des terres ou des fonds océaniques, des ressources naturelles et des éléments culturels telles les routes, les infrastructures urbaines sont produites à partir de données de télédétection. Presque toutes les données dérivées de la télédétection sont maintenant disponibles en formats numériques compatibles avec les SIG. Les données d’images numériques peuvent être corrigées et affichées sous forme de cartes images ou être combinées avec d’autres données SIG telles les réseaux routiers, les limites administratives ainsi que des annotations (graphique 4). Les données disponibles avec des coordonnées géographiques tridimensionnelles telles que les surfaces topographiques peuvent être utilisées pour générer des images en perspective qui simulent une surface tridimensionnelle sur laquelle on peut superposer d’autres informations géographiques. Les données peuvent consister en un composé couleur d’images satellitales (graphique 5) ou en des données générées par un SIG (comme par exemple une carte de classification de la végétation superposée à la topographie). L’intégration étroite des logiciels d’analyse des images numériques et des SIG a facilité l’utilisation des données SIG pour améliorer les procédures d’analyse des données de télédétection. Par exemple, un analyste peut utiliser les données de levés de terrain disponibles dans un SIG pour améliorer la précision de la classification d’une image numérique. Les résultats de la classification peuvent ensuite être réinsérés dans un SIG et servir de source de données pour une autre analyse. Alors que le SIG a la capacité d’intégrer de nombreux types de données géographiques, un certain nombre de conditions doivent être satisfaites. Les jeux de données doivent être encodés (géocodées ou géoréférencées) dans le même système de coordonnées géographiques. Le niveau de détail des différents jeux de données doit être suffisant pour l’analyse qui doit être entreprise. La précision spatiale des données à petite échelle est généralement insuffisante pour les analyses à grande échelle. La qualité des attributs doit aussi être compatible avec l’application. Les données qui sont trop vieilles, définies par des catégories trop vagues ou qui n’ont pas été recueillies avec suffisamment de rigueur peuvent produire des résultats dont la précision est insuffisante pour l’application concernée. Enfin, les procédures d’analyse choisies doivent être appropriées afin de générer l’information requise à partir des données disponibles.

 

Graphique 1:

Composants d’un SIG :
A=intrant,
B=stockage,
C=analyse,
D=extrant.

Graphique 2:

Cartes, données tabulaires, résumé
statistique et image de télédétection
sont des exemples d’information géographique
pouvant être traitées par un SIG.

Graphique 3:

Les jeux de données stockées dans un SIG
peuvent se concevoir comme une multitude
de couches de données positionnées de
telle sorte que les localisations correspondantes
peuvent être superposées

Graphique 4:

Données SIG apparaissant affichées
sur un fond d’ortho-image.

Graphique 5:

Composé couleur satellital affiché en
perspective à l’aide d’un modèle
numérique d’altitude.