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  • 1. Par Abdallahi Ould Lemrabott Email: alemrabot@gmail.com Juin 2013
  • 2.  1er jour: généralité sur le SIG  2em jour: Présentation du logiciel ArcGIS .  3em jour :L’intégration des données dans un SIG  4em jour: Analyse spatiale et thématique  5em jour: mise en page et production des cartes
  • 3.  L’objectif de cette formation est de vous aider à démarrer avec le logiciel ESRI® ArcGIS®10 et d’illustrer les méthodes et les procédures nécessaires à la bonne marche d’un projet de système d’information géographique (SIG)
  • 4.  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.  Les SIG offrent toutes les possibilités des bases de données (telles que requêtes et analyses statistiques) et ce, au travers d’une visualisation unique et d’analyse géographique propres aux cartes. Ces capacités spécifiques font du SIG un outil unique, accessible à un public très large et s’adressant à une très grande variété d’applications
  • 5. Un Système d’Information Géographique est constitué de 5 composants majeurs : Matériel Les SIG fonctionnent aujourd’hui sur une très large gamme d’ordinateurs des serveurs de données aux ordinateurs de bureaux connectés en réseau ou utilisés de façon autonome. Logiciels Les logiciels de SIG offrent les outils et les fonctions pour stocker, analyser et afficher toutes les informations. Principaux composants logiciel d’un SIG : Outils pour saisir et manipuler les informations géographiques. Système de gestion de base de données. Outils géographiques de requête, analyse et visualisation. Interface graphique utilisateur pour une utilisation facile. Données Les données sont certainement les composantes les plus importantes des SIG. Les données géographiques et les données tabulaires associées peuvent, soit être constituées en interne, soit acquises auprès de producteurs de données.
  • 6.  Données Les données sont certainement les composantes les plus importantes des SIG. Les données géographiques et les données tabulaires associées peuvent, soit être constituées en interne, soit acquises auprès de producteurs de données  Utilisateurs Un Système d’Information Géographique (SIG) étant avant tout un outil, c’est son utilisation (et donc, son ou ses utilisateurs) qui permet d’en exploiter la quintessence. Les SIG s’adressent à une très grande communauté d’utilisateurs depuis ceux qui créent et maintiennent les systèmes, jusqu’aux personnes utilisant dans leur travail quotidien la dimension géographique. Méthodes La mise en œuvre et l’exploitation d’un SIG ne peut s‘envisager sans le respect de certaines règles et procédures propres à chaque organisation.
  • 7.  Un SIG stocke les informations concernant le monde sous la forme de couches thématiques pouvant être reliées les unes aux autres par la géographie. Ce concept, à la fois simple et puissant a prouvé son efficacité pour résoudre de nombreux problèmes concrets.  Références géographiques L’information géographique contient soit une référence géographique explicite (latitude & longitude ou grille de coordonnées nationales) ou une référence géographique implicite (adresse, code postal, nom de route…). Le géocodage, processus automatique, est utilisé pour transformer les références implicites en références explicites et permettre ainsi de localiser les objets et les événements sur la terre afin de les analyser.
  • 8.  Les Systèmes d’Information Géographique exploitent deux différents types de modèles géographiques :  Le modèle vecteur Dans le modèle vecteur, les informations sont regroupées sous la forme de coordonnées x, y. Les objets de type ponctuel sont dans ce cas représentés par un simple point. Les objets linéaires (routes, fleuves…) sont eux représentés par polyligne. Les objets polygonaux (territoire géographique, parcelle…) sont, quant à eux, représentés par des polygone  Le modèle raster Le modèle raster, quant à lui, est constitué d’une matrice de points pouvant tous être différents les uns des autres. Il s’adapte parfaitement à la représentation de données variables continues telles que la nature d’un sol…
  • 9.  Les SIG aident à la prise de décision, à la planification et à la gestion dans un environnement de résolution de problèmes. Les exemples suivant, montrent les possibilités d'applications des SIG.
  • 10.  Urbanisme  Mine et pétrole  Agriculture  Gestion durable des ressources  Risques d'inondation  Collecte des déchets  Militaire  Géomarketing  Santé Publique  …..
  • 11.  Pour commencer, il faut installer ArcGIS sur un ordinateur doté du système d’exploitation Windows.  Le logiciel ArcGis 10.0 est un système d’information géographique développé par la société ESRI (Environmental Systems Research Institute). C’est un outil pour gérer, visualiser, cartographier, interroger et analyser toutes les données disposant d’une composante spatiale.  ArcGis se décline en trois licences aux fonctionnalités et prix croissants: ArcView, ArcEditor et ArcInfo.
  • 12. ArcCatalog Arcap ArcToolbox
  • 13.  A l’aide de ces trois applications, vous pouvez effectuer toutes les tâches SIG, de la plus simple à la plus avancée, y compris la cartographie, la gestion des données, l’analyse géographique, la mise à jour des données, le géoréférencement des cartes et le géotraitement etc.
  • 14. ArcCatalog Permet de gérer les fichiers de données et l’organisation des bases de données ainsi que d’enregistrer et de visualiser les métadonnées ArcMap Est utilisé pour toutes les tâches de cartographie et de mise à jour ainsi que pour les analyses associées aux cartes.
  • 15.  ArcCatalog permet d'accéder à l'ensemble des données et des documents cartographiques du Système d'Information Géographique.  On peut faire glisser des sources de données du catalogue vers l'application ArcMap afin de les afficher ou les faire glisser vers l'application ArctoolBox afin de les utiliser en tant que paramètre d'un traitement.  C’est idéalement dans cette interface que l’on exécutera les actions les plus courantes listées ci-dessous:  - Créer de nouvelles données (Fichiers de forme, géodatabases personnelles, classes d’entité, tables, jeux de classes d’entité…);  - Attribuer un système de coordonnées lorsqu’il n’est pas reconnu par le logiciel, ou non attribué;  - Supprimer une couche définitivement de l’ordinateur ;  -Copier et coller des données ;  - Importer ou exporter de nouvelles données sous forme de Fichiers de forme, de classes d’entité ou de raster.
  • 16. Barre d’outilset de gestion des dossiers Explorateur de dossiers et fichiers Explorateur de dossiers et fichiers
  • 17.  Les formats de données visibles dans ArcCatalog sont :  - Tables attributaires, feuilles de calcul Excel pour les versions 9.2 et plus et dBase (*.dbf)  - Bases de données : Géodatabases personnelles (*.mdb), fichier Access.  - Fichiers de formes (*.shp) polygones, lignes, points : Ce sont les entités graphiques qui sont géoréférencées. Un fichier de formes est associé à une table (*.dbf) qui peut contenir un nombre indéfini de données par entité.  - Fichiers couches (*.lyr) : Ce sont les représentations graphiques issues des fichiers de formes.  - Les classes d’entité stockées dans les Géodatabases personnelles.  - Fichiers raster sont les fichiers images auxquels chaque couleur est rattachée une valeur numérique attribuée à un pixel ou à un ensemble de pixels.  - Formats de données CAO/ DAO (DXF, DGN, DWG)
  • 18. Image raster Classed’entité polygone Fichierde formepolygone Fichierde formepoint Document ArcMap Document ArcScene Fichierde formeligne Géodatabasepersonnel Fichierde couche FichierExcel
  • 19.  ArcToolbox est le module dans ArcGis 10.x qui permet d’accéder à toutes les fonctionnalités puissantes de traitement et d’analyse. La boîte à outils fournit un ensemble très riche de fonctions de géotraitement. Il convertit aussi les formats de données pour l’importation ou l’exportation de fichiers, ainsi que les changements de projection.  L’ensemble des outils présents dans chaque boîte à outil n’est pas obligatoirement accessible. Certains nécessitent l’achat d’extensions supplémentaires.  .
  • 20.  Lancement d’ArcToolBox à partir de ArcCatalog
  • 21. Acces ArcToolboox
  • 22.  ArcMap est l’outil qui permet de créer, d’afficher, d’interroger, de modifier, de composer et de publier des cartes.  Pour lancer ArcMap  Menu démarrer de Windows puis ArcGis et cliquez ensuite sur ArcMap 
  • 23. Zone d'affichage géographique permet de visualiser l'ensemble des données spatiales Le bloc de données La barre des menus principale Barre de titre barre d’outils standard La barre d’outils de navigation, de sélection, de mesure des distances, des périmètres, surfaces
  • 24. La partie centrale de la fenêtre est la zone d‘affichage de la carte. La façon dont s’affiche la carte est déterminée par la Table des matières (légende). La table des matières représente toutes les couches (tableaux de données, fichiers de forme, classes d’entité, images raster…) ouvertes dans le projet. Ces couches sont visibles lorsqu’elles sont cochées et invisibles lorsqu’elles sont décochées. L’ordre des couches de haut en bas configure les priorités de visibilité des fichiers, c’est à dire qu’une couche située en haut de la table des matières masquera, sur la carte, les autres couches lors de superpositions. C’est pourquoi il est toujours utile de mettre les couches ponctuels en haut suivies des couches linéaires, des couches surfaciques et enfin de mettre les rasters tout en bat de la table des matières (s’ils ont une étendue supérieure à celle des couches surfaciques).
  • 25.  La table de matière peut être personnalisée. Quatre modes : principales d’affichage sont possibles :  - Mode d’affichage des données uniquement. C’est dans ce mode qu’on peut intervertir l’ordre d’affichage des couches ;  - Mode source où on peut observer le chemin complet de stockage de la donnée ;  - Mode sélection où les données sélectionnées sont affichées en gras dans la table de matière ;  - Mode Catalog où la table de matière se transforme en ArcCatalog et où on peut effectuer les opérations de base d’ArcCatalog comme la création de nouvelles entités ou l’exploration individuelle de la table attributaire ou de la géométrie des fichiers de forme et des classes d’entité.  La table de matière peut être personnalisée de la façon suivante
  • 26.  Ajouter une couche à la carte  Maintenant que vous avez ouvert une carte et défini l’étendue au centre, il est temps de passer à la réalisation de la carte dont vous avez besoin.  Pour ajouter des dos couches à la carte vous avez deux possibilités .
  • 27. 1 2 1. Cliquer sur ArcCatalog et naviguer jusqu’à la couche à ajouter 2. Cliquer sur la couche et glisser dans la table de matière de Arcmap
  • 28.  Ouvrir la table attributaire d’une couche  1-clique droit sur la couche  2 clique sur open atribute table
  • 29. Méthodes de création de données
  • 30.  Collecte des données sur le terrain Certaines données SIG sont directement capturées sur le terrain à l'aide d'un système de positionnement global (GPS). Les GPS calculent leur position à l'aide des signaux issus des satellites (et parfois des stations de base). Plusieurs niveaux de fonctionnalité et de précision sont disponibles et vous devez donc veiller à utiliser un système GPS aussi précis que les données qui seront exploitées. Les unités GPS peuvent être connectées à des ordinateurs portables ou des Tablet PC pour enregistrer les données sur le terrain.
  • 31.  Numérisation des données La numérisation, processus de conversion des entités en format numérique, est l'une des méthodes de création des données. La numérisation interactive, est l'une des méthodes les plus utilisées. Cette méthode vous permet d'afficher une photographie aérienne, une image satellite à l'écran sous forme d'un fond de carte, puis de tracer au-dessus des entités, par exemple des routes, des bâtiments ou des parcelles.
  • 32.  Avant de créer ou de mettre à jour des entités dans ArcMap, vous devez disposer d'une classe d'entités existante à mettre à jour. Si vous n'en avez pas, vous pouvez créer une nouvelle classe d'entités de géodatabase ou un shapefile dans la fenêtre Catalogue.  La barre d'outils Editeur et la fenêtre Créer des entités contiennent les outils de mise à jour d'entité les plus souvent utilisés.  Une fois que vous avez ajouté les données à mettre à jour dans ArcMap, vous devez exécuter un workflow de base :
  • 33.  Sélectionnez l'espace de travail et le bloc de données à mettre à jour.  Démarrez une session de mise à jour (ouvrir une session de mise à jour).  Choisissez un modèle d'entité et un outil de construction dans la fenêtre Créer des entités.  Définissez des propriétés de mise à jour supplémentaires ou des options, telles que la capture.  Créez l'entité (par exemple en la numérisant sur la carte).  Ajoutez des attributs à l'entité ou mettez à jour les attributs existants.  Enregistrez les modifications et arrêtez la mise à jour.
  • 34.  Créer un fichier Excel de données avec des coordonnées en degrés décimaux (ce fichier peut être extrait d’un GPS). Enregistrer avec  l’extension .xls ou xlsx et fermer le document
  • 35.  Dans la fenêtre « Add », sélectionner le répertoire, puis le fichier Excel et  appuyer sur « Add ». Sélectionner la feuille sur laquelle se trouvent les  données et appuyer de nouveau sur « Add ». Dans la section X field,  sélectionner la colonne du tableau Excel de la longitude et dans la section Y field la colonne du tableau Excel de la latitude. Cliquer sur « OK ».
  • 36.  Ouvrir ArcMap, cliquer sur File, descendre jusqu’à Add Data, puis choisir  Add XY Data.
  • 37.  Une nouvelle fenêtre apparaît. Cliquer sur l’icône de dossier pour rechercher le fichier Excel.
  • 38.  Les points apparaissent à l’écran. Faire un clic- droit sur le titre de la couche temporaire, descendre dans le menu jusqu’à « Data », puis  « Export data ».
  • 39.  Les données raster sont généralement obtenues par numérisation de cartes ou acquisition de photographies aériennes et d'images satellite. Les jeux de données des cartes numérisées ne contiennent généralement pas d'informations de références spatiales (incorporées au fichier ou dans un fichier séparé).
  • 40.  Le géoréférencement d'une image fait correspondre à chaque pixel de cette dernière un couple de coordonnées géographiques (en degrés, en mètres...). Ce processus permet d'afficher l'image dans un contexte spatial. Les avantages sont une juxtaposition avec les autres couches de données occupant le même espace géographique, et la mesure sur le PC de coordonnées, distances et surfaces réelles.
  • 41.  Importer l'image dans ArcMap  Dans la barre d'outils géoréférencement, choisir l'image à géoréférencer.  Cliquer sur l'icône avec deux croix : une rouge et une bleue.  Cliquer sur un point de l'image dont on connaît les coordonnées. Cliquer une deuxième fois au même endroit pour créer un couple de points, sans que l'image ne bouge (ce qui évite à ArcMap de devoir la recalculer à chaque fois).  Faire de même avec tous les points de coordonnées connues.  Puis, cliquer sur l'icône « table des liens », toujours dans la barre d'outils « géoréférencement » (un carré avec deux crois rouges et deux croix bleues).  Pour chaque point, renseigner les coordonnées X et Y
  • 42.  Les bases de données, une fois créées, peuvent subir des requêtes. Ces requêtes peuvent être réalisées selon les attributs de la base de données ou selon la localisation géographique des entités. Le résultat de ces requêtes est une sélection d’entité qui peut être exportée vers un autre fichier de forme.   Méthodes de sélection   Les entités peuvent être sélectionnées de différentes manières, soit manuellement, soit par l’intermédiaire d’une requête sur leurs attributs ou sur leur localisation géographique. 
  • 43.  Sélection manuelle  La méthode de sélection la plus simple reste la sélection manuelle. Il suffit de définir les couches sélectionnables et le type de sélection, puis enfin d’effectuer la sélection : Sélection de «Définir les couches sélectionnables» dans le menu « Sélection » 1. Activation des couches que l’on veut pouvoir sélectionne, 2. Sélection de la fonction « Sélection d’entités » 3. Sélection des entités désirées
  • 44.  Sélection par attribut Cette sélection est réalisée par une requête sur les attributs d’un ou plusieurs champs de la table attributaire d’une couche (fichier de forme ou classe d’entité).  1) Sélection de la fonction « Sélection Attributs » dans le menu « Sélection » 1
  • 45.  2) Choix de la couche sur laquelle est effectuée la sélection  3) Choix du type de sélection  Créer une nouvelle sélection  Ajouter à la sélection actuelle  Effacer de la sélection actuelle  Sélectionner parmi la sélection actuelle  4) Indication de la requête 2 3 4
  • 46. = Égal > Supérieur >= Supérieur ou égal < Inférieur <= Inférieur ou égal Comme Equivalent de l’égal, à utiliser lorsque des caractères sont inconnus (avec _ ou %) Et Relation entre deux formules Ou Relation entre deux formules Pas Exclusion (devant la formule) % Remplace plusieurs caractères _ Remplace un caractère Pour formuler une requête, il faut tout d’abord mentionner le champ, choisir un opérateur, puis choisir une valeur ou des caractères. Les champs disponibles s’affichent automatiquement lors du choix du fichier de forme ou de la table. De même, les différentes valeurs ou caractères s’affichent lors du choix du champ. Les opérateurs sont les suivants :
  • 47.  Sélection par localisation  Les requêtes spatiales se réalisent entre deux couches. On utilise des opérateurs géographiques pour obtenir des sélections qui répondent à une interrogation. Par exemple on  peut extraire les communes traversées par une route goudronnée ou par à un réseau hydrographique en utilisant l’opérateur intersect.
  • 48.  1 cliquer qur selection  2 selection by location 2 2
  • 49.  3 cochez la couche à sélectionner  4 choisissez la couche source  Choisissez le critère 4 5 3
  • 50.  Symbologie  Les classes d’entité et les fichiers de forme peuvent être symbolisées simplement par un figuré unique, mais également selon les quantités ou les catégories d’un champ de leur tables attributaires. Il faut donc tout d’abord examiner la nature du champ à représenter.  Les catégories sont représentées par différentes couleurs ou différents figurés et le champ d’appui peut être numérique ou texte.   
  • 51.  Les quantités peuvent être symbolisées de différentes manières et le champ d’appui ne peut être que numérique :  par des couleurs graduées : « Couleurs graduées »  par des symboles gradués : « Symboles gradués»  par des symboles proportionnels : « symboles Proportionnels»  par des densités de points : « Densité des points»  Ces quantités peuvent également être représentées par différents diagrammes :  Secteurs Bars / Colonnes  Bâtons empilés
  • 52.  Ces différentes possibilités de représentation sont disponibles en cliquant droit sur la couche dans la table de matière, on clique ensuite sur propriétés, puis sur l’onglet « Symbologie »  Les deux exemples suivants représentent les cas les plus courants : la symbolisation par couleurs graduées (uniquement pour un seul champ), et la représentation par camembert (pour plusieurs champs
  • 53.  Symbolisation par couleurs graduées (pour un champ)  1) Choix de l’onglet « Symbologie »  2) Sélection du menu « Couleurs graduées » dans « Quantités »  3) Choix du champ à symboliser  4) Choix du nombre de classes  5) Indication de la limite supérieure de chaque fourchette   Représentation par camemberts (pour plusieurs champs)  1) Choix de l’onglet « Symbologie »  2) Sélection du menu « Secteurs» dans « Diagrammes»  3) Choix des champs que l’on veut symboliser ainsi que leur figuré
  • 54.  Créez tout d'abord un nouveau champ de type double (cf. "Comment ajouter un champ" ?)  Faites un clic droit sur l'en-tête de ce champ -> "Calculer la géométrie".  Dans la liste déroulante, choisir la propriété à calculer : cette liste dépend évidemment du type d'entités de la couche (voir tableau ci-dessous).  Indiquer si les calculs se feront sur la base de la référence spatiale de la couche, ou de celle du bloc de données. Cette dernière option permet de calculer facilement des coordonnées dans un système différent de celui de la couche.  Enfin, choisir l'unité surfacique ou linéaire désirée.
  • 55.  Nous accédons maintenant au mode Mise en page d’ArcMap pour mettre en forme nos cartes.  Pour se mettre en mode mise en page on clique sur le bouton mise en page
  • 56.  Les éléments liés aux blocs  Ces éléments sont liés au bloc de données actif. Ils évoluent en fonction des modifications qui lui sont apportées.
  • 57. Barre de navigation en mode page Pour insérer une flèche du Nord Pour insérer une barre d’échelle Pour insérer une légende Pour insérer un titre
  • 58.  La flèche Nord Elle s’ajoute depuis menu Insertion / Flèche Nord. Vous avez le choix entre différents symboliques et pouvez modifier leur taille et leur couleur  La barre d’échelle  Elle s’ajoute depuis le menu Insertion / Barre d’échelle., vous accédez à une bibliothèque de symboles. Dans les propriétés de la barre d’échelle vous pourrez définir le nombre de divisions, de sous divisions, l’unité que vous souhaitez afficher.  La légende  Elle s’ajoute à l’aide d’un assistant depuis le menu Insertion / Légende.  Un grand nombre de paramètres sont modifiables (choix des couches, ordre, police, bordures et couleur, espacement entre différents éléments, etc.)
  • 59.  « Aggregate Polygons » (sous « Cartography Tools, Generalization ») : généralise la représentation d’un phénomène. Exemple : montre les polygones qui ont moins de 5 mètres qui les séparent.
  • 60.  « Append » (sous « Data Management Tools, General ») : rassemble deux couches de données matricielles ou vectorielles. Contrairement à « Merge », ne crée pas de nouvelle couche. « Append » transfert l’information d’une couche vers une autre déjà existante « target ».
  • 61.  « Buffer » (sous « Analysis Tools, Proximity ») : crée un polygone représentant une distance spécifique autour d’éléments. (Procédure existante)  « Clip » (sous « Analysis Tools, Extract ») : découpe un territoire (Ex. : bassin versant). (Procédure existante)  « Dissolve » (sous « Data Management Tools, Generalization ») : simplifie, crée une nouvelle couche plus simple. Exemple : création d’une couche représentant  les régions administratives à partir d’une couche représentant les MRC.
  • 62.  « Erase » (sous « Analysis Tools, Overlay ») : enlève une section d’un polygone.  (Ex. : enlever la partie occupée par le fleuve St- Laurent d’une limite administrative).
  • 63.  il y arrive souvent que des entités demeurent séparées.  Pour fusionner ces deux polygones, il faut ouvrir la boîte d’outils  « ArcEditor ». Cliquer sur cette icône dans la barre d’outils . Dans la boîte d’outils « ArcEditor », cliquer sur le menu « Editor », puis sur « Start Editing ».  Choisir ensuite l’outil « Edit tool » et sélectionner tous les polygones à assembler en cliquant sur ceux-ci en gardant la touche « majuscule »  enfoncée.
  • 64.  Creer un bouveau shapfile de type polyline en ArcCatalog  En ArcMap, ajouter le shepfiles de type poygone et le nouvau shapfile de type polyline c  Selectionner Star tEditing dans la barre Editor tools.  Set the Task to Create New Feature and the Target to the polyline shapefile.  Click Select All on the Context menu of the polygon shapefile.  Select Copy from the ArcMap Edit menu or type Ctrl+C.  Select Paste from the ArcMap Edit menu or type Ctrl+V.  Save your edits.
  • 65.  Les extensions les plus connues d’ArcGis sont les suivantes :  - Spatial Analyst : Modélisation spatiale avancée   - 3D Analyst : Modélisation 3D   - Geostatistical Analyst : Analyses statistiques et cartographie avancée